I Во-первых, как мы уже отмечали – в их многообразии. Любая нервная клетка состоит из тела – сомы и отростков. Нейроны отличаются:
по размерам (от 20 нм до 100 нм) и форме сомы
по количеству и степени ветвления коротких отростков.
по строению, длине и разветвленности аксонных окончаний (латералей)
по числу шипиков
II Отличаются нейроны также по функциям:
а) воспринимающие информацию из внешней среды,
б) передающие информацию на периферию,
в) обрабатывающие и передающие информацию в пределах ЦНС,
г) возбуждающие,
д) тормозные.
III Отличаются по химическому составу: синтезируются разнообразные белки, липиды, ферменты и, главное, — медиаторы.
ПОЧЕМУ, С КАКИМИ ОСОБЕННОСТЯМИ ЭТО СВЯЗАНО?
Такое многообразие определяется высокой активностью генетического аппарата нейронов. Во время нейрональной индукции под влиянием фактора роста нейронов включаются НОВЫЕ ГЕНЫв клетках эктодермы зародыша, которые характерны только для нейронов. Эти гены обеспечивают следующие особенности нейронов (важнейшие свойства):
А) Способность воспринимать, обрабатывать, хранить и воспроизводить информацию
Б) ГЛУБОКУЮ СПЕЦИАЛИЗАЦИЮ:
Синтез специфических РНК;
Отсутствие редупликации ДНК.
Доля генов, способных к транскрипции, составляют в нейронах 18-20%, а в некоторых клетках – до 40% (в других клетках — 2-6%)
Способность синтезировать специфические белки (до 100 в одной клетке)
Уникальность липидного состава
В) Привилегированность питания => Зависимость от уровня кислорода и глюкозы в крови.
Ни одна ткань в организме не находится в такой драматической зависимости от уровня кислорода в крови: 5-6 мин остановки дыхания и важнейшие структуры мозга погибают и в первую очередь — кора больших полушарий. Снижение уровня глюкозы ниже 0,11% или 80мг% — может наступить гипогликемия и далее - кома.
А с другой стороны, мозг отгорожен от кровотока ГЭБ. Он не пропускает к клеткам то, что могло бы им повредить. Но, к сожалению, далеко не все – многие низкомолекулярные токсичные вещества проходят через ГЭБ. И у фармакологов всегда есть задача: а проходит ли этот препарат через ГЭБ? В одних случаях это необходимо, если речь идет о заболеваниях мозга, в других – безразлично для больного, если препарат не повреждает нервные клетки, а в третьих этого надо избегать. (НАНОЧАСТИЦЫ, ОНКОЛОГИЯ).
Симпатическая НС возбуждается и стимулирует работу мозгового слоя надпочечников – выработка адреналина; в поджелудочной железе – глюкагон – расщепляет гликоген в почках до глюкозы; глюкокартикойды выраб. в корковом слое надпочечников – обеспечивает глюконеогенез – образование глюкозы из …)
И все-таки, при всем разнообразии нейронов их можно разделить на три группы: афферентные, эфферентные и вставочные (промежуточные).
Билет 12
Афферентные нейроны, их функции и строение. Рецепторы: строение, функции, формирование афферентного залпа.
АФФЕРЕНТНЫЕ НЕЙРОНЫ
Особенности строения: округлая форма сомы, ее метаболическая функция, отсутствие дендритов.
Функция – поступление афферентации, т.е. информации из внешней среды в ЦНС и из внутренних органов – в ЦНС. Роль афферентации в развитии коры, вибриссы, щенки одного помета с наличием и отсутствием зрительной информации – кора)
Рецепторы – ПРЕОБРАЗОВАНИЕ энергии внешнего стимула в нервный импульс. Изучение – по ощущениям (кисло, сладко …), по нервным импульсам в афферентном нейроне (язык лягушки, тельце Пачини, мышечное веретено, хеморецепторы мухи). Формирование АФФЕРЕНТНОГО ЗАЛПА – изменения по частоте, но не по величине ПД при повышении нагрузки на рецептор. Уменьшение латентного периода. Генераторный потенциал.
Афферентные. Содержатся в коже, мышцах, сухожилиях, стенках кровеносных сосудов и стенках внутренних органов.
Рецепторы – в коже, мышцах, сухожилиях, стенках кровеносных сосудов и внутренних органов.
Рецепторы – образования, воспринимающие любые изменения во внешней и внутренней среде. В рецепторе происходит преобразование энергии внешнего стимула в нервный импульс. Нервные импульсы поступают в спинной или головной мозг.
Рецептор – окончание афферентного волокна.
Задача афферентных нейронов — передавать информацию от рецепторов в ЦНС.
Нервное волокно не передает ничего, кроме нервного импульса.
Сома афферентного нейрона – округлая.
Отсутствуют дендриты(длинные отростки). От сомы отходит короткий отросток, разветвляется на 2 веточки – одна идёт в ЦНС, вторая — на периферию. Информация происходит мимо сомы. Сомы афферентных нейронов выполняют метаболическую ф-ию, но не принимают участие в переработке информации.От интенсивности раздражения изменяется латентный период, частота,Детье – физиолог, посвятивший свою жизнь изучению рецепторов мясной мухи.Самый крупный рецептор – тельце Пачини. С помощью него чувствуется давление. 
Рецепторы растяжения находятся в скелетной мышце. При растяжении мышечного веретена – афферентные Роль импульсов, возникающих в рецепторах:Афферентация – для развития НС. Поток информации. Если в воспринимающие области коры больших полушарий недопоступает информация, происходит недоразвитие. Клетки, не получающие информацию, исчезают.
21) Строение и функции ионных каналов. Блокатора ионных каналов. Роль натрий-калиевого насоса клетки в поддержании ПП, Na+K+АТФ-аза.
Некоторые белки насквозь пронизывают мембрану – билипидный слой, они называются ТРАНСМЕМБРАННЫЕ и именно они образуют ИОННЫЕ КАНАЛЫ. Основные ионы, участвующие в генерации электрических сигналов –K+, Na+, Ca++, Cl- - движутся через соответствующие каналы. Для каждого иона есть свой канал, и они имеют разное строение. Ионы могут проходить через канал ПАССИВНО по градиенту концентрации (от большей к меньшей) и по ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ПОТЕНЦИАЛУ НА МЕМБРАНЕ КАНАЛА.
Трансмембранные, или интегративные, белки асимметрично распределены в бислое и многократно его пересекают. ПО строению – это ЗИГЗАГООБРАЗНЫЕ БЕЛКИ, которые образуют ДОМЕНЫ. Например, в натриевом канале 4 домена (РИС.). Каждый домен имеет 6 трансмембранных участков –S1-S6. Между участками S5-S6 располагается пора для входа натрия. В самом начале канала находится широкое устье, которое сужается до размеров иона селективным фильтром. Далее идет водная пора и система «ворот», которые могут открывать и закрывать канал. Кроме селективного фильтра имеется сенсоры напряжения с определенным зарядом. Следовательно натриевые каналы потенциалзависимые, т.е. вход натрия регулируется зарядом на мембране.
Количество каналов на единицу площади мембраны, и изменение состояния мембраны при прекращении работы того или иного канала изучалось с применением различных ядов. Например, если обработать нервное волокно тетраэтиламмонием, перестают работать калиевые каналы, а при действии тетродотоксина (из рыбы фугу), перестают работать натриевые каналы и можно подсчитать их число на мембране.
Еще один тип трансмембранных белков – НАСОСЫ – переносчики веществ через мембрану против концентрационного градиента. Эти белки-насосы необходимы для переноса метаболитов – глюкозы, аминокислот и ионов для поддержания исходной разности их концентраций в клетке и окружающей среде.
Таким образом, натриевые каналы могут быть в трех состояниях: закрыты, но их можно открыть раздражением мембраны (электрическим, механическим, температурным):открыты; инактивированы, когда срабатывают инактивационные ворота и каналы невозможно открыть никаким раздражением. В этот момент клетка или волокно находятся в состоянии абсолютной рефрактерности (невозбудимости). Удлинение рефрактерного периода приводит к снижению частоты, которую может воспроизводить данное возбудимое образование. Самый длительный рефрактерный период в волокнах сердечной мышцы, что препятствует возникновению экстрасистолии при появлении патологического очага возбуждения в сердце.
Вход натрия в клетку и активно и пассивно и выход калия из клетки постепенно нарушает исходную разность концентраций. Это активирует фермент натрий-калиевую АТФ-азу, и она обеспечивает работу натрий-калиевого насоса, которые выводит из клетки 3 иона натрия против концентрационного градиента и 2 иона калия «заталкивает» в клетку также против концентрационного градиента. Таким образом, возникновение ПП и ПД не требует затраты энергии. Движущая сила заложена для этого процесса в разности концентраций и законам осмоса. Но для поддержания исходной концентрации ионов необходима энергия.
Билет 13
Роль движения в эволюционном развитии животных и человека. Строение и функции скелетной мышцы. Мотонейрон, как исполнительное звено соматической нервной системы. Экстрафузальные и интрафузальные мышечные волокна. Альфа-и гамма-мотонерйроны.
Ответ на раздражение может возникнуть только в результате движения. Движение обеспечивает адаптацию (адекватный ответ на различные раздражители). Двигательный аппарат обеспечивает большую возможность приспособиться, выжить.
Существует 3 вида мускулатуры: гладкая (выстилает все внутренние органы, кроме сердца), поперечно-полосатая сердечная и поперечно-полосатая скелетная. Двигательную активность обеспечивает скелетная поперечно-полосатая мышца.
Каждая мышца состоит из тысяч волокон.
Белковые нити: актиновые и миозиновые.
Сокращение скелетной мышцы — это скольжение актиновых нитей по миозиновым.
Экстрафузальные мышцы обеспечивают сокращение.
Скелетная мышца будет сокращаться, если к ней подходят сигналы (потенциалы действия) из передних рогов спинного мозга по аксонам мотонейронов. Аксон может разветвляться и иннервировать несколько экстрафузальных мышечных волокон.
Моторная единица — это несколько мышечных экстафузальных волокон, которые иннервируются одним мотонейроном.
Рефлекторная дуга (кольцо).
Начинается (как и любой рефлекс) с рецептора.
Афферентные нейроны.
Альфа-мотонейроны обеспечивают сокращение экстафузальных мышечных волокон.
Сома — диаметр 70 мкм
Дендриты — 7-11 мкм
Аксон — 12-20 мкм
Скорость распространения 17-20 м/с
Мышечные веретена, или рецепторы растяжения. Состоят, как правило, из 6 мышечных волокон.
Интрофузальные мышечные волокна. Если они оплетены окончанием афферентного нервного волокна, то они рецепторы.
4. Гамма-мотонейроны иннервируют интрофузальные волокна скелетной мышцы.
Сома — 35 мкм. Дендрит 2-8 мкм Скорость распространения потенциала действия — 12-48 м/с
21) Строение и функции ионных каналов. Блокатора ионных каналов. Роль натрий-калиевого насоса клетки в поддержании ПП, Na+K+АТФ-аза.
Некоторые белки насквозь пронизывают мембрану – билипидный слой, они называются ТРАНСМЕМБРАННЫЕ и именно они образуют ИОННЫЕ КАНАЛЫ. Основные ионы, участвующие в генерации электрических сигналов –K+, Na+, Ca++, Cl- - движутся через соответствующие каналы. Для каждого иона есть свой канал, и они имеют разное строение. Ионы могут проходить через канал ПАССИВНО по градиенту концентрации (от большей к меньшей) и по ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ПОТЕНЦИАЛУ НА МЕМБРАНЕ КАНАЛА.
Трансмембранные, или интегративные, белки асимметрично распределены в бислое и многократно его пересекают. ПО строению – это ЗИГЗАГООБРАЗНЫЕ БЕЛКИ, которые образуют ДОМЕНЫ. Например, в натриевом канале 4 домена (РИС.). Каждый домен имеет 6 трансмембранных участков –S1-S6. Между участками S5-S6 располагается пора для входа натрия. В самом начале канала находится широкое устье, которое сужается до размеров иона селективным фильтром. Далее идет водная пора и система «ворот», которые могут открывать и закрывать канал. Кроме селективного фильтра имеется сенсоры напряжения с определенным зарядом. Следовательно натриевые каналы потенциалзависимые, т.е. вход натрия регулируется зарядом на мембране.
Количество каналов на единицу площади мембраны, и изменение состояния мембраны при прекращении работы того или иного канала изучалось с применением различных ядов. Например, если обработать нервное волокно тетраэтиламмонием, перестают работать калиевые каналы, а при действии тетродотоксина (из рыбы фугу), перестают работать натриевые каналы и можно подсчитать их число на мембране.
Еще один тип трансмембранных белков – НАСОСЫ – переносчики веществ через мембрану против концентрационного градиента. Эти белки-насосы необходимы для переноса метаболитов – глюкозы, аминокислот и ионов для поддержания исходной разности их концентраций в клетке и окружающей среде.
Таким образом, натриевые каналы могут быть в трех состояниях: закрыты, но их можно открыть раздражением мембраны (электрическим, механическим, температурным):открыты; инактивированы, когда срабатывают инактивационные ворота и каналы невозможно открыть никаким раздражением. В этот момент клетка или волокно находятся в состоянии абсолютной рефрактерности (невозбудимости). Удлинение рефрактерного периода приводит к снижению частоты, которую может воспроизводить данное возбудимое образование. Самый длительный рефрактерный период в волокнах сердечной мышцы, что препятствует возникновению экстрасистолии при появлении патологического очага возбуждения в сердце.
Вход натрия в клетку и активно и пассивно и выход калия из клетки постепенно нарушает исходную разность концентраций. Это активирует фермент натрий-калиевую АТФ-азу, и она обеспечивает работу натрий-калиевого насоса, которые выводит из клетки 3 иона натрия против концентрационного градиента и 2 иона калия «заталкивает» в клетку также против концентрационного градиента. Таким образом, возникновение ПП и ПД не требует затраты энергии. Движущая сила заложена для этого процесса в разности концентраций и законам осмоса. Но для поддержания исходной концентрации ионов необходима энергия.
Билет 14
23) Строение и функции соматической нервной системы. Эфферентное и афферентное звенья соматической нервной системы. Спинальное и супраспинальное управление мотонейронами. Соматическая нервная система обеспечивает иннервацию скелетной мускулатуры. Функциональной единицей соматической нервной системы является мотонейрон, который еще называется общий конечный путь. На теле одного мотонейрона заканчиваются отростки до тысячи других нервных клеток. На мотонейроне собирается информация от огромного числа промежуточных нейронов, которые сами возбуждаться не могут, они ждут сигналы от афферентных нейронов, к ним приходят сигналы из моторной коры, таламуса, красного ядра, черной субстанции, ретикулярной формации и самое главное из мозжечка. Управление функциями мотонейронов, а значит и движением, со стороны промежуточных нейронов - это спинальное управление функциями мотонейронов. Есть масса двигательных рефлексов, которые могут происходить только на уровне спинного мозга, без участия головного. Конечно нормальная, координированная, целесообразная функция спинного мозга происходит под влиянием вышеперечисленных структур головного мозга. Супроспинальное управление – управление со стороны структур, не входящих в состав спинного мозга, которое обеспечивает точные, координированные, целесообразные двигательные акты.
Кора больших полушарий, моторная зона которых находится в лобной доле. Там лежат крупные пирамидные клетки, их аксоны проходят через весь спинной мозг. Это самая высшая регуляция двигательной активности.
Промежуточные нейроны также направляют мотонейроны не только изолатерально, но контролатерально. Но промежуточные нейроны тоже не обладают свойством автоматии, они находятся под контролем афферентных нейронов. И большая часть движения скелетных мышц происходит в результате раздражения рецепторов.
Управление называется спинальная регуляция мотонейронов.
Соматическая нервная система включает афферентные и эфферентные нейроны. Как правило, бывают и вставочные нейроны, но могут и не быть.
Супроспинальный уровень регуляции мотонейронов — это кора больших полушарий. Мозжечок
Ретикулярная формация оказывает на кору больших полушарий возбуждающее воздействие, а на работу спинного мозга — тормозное.
Красное ядро
Таламус. Таламоспинальные пути также регулируют работу мотонейронов.
21) Строение и функции ионных каналов. Блокатора ионных каналов. Роль натрий-калиевого насоса клетки в поддержании ПП, Na+K+АТФ-аза.
Некоторые белки насквозь пронизывают мембрану – билипидный слой, они называются ТРАНСМЕМБРАННЫЕ и именно они образуют ИОННЫЕ КАНАЛЫ. Основные ионы, участвующие в генерации электрических сигналов –K+, Na+, Ca++, Cl- - движутся через соответствующие каналы. Для каждого иона есть свой канал, и они имеют разное строение. Ионы могут проходить через канал ПАССИВНО по градиенту концентрации (от большей к меньшей) и по ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ПОТЕНЦИАЛУ НА МЕМБРАНЕ КАНАЛА.
Трансмембранные, или интегративные, белки асимметрично распределены в бислое и многократно его пересекают. ПО строению – это ЗИГЗАГООБРАЗНЫЕ БЕЛКИ, которые образуют ДОМЕНЫ. Например, в натриевом канале 4 домена (РИС.). Каждый домен имеет 6 трансмембранных участков –S1-S6. Между участками S5-S6 располагается пора для входа натрия. В самом начале канала находится широкое устье, которое сужается до размеров иона селективным фильтром. Далее идет водная пора и система «ворот», которые могут открывать и закрывать канал. Кроме селективного фильтра имеется сенсоры напряжения с определенным зарядом. Следовательно натриевые каналы потенциалзависимые, т.е. вход натрия регулируется зарядом на мембране.
Количество каналов на единицу площади мембраны, и изменение состояния мембраны при прекращении работы того или иного канала изучалось с применением различных ядов. Например, если обработать нервное волокно тетраэтиламмонием, перестают работать калиевые каналы, а при действии тетродотоксина (из рыбы фугу), перестают работать натриевые каналы и можно подсчитать их число на мембране.
Еще один тип трансмембранных белков – НАСОСЫ – переносчики веществ через мембрану против концентрационного градиента. Эти белки-насосы необходимы для переноса метаболитов – глюкозы, аминокислот и ионов для поддержания исходной разности их концентраций в клетке и окружающей среде.
Таким образом, натриевые каналы могут быть в трех состояниях: закрыты, но их можно открыть раздражением мембраны (электрическим, механическим, температурным):открыты; инактивированы, когда срабатывают инактивационные ворота и каналы невозможно открыть никаким раздражением. В этот момент клетка или волокно находятся в состоянии абсолютной рефрактерности (невозбудимости). Удлинение рефрактерного периода приводит к снижению частоты, которую может воспроизводить данное возбудимое образование. Самый длительный рефрактерный период в волокнах сердечной мышцы, что препятствует возникновению экстрасистолии при появлении патологического очага возбуждения в сердце.
Вход натрия в клетку и активно и пассивно и выход калия из клетки постепенно нарушает исходную разность концентраций. Это активирует фермент натрий-калиевую АТФ-азу, и она обеспечивает работу натрий-калиевого насоса, которые выводит из клетки 3 иона натрия против концентрационного градиента и 2 иона калия «заталкивает» в клетку также против концентрационного градиента. Таким образом, возникновение ПП и ПД не требует затраты энергии. Движущая сила заложена для этого процесса в разности концентраций и законам осмоса. Но для поддержания исходной концентрации ионов необходима энергия.
БИЛЕТ 18