Нейроны-пейсмекеры (водители ритма): у некоторых клеток так много постоянно открытых Na+-каналов, что заряд цитоплазмы не способен удерживаться на стабильном уровне и медленно смещается вверх (деполяризация).
При достижении порога запуска ПД происходит генерация импульса, после заряд нейрона отбрасывается к «минимуму» (около -60 мВ и даже ниже). Затем вновь начинается деполяризация, запуск ПД и т.д.
Чем больше постоянно открытых Na+-каналов, тем чаще следуют ПД. Регуляция частоты разрядов идет также за счет открывания особых типов К+-каналов, реагирующих на гормоны, медиаторы и др. Чем > таких каналов открыто, ниже «минимум» и реже частота ПД.
Местные анестетики: проникают внутрь клетки (отростка) и связываются с h-створками в тот момент, когда они закрыты. В результате электрочувствительные Na+-каналы (и проведение ПД в целом) блокируются. Местные анестетики наносят на слизистую; их можно вводить в кожу или глубокие ткани, а также по ходу нерва. При этом выключается
проведение по всем волокнам (сенсорным, двигательным, вегетативным); возможно
развитие угнетающего действия на ЦНС (вплоть до остановки дыхания).
Батрахотоксин: токсин кожи некоторых лягушек-листолазов; модифициро-
ванный стероидный гормон насекомых.
Токсин проникает внутрь клетки и связывается с h-створками в тот момент, когда они открыты. В результате электрочувст-вительные Na+-каналы не закрываются. Начинается тотальный вход Na+, проводящий к быстрой потере нейроном как
ПП, так и способности проводить ПД (одна лягушка – от 10 до 100 смертельных доз).
ПД поперечно-полосатой мышечной клетки близок к ПД нейрона: от ПП=-80 мВ вверх до +40 мВ; длительность 1-2 мс; сначала вход Na+, затем выход К+. ПД сердечного волокна: от ПП=-90 мВ вверх до +20 мВ; гораздо более длительный: 200-400 мс; сначала вход Na+, затем – плато, и лишь затем (из-за нарастающего выхода К+) – возврат к ПП.
ПД с плато регистрируется у «рабочих» клеток сердца; назначение плато – дать войти в цитоплазму порции Са2+, который запустит сокращение (взаимное скольжение нитей актина и миозина);
У пейсмекеров сердца нет фазы плато, ПД гораздо более короткий;суммарный ПД всех клеток сердца – электрокардиограмма (ЭКГ);распространение ПД по сердцу – за счет электрических синапсов;параметры ПД клеток гладких мышц – между параметрами ПД
сердца и скелетных мышц; вход Са2+ наблюдается, но слабее.
Основное скопление клеток-пейсмекеров сердца – в верхней части правого предсердия («водитель сердечного ритма»). Отсюда ПД распространяется сначала по предсердиям, потом по желудочкам. Пейсмекеры сердца – видоизмененные мышечные клетки.
Дофамин в черной субстанции.
Дофамин в черной субстанции: медиальная «компактная» частьl (латеральная «рети-кулярная» часть состоит из ГАМК-нейронов, контролирующих движения глаз l ).
DA-аксоны идут в базальные ганглии (полосатое тело = скорлупа, хвостатое ядро), определяя общий уровень двигат. активности, положительные эмоции, связанные с движениями (танцы, физические упражнения).
Постепенная гибель DA-нейронов черн. субстанции – паркинсонизм (б-нь Паркинсона), одна из самых распространенных нейродегенераций (после 60 лет – 3-5 человек на 1000).
Симптомы: тремор (дрожание рук, головы), акинезия (затруднения в запуске движений), ригидность (непроизвольное напряжение мышц).
В основе лечения: повышение активности DA-нейронов; наиболее адекватно и эффективно использование L-дофа
(леводопа).
Причины: возрастные изменения, травмы, отравления, загрязнение окружающей среды, ишемии. В последнее время все очевиднее генетические факторы: мутации генов синуклеина и паркина приводят к заполнению клеток «плохими» белками и нейродегенерации (в случае болезни Альцгеймера – также заполнение клеток и межклеточночной среды
«плохими» пептидами и белками).
Перспективы:
подсадка стволовых клеток
стимуляция через вживленные электроды
транскраниальная электро-магнитная стимуляция
К сожалению, L-дофа и другие препараты не останавливают дегенерацию нейронов; она нарастает в течение 10-20 лет (прогрессирующая инвалидизация). Приходится также наращивать дозу L-дофа, что возможно лишь до определенного предела из-за развития эндокринных и психических нарушений.
Гиппокамп.
Гиппокамп – область старой коры в глубине височной доли. В гиппокампе больше всего синапсов с NMDA- рецепторами. Гиппокамп через свод, мамиллярные тела и передние ядра таламуса связан с поясной извилиной, а поясная изчилина через нейроны старой коры - опять с гиппокампом. (Это и есть круг Пейпеза)
Повреждения Гиппокампа ведут к нарушениям кратковременной памяти и перезаписи на долговременную память.
Билет № 19.
Распространите ПД.
Na+-K+-АТ Фаза постоянно откачивает из клетки избыток Na+ и возвращает назад K+. Без этого нейрон потерял бы ПП уже через несколько сотен ПД. Важно также, что чем > проникло в клетку Na+, тем активнее работает насос.
Если ПД возник хотя бы в одной точке мембраны нейрона – он распространяется по всей мембране.
Причина: деполяризация в точке появления ПД играет роль запускающего (надпорогового, около 100 мВ) стимула по отношению к соседним точкам. Это сходно с «кругами на воде», а точнее – с горением бенгальского огня.
Скорость такого распространения низка и не превышает у человека 1-2 м/с (диаметр аксона 1-2 мкм).
Но: чем толще проводник-аксон, тем < его электрич. сопротивление и легче происходит запуск ПД. Это позволяет увеливать скорость за счет наращивания диаметра аксона. Рекорд - гигантский аксон кальмара (d=0.5-1 мм, V=10 м/с).
«Радикальный» рост скорости проведения – за счет миеленизации аксонов, которая обеспечивается одним из типов глиальных клеток – Шванновскими клетками.
Местные анестетики: проникают внутрь клетки (отростка) и связываются с h-створками в тот момент, когда они закрыты. В результате электрочувствительные Na+-каналы (и проведение ПД в целом) блокируются. Местные анестетики наносят на слизистую;
их можно вводить в кожу или глубокие ткани, а также по ходу нерва. При этом выключается проведение по всем волокнам (сенсорным, двигательным, вегетативным); возможно развитие угнетающего действия на ЦНС (вплоть до остановки дыхания).
НОВОКАИН – гидрохлорид диэтиламиноэтилового эфира аминобензойной кислоты.
Батрахотоксин: токсин кожи некоторых лягушек-листолазов; модифицированный стероидный гормон насекомых.
Токсин проникает внутрь клетки и связывается с h-створками в тот момент, когда они открыты. В результате электрочувст-вительные Na+-каналы не закрываются. Начинается тоталь-ный вход Na+, проводящий к быстрой потере нейроном как
ПП, так и способности проводить ПД (одна лягушка – от 10 до 100 смертельных доз).
Электрический синапс: прямая передача электрического возбуждения. Основная область электрическ. синапса – «щелевой контакт», в котором мембраны клеток находятся на расстоянии 2 нм (хим. синапс – 20-30 нм).
В мембраны друг напротив друга встроены каналы-коннексоны (каждый состоит из
6 белков-коннексинов).
Через коннексоны легко движутся любые ионы, что позволяет ПД напрямую перехо-дить с клетки на клетку.
Электрическ. синапсы редки в нервной систе-ме позвоночных и обыч-ны для беспозвоночных («сверхбыстрые» реф-лекторные дуги, но при этом – нет возможности учесть дополнительные факторы).
Наиболее яркий пример работы коннексонов в нашем организме – сер-дечная мышца.
Следует особо отметить, что мышечные клетки всех типов обладают ПП и генерируют ПД, кото-рые необходимы для запуска сокращения (взаимное скольжение белковых нитей актина и миозина с затратой энергии АТФ).