Сравнительная характеристика физиологических свойств скелетных и гладких мышц
Входят в состав опорно-двигательного аппарата
Входят в состав оболочек внутренних органов и сосудов
Не имеют пластического тонуса
Имеют быструю кратковременную деполяризацию и короткий период абсолютной рефрактерности
Имеют медленную деполяризацию и длительный период абсолютной рефрактерности
Не обладают способностью к дифференцировке и делению
Обладают способностью к дифференцировке, делению и регенерации при повреждении
Иннервируются соматической нервной системой
Иннервируются вегетативной нервной системой, а также имеют автономный аппарат иннервации
Сокращаются под влиянием импульсов, предаваемых по двигательным нервам от мотонейронов спинного мозга (отсутствие автоматизма).
Сокращаются под влиянием импульсов, возникающих в самих мышцах (наличие автоматизма), а также импульсов, передаваемых по вегетативным нервам
Способны к быстрым фазическим сокращениям
Способны к длительным тоническим сокращениям
Осуществляют произвольные мышечные движения, сопровождаемые значительными энергетическими затратами
Осуществляют непроизвольные мышечные движения, сопровождаемые незначительными энергетическими затратами
Обладают слабо выраженной чувствительностью к химических веществам
Обладают высокой чувствительностью к химическим, фармакологическим, эндогенным и экзогенным биологически активным веществам
В незначительной степени управляемы лекарственными средствами
В значительной степени управляемы лекарственными средствами
Ситуационные задачи.
1. Длительность фазы укорочения мышцы в нервно-мышечном препарате лягушки составляет 0.05 сек. С какой частотой необходимо раздражать нерв, чтобы получить гладкий тетанус?
2. Длительность одиночного мышечного сокращения составляет 0.1 сек. С какой частотой необходимо наносить раздражения, чтобы мышца сокращалась в режиме одиночных сокращений?
3. Каким должен быть интервал между двумя раздражениями, чтобы произошла а) частичная суммация сокращений, б) полная суммация сокращений, если длительность периода укорочения 0.05 сек, а длительность расслабления 0.075 сек?
4. На свежеизолированном нервно-мышечном препарате в ответ на стимуляцию нерва с частотой 25 Гц развивается гладкий тетанус, а при частоте 20 Гц — зубчатый. После утомления гладкий тетанус стал возникать при частоте 20 Гц. Объясните это явление.
5. В нервномышечном синапсе заблокировано действие ацетилхолинэстеразы. Изменится ли режим сокращения мышцы?
Вопросы для самоконтроля по теме: механизмы мышечного сокращения.
1. Что называется двигательной единицей?
2. Какие виды двигательных единиц вы знаете и чем они отличаются?
3. Почему одни мышцы утомляются быстро, а другие медленно?
4. Каким образом возникает ПД на мембране мышечного волокна?
5. Какие структуры саркомера принимают участие в мышечном сокращении?
6. Объясните в чем заключается роль ионов кальция и АТФ в мышечном сокращении.
7. Нарисуйте кривую одиночного мышечного сокращения, обозначьте ее фазы, укажите их длительность, сопоставьте с длительностью ПД.
8. Объясните почему фаза укорочения короче фазы расслабления.
9. Какие процессы протекают в мышце во время латентного периода?
10. Что называют суммацией мышечных сокращений, каков их механизм?
11. Чем отличается полная суммация от неполной?
12. Каковы условия возникновения зубчатого тетануса, гладкого тетануса?
13. Что понимают под оптимальной частотой раздражения мышцы?
14. Какая частота раздражения называется пессимальной?
15. Какие процессы на мембране соответствуют пессимуму раздражения?
16. Каким образом регулируется сила мышечного сокращения?
источник
Сравнительная характеристика физиологических свойств скелетных и гладких мышц
Входят в состав опорно-двигательного аппарата
Входят в состав оболочек внутренних органов и сосудов
Не имеют пластического тонуса
Имеют быструю кратковременную деполяризацию и короткий период абсолютной рефрактерности
Имеют медленную деполяризацию и длительный период абсолютной рефрактерности
Не обладают способностью к дифференцировке и делению
Обладают способностью к дифференцировке, делению и регенерации при повреждении
Иннервируются соматической нервной системой
Иннервируются вегетативной нервной системой, а также имеют автономный аппарат иннервации
Сокращаются под влиянием импульсов, предаваемых по двигательным нервам от мотонейронов спинного мозга (отсутствие автоматизма).
Сокращаются под влиянием импульсов, возникающих в самих мышцах (наличие автоматизма), а также импульсов, передаваемых по вегетативным нервам
Способны к быстрым фазическим сокращениям
Способны к длительным тоническим сокращениям
Осуществляют произвольные мышечные движения, сопровождаемые значительными энергетическими затратами
Осуществляют непроизвольные мышечные движения, сопровождаемые незначительными энергетическими затратами
Обладают слабо выраженной чувствительностью к химических веществам
Обладают высокой чувствительностью к химическим, фармакологическим, эндогенным и экзогенным биологически активным веществам
В незначительной степени управляемы лекарственными средствами
В значительной степени управляемы лекарственными средствами
Задания для самостоятельной работы Общая характеристика мышц.
1. Нарисуйте схему двигательной (нейромоторной) единицы (ДЕ).
2. Перечислите виды двигательных единиц и дайте им краткую характеристику.
3. Дайте краткую характеристику изометрическим и изотоническим типам сокращений.
II. Молекулярный механизм мышечного сокращения.
1. Нарисуйте нервно-мышечный синапс и обозначьте на нем все элементы в нервном окончании и на постсинаптической мембране, которые принимают участие в возникновении ПД мышцы. Укажите когда и где возникает ПКП и ПД.
2. Нарисуйте схему саркомера мышечного волокна и взаимное расположение актина и миозина. Дайте краткую биохимическую характеристику актиновых и миозиновых нитей. Обозначьте на схеме и укажите функциональную роль всех морфологических и биохимических структур, принимающих участие в сокращении мышцы: сократительные и регуляторные белки, СПР, АТФ, АТФ-аза.
3. Нарисуйте график ПД мышечного волокна и сопоставьте его с графиком изменения длины волокна во время одиночного мышечного сокращения и дополните его графиком изменения возбудимости скелетной мышцы во время одиночного мышечного сокращения.
4. Опишите последовательность событий, возникающих в мышечном волокне при электро-механическом сопряжении: от возникновения ПКП до сокращения и расслабления мышцы.
источник
Сравнительная характеристика физиологических свойств скелетных и гладких мышц
Синапс (от греч. — соединение, связь) — специализированный контакт между нервными клетками или нервными клетками и другими возбудимыми образованиями, обеспечивающий передачу возбуждения с сохранением его информационной значимости. С помощью синапсов осуществляется взаимодействие разнородных по функциям тканей организма, например нервной и мышечной, нервной и секреторной.
Все синапсы имеют принципиально общие черты строения.
Пресинаптическое окончание аксона нейрона при подходе к иннервируемой клетке теряет миелиновую оболочку, что несколько снижает скорость распостранения волны возбуждения. Небольшое утолщение на конце волокна, называемое синаптической бляшкой, содержит синаптические пузырьки размером 20—60 нм с медиатором — веществом, способствующим передаче возбуждения в синапсе.
Синаптическая щель — пространство между пресинаптическим окончанием и участком мембраны эффекторной клетки является непосредственным продолжением межклеточного пространства; содержимое — гель, в состав которого входят гликозаминогликаны. Постсинаптическая мембрана — участок эффекторной клетки, контактирующий с пресинаптической мембраной через синаптическую щель. От постсинаптической мембраны по направлению к ядру клетки прослеживаются нежные микротрубочки, образованные молекулами специфических белков. Полагают, что им принадлежит определенная роль в распространении и обработке информации внутри клетки.
В основу классификации синапсов положены несколько принципов.
По морфологическому принципу синапсы подразделяют на:
· аксо-аксоналъные (между двумя аксонами);
· аксодендритические (между аксоном одного нейрона и дендритом другого);
· аксосоматические (между аксоном одного нейрона и телом другого);
· дендродендритические (между дендритами двух или нескольких нейронов);
· нервно-мышечные (между аксоном мотонейрона и исчерченным мышечным волокном);
· аксоэпителиальные (между секреторным нервным волокном и гранулоцитом);
· межнейронные (общее название синапсов между какими-либо элементами двух нейронов).
Кроме этого, все синапсы делят на центральные (в головном и спинном мозге) и периферические (нервно-мышечные, аксоэпи-телиальные и синапсы вегетативных ганглиев).
В соответствии с нейрохимическим принципом синапсы классифицируют по виду химического вещества — медиатора, с помощью которого происходит возбуждение и торможение эффекторной клетки. Так, например, в адренергическом синапсе медиатором является норадреналин, в холинергическом — ацетилхолин, в гамкергическом — гамма-аминомасляная кислота и др.
По способу передачи возбуждения синапсы подразделяют на три группы. Первую составляют синапсы с химической природой передачи посредством
медиаторов (например, нервно-мышечные); вторую — синапсы с передачей электрического сигнала непосредственно с пре- на постсинаптическую мембрану (например, синапсы в сетчатке глаза). По сравнению с химическими они отличаются большей скоростью передачи сигнала, высокой надежностью и возможностью двусторонней передачи возбуждения. Третья группа (представлена «смешанными» синапсами, сочетающими элементы как химической, так и электрической передачи.
По конечному физиологическому эффекту различают возбуждающие и тормозные синапсы.
ЭТАПЫ И МЕХАНИЗМЫ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ.
Передача возбуждения в химическом синапсе — сложный физиологический процесс, протекающий в несколько стадий. Он включает синтез и секрецию медиатора; взаимодействие медиатора с рецепторами постсинаптической мембраны; инактивирование медиатора. В целом синапс осуществляет последовательную трансформацию электрического сигнала, поступающего по нервном волокну, в энергию химических превращений на уровне синаптической щели и постсинаптической мембраны, которая затем снова трансформируется в энергию распространяющегося возбуждения в эффекторной клетке.
Медиаторы («посредники») обеспечивают одностороннюю передачу возбуждения — от нервного волокна к эффекторной клетке рабочего органа или к другому нейрону. Некоторые медиаторы (например, ацетилхолин) синтезируются в цитоплазме синаптических окончаний из нормальных компонентов внутри- и внеклеточных жидкостей. Другие образуются в теле нейрона, в частности в аппарате Гольджи , а затем поступают в синаптическое окончание и депонируются в везикулах.
В синапсах скелетных мышц «посредником» является только один вид медиатора — ацетилхолин. Он синтезируется из холина (продукт печеночной секреции), уксусной кислоты и фермента коэнзима-А ,регулирующего активность метаболических процессов. Синапсы, в которых медиатором является ацетилхолин, называются холинергическими.
В синапсах внутренних органов и сосудов функции медиатора выполняет и норадреналин, относящийся, как и адреналин, к катехоламинам. Он синтезируется из аминокислот тирозина и фенилаланина. Синапсы, в которых медиатором является норадреналин, называются адренерги-чес к и м и.
В синапсах мозга функции медиаторов выполняют более 30 биологически активных веществ. К наиболее изученным относятся норадреналин, ацетилхолин, некоторые моноамины (адреналин, серотонин, дофамин) и аминокислоты (глицин, глутаминовая кислота, гамма-аминомасляная кислота) ; нейропептиды — энкефалины, нейротензин и др. Инактивирование (полная потеря активности) медиатора необходима для реполяризации постсинаптической мембраны и восстановления исходного уровня мембранного потенциала. Наиболее важным путем инактивирования является ферментативный гидролиз медиатора с помощью ингибиторов. Для ацетилхолина ингибитором является холинэстераза; для норадреналина и адреналина — моноаминоксидаза . Продукты ферментативного гидролиза медиатора поступают в тканевую жидкость и в кровь и циркулируют в ней как его предшественники.
В результате инактивирования медиатора возбуждение прекращается и возникает снова только при поступлении следующей порции. Возбуждение постсинаптическо мембраны носит, таким образом, импульсный характер.
Физиология нейрона. Возбуждение и торможение в ЦНС.
Интегративная функция нейронных цепей.
Нейрон — основная структурная и функциональная единица центральной нервной системы,. Объединение нейронов в нервную систему происходит с помощью межнейрональных синапсов.
Основной функцией нейронов является их способность к возбуждению. Возбуждение может возникать как в результате синаптических влияний на нейрон других нервных клеток, так и за счет эндогенных цитоплазматических процессов. Внешним выражением возбуждения нейрона является колебание электрического потенциала на его мембране. Зарегистрировать электрические потенциалы в нервной клетке можно с помощью внутриклеточного микроэлектрода . В невозбужденном нейроне регистрируется мембранный потенциал, или потенциал покоя, около —70 мВ При поступлении к многочисленным синапсам нервной клетки возбуждений от других нейронов возникает деполяризация мембраны, или ВПСП. Продолжительность единичного ВПСП составляет 3—10 мс. При возникновении многочисленных ВПСП происходит их пространственная и временная суммация до критического уровня деполяризации, после чего нейрон генерирует ПД, или распространяющийся по аксону импульс.
ИНТЕГРАТИВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ НЕЙРОНА.
Наличие многочисленных специфических хеморецептивных участков на постсинаптических мембранах нейронов позволило П.К. Анохину еще в 1974 г. сформулировать химическую теорию работы нервных клеток. Согласно этой теории, электрические импульсы, приходящие к синапсам нейрона через медиаторы, трансформируются в химические процессы на пост-синаптической мембране, которые в свою очередь вовлекают в биохимические процессы цитоплазматические и ядерные структуры клетки. Внутриклеточные молекулярные преобразования приходящих к нейрону гетерогенных возбуждений обозначаются как интегративная деятельность нервной клетки. В основе химической теории интегративной деятельности нейрона лежит утверждение о том, что метаболический процесс, развертывающийся в цитоплазме нейрона, закреплен генетически и является специфичным по отношению к отдельным постсинаптическим структурам.
СИНАПТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА В МОЗГЕ.
Синаптическая передача в головном мозге имеет те же принципиальные черты, что и в нервно-мышечных синапсах. Разница состоит в том, что в отличие от нервно-мышечного синапса, где число медиаторов весьма ограничено, в мозге функции посредников выполняет огромное количество биологически активных веществ.
| Вещество | Синтез и транспорт | Физиологическое действие |
| Норадреналин | Ствол мозга, гипоталамус, ретикулярная формация, лимбическая система | Регуляция настроения, эмоциональные реакции, поддержание бодрствования, формирование сна, сновидений |
| Дофамин | Средний мозг, черное вещество, лимбическая система | Формирование чувства удовольствия, регуляция эмоциональных реакций, поддержание бодрствования |
| Полосатое тело | Регуляция сложных мышечны движений | |
| Серотонин | Спинной мозг, ствол мозга | Терморегуляция |
| Головной мозг, гипоталамус, таламус | Формирование болевых ощущений, сенсорное восприятие, засыпание | |
| ГАМК (гамма- аминомасляная кислота) | Спинной и головной мозг | Сон, торможение в ЦНС |
Функционально связанная совокупность нейронов, расположенных в одной или нескольких структурах ЦНС и обеспечивающих регуляцию той или иной функции или осуществление целостной реакции организма, называется центром нервной системы. Физиологическое понятие центра нервной системы отличается от анатомического представления о ядре, где близко расположенные нейроны объединяются общими морфологическими особенностями.
Классификация нервных центров. В основу классификации центров нервной системы положены морфологический и функциональный критерий. По локализации в структурах нервной системы различают корковые, подкорковые и спинальные центры. В головном мозге также выделяют центры диэнцефальные, мезэнцефальные, бульбарные, гипоталамические, таламические.
На функциональной основе центры нервной системы разделяют по регулируемой функции (например, сосудодвигательный центр, центр теплообразования, дыхательный центр и др.), по афферентному восприятию (например, центры зрения, слуха, обоняния и др.).
Выделяют также центры нервной системы, которые формируют мотивационные состояния организма (центры голода, жажды, насыщения и др.).
Существуют центры нервной системы, которые на основе интеграции возбуждений формируют целостные реакции организма (например, центры глотания, чиханья, дефекации, половой центр и т.п.).
Тонус нервных центров. От центров нервной системы идет больший или меньший поток импульсов к эффекторам, обусловливая их постоянное тоническое возбуждение. Тоническое состояние центра нервной системы определяется соотношением активированных и так называемых молчащих нервных клеток.
Доминанта.При высоком уровне тонического возбуждения центр может доминировать в деятельности ЦНС.Доминирующий центр подавляя деятельность других центров, может стать главенствующим в формировании целенаправленного поведенческого акта животных и человека.
источник
Сравнительная характеристика физиологических свойств скелетных и гладких мышц
Синапс (от греч. — соединение, связь) — специализированный контакт между нервными клетками или нервными клетками и другими возбудимыми образованиями, обеспечивающий передачу возбуждения с сохранением его информационной значимости. С помощью синапсов осуществляется взаимодействие разнородных по функциям тканей организма, например нервной и мышечной, нервной и секреторной.
Все синапсы имеют принципиально общие черты строения.
Пресинаптическое окончание аксона нейрона при подходе к иннервируемой клетке теряет миелиновую оболочку, что несколько снижает скорость распостранения волны возбуждения. Небольшое утолщение на конце волокна, называемое синаптической бляшкой, содержит синаптические пузырьки размером 20—60 нм с медиатором — веществом, способствующим передаче возбуждения в синапсе.
Синаптическая щель — пространство между пресинаптическим окончанием и участком мембраны эффекторной клетки является непосредственным продолжением межклеточного пространства; содержимое — гель, в состав которого входят гликозаминогликаны. Постсинаптическая мембрана — участок эффекторной клетки, контактирующий с пресинаптической мембраной через синаптическую щель. От постсинаптической мембраны по направлению к ядру клетки прослеживаются нежные микротрубочки, образованные молекулами специфических белков. Полагают, что им принадлежит определенная роль в распространении и обработке информации внутри клетки.
В основу классификации синапсов положены несколько принципов.
По морфологическому принципу синапсы подразделяют на:
· аксо-аксоналъные (между двумя аксонами);
· аксодендритические (между аксоном одного нейрона и дендритом другого);
· аксосоматические (между аксоном одного нейрона и телом другого);
· дендродендритические (между дендритами двух или нескольких нейронов);
· нервно-мышечные (между аксоном мотонейрона и исчерченным мышечным волокном);
· аксоэпителиальные (между секреторным нервным волокном и гранулоцитом);
· межнейронные (общее название синапсов между какими-либо элементами двух нейронов).
Кроме этого, все синапсы делят на центральные (в головном и спинном мозге) и периферические (нервно-мышечные, аксоэпи-телиальные и синапсы вегетативных ганглиев).
В соответствии с нейрохимическим принципом синапсы классифицируют по виду химического вещества — медиатора, с помощью которого происходит возбуждение и торможение эффекторной клетки. Так, например, в адренергическом синапсе медиатором является норадреналин, в холинергическом — ацетилхолин, в гамкергическом — гамма-аминомасляная кислота и др.
По способу передачи возбуждения синапсы подразделяют на три группы. Первую составляют синапсы с химической природой передачи посредством
медиаторов (например, нервно-мышечные); вторую — синапсы с передачей электрического сигнала непосредственно с пре- на постсинаптическую мембрану (например, синапсы в сетчатке глаза). По сравнению с химическими они отличаются большей скоростью передачи сигнала, высокой надежностью и возможностью двусторонней передачи возбуждения. Третья группа (представлена «смешанными» синапсами, сочетающими элементы как химической, так и электрической передачи.
По конечному физиологическому эффекту различают возбуждающие и тормозные синапсы.
ЭТАПЫ И МЕХАНИЗМЫ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ.
Передача возбуждения в химическом синапсе — сложный физиологический процесс, протекающий в несколько стадий. Он включает синтез и секрецию медиатора; взаимодействие медиатора с рецепторами постсинаптической мембраны; инактивирование медиатора. В целом синапс осуществляет последовательную трансформацию электрического сигнала, поступающего по нервном волокну, в энергию химических превращений на уровне синаптической щели и постсинаптической мембраны, которая затем снова трансформируется в энергию распространяющегося возбуждения в эффекторной клетке.
Медиаторы («посредники») обеспечивают одностороннюю передачу возбуждения — от нервного волокна к эффекторной клетке рабочего органа или к другому нейрону. Некоторые медиаторы (например, ацетилхолин) синтезируются в цитоплазме синаптических окончаний из нормальных компонентов внутри- и внеклеточных жидкостей. Другие образуются в теле нейрона, в частности в аппарате Гольджи , а затем поступают в синаптическое окончание и депонируются в везикулах.
В синапсах скелетных мышц «посредником» является только один вид медиатора — ацетилхолин. Он синтезируется из холина (продукт печеночной секреции), уксусной кислоты и фермента коэнзима-А ,регулирующего активность метаболических процессов. Синапсы, в которых медиатором является ацетилхолин, называются холинергическими.
В синапсах внутренних органов и сосудов функции медиатора выполняет и норадреналин, относящийся, как и адреналин, к катехоламинам. Он синтезируется из аминокислот тирозина и фенилаланина. Синапсы, в которых медиатором является норадреналин, называются адренерги-чес к и м и.
В синапсах мозга функции медиаторов выполняют более 30 биологически активных веществ. К наиболее изученным относятся норадреналин, ацетилхолин, некоторые моноамины (адреналин, серотонин, дофамин) и аминокислоты (глицин, глутаминовая кислота, гамма-аминомасляная кислота) ; нейропептиды — энкефалины, нейротензин и др. Инактивирование (полная потеря активности) медиатора необходима для реполяризации постсинаптической мембраны и восстановления исходного уровня мембранного потенциала. Наиболее важным путем инактивирования является ферментативный гидролиз медиатора с помощью ингибиторов. Для ацетилхолина ингибитором является холинэстераза; для норадреналина и адреналина — моноаминоксидаза . Продукты ферментативного гидролиза медиатора поступают в тканевую жидкость и в кровь и циркулируют в ней как его предшественники.
В результате инактивирования медиатора возбуждение прекращается и возникает снова только при поступлении следующей порции. Возбуждение постсинаптическо мембраны носит, таким образом, импульсный характер.
Физиология нейрона. Возбуждение и торможение в ЦНС.
Интегративная функция нейронных цепей.
Нейрон — основная структурная и функциональная единица центральной нервной системы,. Объединение нейронов в нервную систему происходит с помощью межнейрональных синапсов.
Основной функцией нейронов является их способность к возбуждению. Возбуждение может возникать как в результате синаптических влияний на нейрон других нервных клеток, так и за счет эндогенных цитоплазматических процессов. Внешним выражением возбуждения нейрона является колебание электрического потенциала на его мембране. Зарегистрировать электрические потенциалы в нервной клетке можно с помощью внутриклеточного микроэлектрода . В невозбужденном нейроне регистрируется мембранный потенциал, или потенциал покоя, около —70 мВ При поступлении к многочисленным синапсам нервной клетки возбуждений от других нейронов возникает деполяризация мембраны, или ВПСП. Продолжительность единичного ВПСП составляет 3—10 мс. При возникновении многочисленных ВПСП происходит их пространственная и временная суммация до критического уровня деполяризации, после чего нейрон генерирует ПД, или распространяющийся по аксону импульс.
ИНТЕГРАТИВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ НЕЙРОНА.
Наличие многочисленных специфических хеморецептивных участков на постсинаптических мембранах нейронов позволило П.К. Анохину еще в 1974 г. сформулировать химическую теорию работы нервных клеток. Согласно этой теории, электрические импульсы, приходящие к синапсам нейрона через медиаторы, трансформируются в химические процессы на пост-синаптической мембране, которые в свою очередь вовлекают в биохимические процессы цитоплазматические и ядерные структуры клетки. Внутриклеточные молекулярные преобразования приходящих к нейрону гетерогенных возбуждений обозначаются как интегративная деятельность нервной клетки. В основе химической теории интегративной деятельности нейрона лежит утверждение о том, что метаболический процесс, развертывающийся в цитоплазме нейрона, закреплен генетически и является специфичным по отношению к отдельным постсинаптическим структурам.
СИНАПТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА В МОЗГЕ.
Синаптическая передача в головном мозге имеет те же принципиальные черты, что и в нервно-мышечных синапсах. Разница состоит в том, что в отличие от нервно-мышечного синапса, где число медиаторов весьма ограничено, в мозге функции посредников выполняет огромное количество биологически активных веществ.
| Вещество | Синтез и транспорт | Физиологическое действие |
| Норадреналин | Ствол мозга, гипоталамус, ретикулярная формация, лимбическая система | Регуляция настроения, эмоциональные реакции, поддержание бодрствования, формирование сна, сновидений |
| Дофамин | Средний мозг, черное вещество, лимбическая система | Формирование чувства удовольствия, регуляция эмоциональных реакций, поддержание бодрствования |
| Полосатое тело | Регуляция сложных мышечны движений | |
| Серотонин | Спинной мозг, ствол мозга | Терморегуляция |
| Головной мозг, гипоталамус, таламус | Формирование болевых ощущений, сенсорное восприятие, засыпание | |
| ГАМК (гамма- аминомасляная кислота) | Спинной и головной мозг | Сон, торможение в ЦНС |
Функционально связанная совокупность нейронов, расположенных в одной или нескольких структурах ЦНС и обеспечивающих регуляцию той или иной функции или осуществление целостной реакции организма, называется центром нервной системы. Физиологическое понятие центра нервной системы отличается от анатомического представления о ядре, где близко расположенные нейроны объединяются общими морфологическими особенностями.
Классификация нервных центров. В основу классификации центров нервной системы положены морфологический и функциональный критерий. По локализации в структурах нервной системы различают корковые, подкорковые и спинальные центры. В головном мозге также выделяют центры диэнцефальные, мезэнцефальные, бульбарные, гипоталамические, таламические.
На функциональной основе центры нервной системы разделяют по регулируемой функции (например, сосудодвигательный центр, центр теплообразования, дыхательный центр и др.), по афферентному восприятию (например, центры зрения, слуха, обоняния и др.).
Выделяют также центры нервной системы, которые формируют мотивационные состояния организма (центры голода, жажды, насыщения и др.).
Существуют центры нервной системы, которые на основе интеграции возбуждений формируют целостные реакции организма (например, центры глотания, чиханья, дефекации, половой центр и т.п.).
Тонус нервных центров. От центров нервной системы идет больший или меньший поток импульсов к эффекторам, обусловливая их постоянное тоническое возбуждение. Тоническое состояние центра нервной системы определяется соотношением активированных и так называемых молчащих нервных клеток.
Доминанта.При высоком уровне тонического возбуждения центр может доминировать в деятельности ЦНС.Доминирующий центр подавляя деятельность других центров, может стать главенствующим в формировании целенаправленного поведенческого акта животных и человека.
источник
Тема: Сравнительная характеристика физиологических свойств скелетных и гладких мышц.
Входят в состав опорно-двигательного аппарата
Входят в состав оболочек внутренних органов и сосудов
Не обладают пластичностью
Обладают пластичностью (способностью расслабляться в растянутом состоянии)
Имеют быструю кратковременную деполяризацию и короткий период абсолютной рефрактерности
Имеют медленную деполяризацию и длительный период абсолютной рефрактерности
Не обладают способностью к дифференцировке и делению
Обладают способностью к дифференцировке, делению и регенерации при повреждении
Иннервируются соматической нервной системой
Иннервируется вегетативной нервной системой, а также имеют автономный аппарат иннервации
Сокращаются под влиянием импульсов, передаваемых по двигательным нервам от мотонейронов спинного мозга (отсутствие автоматизма)
Сокращаются под влиянием импульсов, возникающих в самих мышцах (наличие автоматизма), а также импульсов, передаваемых по вегетативным нервам
Способны к быстрым фазическим сокращениям
Способны к длительным тоническим сокращениям
Осуществляют произвольные мышечные движения, сопровождаемые значительными энергическими затратами
Осуществляют непроизвольные мышечные движения, сопровождаемые незначительными энергетическими затратами (в 100-1000 раз меньше, чем у скелетных)
Обладают слабо выраженной чувствительностью к химическим веществам
Обладают высокой чувствительностью к химическим, фармакологическим и экзогенным биологически активным веществам
В незначительной степени управляемы лекарственными средствами
В значительной степени управляются лекарственными средствами
От –50 до –70 мВ в пейсмекерных клетках
Длительность потенциала действия
Длительность одиночного сокращения
От нескольких сотых сек. до 0,1-0,2 сек
От нескольких секунд до нескольких минут
Скорость проведения возбуждения
Тема: Рефлекторная дуга. Рецепторы.
Анатомический субстрат осуществления рефлекса называется рефлекторной дугой.Структурно-функциональными элементами этой дуги являются:рецепторы –специализированные образования, трансформирующие энергию раздражения в нервный импульс;афферентные нейроны –несущие информацию от рецепторов к нервным центрам;нервные центры –совокупность нейронов, расположенных на различных этажах нервной системы;эфферентные нейроны – несущие информацию от нервных центров к рабочим органам;эффекторы – ткани или органы;обратная связь –от рабочего органа назад по каналам обратной связи в нервную систему.
Рецепторы – это специализированные образования, предназначенные для восприятия раздражителей и трансформации их в нервный импульс. Различают два типа рецепторов.
Сенсорные –обеспечивающие восприятия различных раздражителей внешней или внутренней среды.
Клеточные химические рецепторы –обеспечивающие восприятие информации, переносимой молекулами химических веществ – медиаторов, гормонов, антигенов и других.
Сенсорные рецепторы в зависимости от их организации принято делить на: первичночувствующие – представляют собой нервные окончания афферентных проводников чувствительных нейронов. Они расположены в коже, слизистых оболочках, в кровеносных сосудах и других;вторичночувствительное – это специализированные клетки, как правило, входящие в органы чувств (зрения, слуха, вкуса).
Все виды рецепторов в зависимости от источника воспринимаемой информации делят на: интерорецепторы – это рецепторы, которые воспринимают сигналы о раздражениях внутренней среды и расположены во внутренних органах (прессорецепторы, хеморецепторы,терморецепторы, болевые рецепторы), особую группу среди них составляютпроприорецепторы (собственные рецепторы опорно-двигательного аппарата) итканевые рецепторы –локализованные в интерстициальном пространстве и клеточной микросреде;экстерорецепторы — воспринимают раздражения внешних сигналов и расположены в коже и видимых слизистых (контактные –тактильные, терморецепторы,вкусовые,болевые;дистантные –фото-, фоно-, обонятельные).
Общим назначением всех сенсорных рецепторов является способность преобразовывать раздражение в биопотенциал. Под влиянием раздражителя на рецепторную клетку увеличивается ее проницаемость к ионам натрия. В результате возникает локальный или рецепторный потенциал (способствует выделению медиатора). Медиатор действует на нервное окончание и по такому же механизму вызывает появление в немгенераторного потенциала.В последущем, вследствие разницы зарядов в окончании нервного волокна и на его протяжении между этими участками возникает потенциал действия (нервный импульс), распространяемый по нервному волокну.
Рецепторы обладают следующими свойствами: высокой возбудимостью (неодинаковой у однородной группы рецепторов в пределах рецептивного поля -скопления рецепторов),адекватностью (высокой чувствительностью к специфическим раздражителям, например, свет – рецепторы глаз),адаптацией (приспособлением к действующему раздражителю),фоновой активностью.
В полости ртаимеются многочисленные экстерорецепторы (вкусовые, холодовые, тепловые, тактильные, болевые) и проприорецепторы.
источник
Лекция № 4. Физиология мышц
1. Физические и физиологические свойства скелетных, сердечной и гладких мышц
По морфологическим признакам выделяют три группы мышц:
1) поперечно-полосатые мышцы (скелетные мышцы);
3) сердечную мышцу (или миокард).
Функции поперечно-полосатых мышц:
1) двигательная (динамическая и статическая);
1) поддержание давления в полых органах;
2) регуляция давления в кровеносных сосудах;
3) опорожнение полых органов и продвижение их содержимого.
Функция сердечной мышцы – насосная, обеспечение движения крови по сосудам.
Физиологические свойства скелетных мышц:
1) возбудимость (ниже, чем в нервном волокне, что объясняется низкой величиной мембранного потенциала);
2) низкая проводимость, порядка 10–13 м/с;
3) рефрактерность (занимает по времени больший отрезок, чем у нервного волокна);
5) сократимость (способность укорачиваться или развивать напряжение).
Различают два вида сокращения:
а) изотоническое сокращение (изменяется длина, тонус не меняется);
б) изометрическое сокращение (изменяется тонус без изменения длины волокна). Различают одиночные и титанические сокращения. Одиночные сокращения возникают при действии одиночного раздражения, а титанические возникают в ответ на серию нервных импульсов;
6) эластичность (способность развивать напряжение при растягивании).
Физиологические особенности гладких мышц.
Гладкие мышцы имеют те же физиологические свойства, что и скелетные мышцы, но имеют и свои особенности:
1) нестабильный мембранный потенциал, который поддерживает мышцы в состоянии постоянного частичного сокращения – тонуса;
2) самопроизвольную автоматическую активность;
3) сокращение в ответ на растяжение;
4) пластичность (уменьшение растяжения при увеличении растяжения);
5) высокую чувствительность к химическим веществам.
Физиологической особенностью сердечной мышцы является ее автоматизм. Возбуждение возникает периодически под влиянием процессов, протекающих в самой мышце. Способностью к автоматизму обладают определенные атипические мышечные участки миокарда, бедные миофибриллами и богатые саркоплазмой.
2. Механизмы мышечного сокращения
Электрохимический этап мышечного сокращения.
1. Генерация потенциала действия. Передача возбуждения на мышечное волокно происходит с помощью ацетилхолина. Взаимодействие ацетилхолина (АХ) с холинорецепторами приводит к их активации и появлению потенциала действия, что является первым этапом мышечного сокращения.
2. Распространение потенциала действия. Потенциал действия распространяется внутрь мышечного волокна по поперечной системе трубочек, которая является связывающим звеном между поверхностной мембраной и сократительным аппаратом мышечного волокна.
3. Электрическая стимуляция места контакта приводит к активации фермента и образованию инозилтрифосфата, который активирует кальциевые каналы мембран, что приводит к выходу ионов Ca и повышению их внутриклеточной концентрации.
Хемомеханический этап мышечного сокращения.
Теория хемомеханического этапа мышечного сокращения была разработана О. Хаксли в 1954 г. и дополнена в 1963 г. М. Девисом. Основные положения этой теории:
1) ионы Ca запускают механизм мышечного сокращения;
2) за счет ионов Ca происходит скольжение тонких актиновых нитей по отношению к миозиновым.
В покое, когда ионов Ca мало, скольжения не происходит, потому что этому препятствуют молекулы тропонина и отрицательно заряды АТФ, АТФ-азы и АДФ. Повышенная концентрация ионов Ca происходит за счет поступления его из межфибриллярного пространства. При этом происходит ряд реакций с участием ионов Ca:
1) Ca 2+ реагирует с трипонином;
3) Ca 2+ снимает заряды с АДФ, АТФ, АТФ-азы.
Взаимодействие ионов Ca с тропонином приводит к изменению расположения последнего на актиновой нити, открываются активные центры тонкой протофибриллы. За счет них формируются поперечные мостики между актином и миозином, которые перемещают актиновую нить в промежутки между миозиновой нитью. При перемещении актиновой нити относительно миозиновой происходит сокращение мышечной ткани.
Итак, главную роль в механизме мышечного сокращения играют белок тропонин, который закрывает активные центры тонкой протофибриллы и ионы Ca.
источник