ҚР ДЕНСАУЛЫҚ САҚТАУ МИНИСТРЛІГІ С.Д.АСФЕНДИЯРОВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ |
|
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РК КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С.Д.АСФЕНДИЯРОВА |
Ом 6Тема: Потенциал действия. Распространение нервного импульса вдоль возбудимого волокна.
Цель: Изучение биофизики электровозбудимых тканей.
Изучение проведение возбуждения в нервных волокнах
Задачи обучения: Изучение электрохимических потенциалов биологических мембран.
Основные вопросы темы:
Потенциал действия
Нервные волокна.
Распространение нервного импульса
Механизм генерации и распространения потенциала действия
Телеграфное уравнение
Фактор надежности
Методы обучения и преподавания – Обсуждение сообщений по данной тематике, решение типовых и ситуационных задач.
Краткая теория
Потенциал действия
При воздействии на клетку какого-либо раздражителя ее трансмембранный потенциал изменяется, возникает так называемый потенциал действия или спайк.
Причиной такого колебания потенциала покоя является изменение проницаемости мембраны для натрия, что в свою очередь, вызвано открытием натриевых ионных каналов.
Посредством электрических нервных импульсов потенциала действия в живом организме передаётся информация от рецепторов к нейронам мозга и от нейронов мозга к мышцам. Когда чувствительный орган возбуждён, или когда мозг посылает приказ, в соответствующих волокнах можно обнаружить импульсы! Нервное возбуждение начинается с локальной генерации потенциала действия, далее импульс распространяется по нервным аксонам.
Потенциалом действия - называют электрический импульс, обусловленный изменением ионной проницаемости мембраны и связанный с распространением по нервам и мышцам волны возбуждения.
Если амплитуда возбуждающего импульса больше порогового, то в мембране развивается процесс, в результате которого происходит резкое повышение мембранного потенциала. Возбуждающий импульс вызывает лишь на короткое время (миллисекунды) изменение мембранного потенциала, которое быстро пропадает и восстанавливается потенциал покоя.
Для потенциала действия характерны несколько фаз: он начинается очень быстрым нарастанием потенциала в положительном направлении – фаза нарастания (0,2-0,5мс). Во время фазы нарастания клеточная мембрана теряет свой нормальный заряд (поляризацию) - поэтому называется фазой деполяризации. Обычно кривая деполяризации переходит за нулевую линию и мембранный потенциал становится положительным. Эту положительную фазу потенциала действия называют инверсия. Следующая за ним фаза, в течение которой восстанавливается исходный потенциал покоя, называют реполяризацией. Последний участок фазы реполяризации бывает замедленным - медленное изменение потенциала, называется следовым потенциалом.
После пика потенциал с различной скоростью возвращается к уровню покоя -длительность потенциала действия составляет около 1мс в нервах, 10 мс в скелетной мышце и приблизительно 200 мс в миокарде.
Рис.1. Процесс возбуждения. Потенциал действия и его фазы:
1 — деполяризация, 2 — инверсия, 3 —реполяризация, 4 — следовая поляризация.
Б — ворота натриевых каналов (m и h). В — ворота калиевых каналов и их положение в различные фазы ПД.
Нейроны
Рис.2 .Структура нейрона
Нейроны — важнейшие элементы нервной системы. Эти удлиненные клетки (рис.2) передают нервные импульсы. Нейрон выполняет специфические функции, являясь структурно–функциональной единицей нервной системы. Нейрон получает, перерабатывает и проводит информацию, закодированную в виде электрических сигналов. Каждый нейрон имеет тело, отростки и их окончания. Диаметр тел нейронов варьирует от 4-5 до 135 мк.
Форма тел нервной клетки тоже различна от округлой, овоидной до пирамидальной. От тела нервной клетки отходят различной длины тонкие отростки двух типов. Один или несколько древовидно ветвящихся отростков, по которым нервный импульс приносится к телу нейрона называют дендритом. Единственный, обычно длинный отросток, по которому нервный импульс направляется от тела нервной клетки - это аксон.
Аксон имеет макроскопические протяжённость и сечение. Длина аксонов в теле человека достигает 1,5м. Основная функция аксона - проведение импульсов, возникающих в нейроне. Нейрон получает сообщения от многих других нейронов через их тонкие ответвления, образующие контакты, синапсы с телом клетки и дендритами.
Рис. 3. Нейрон
Тело клетки (перикарион) содержит ядро. От тела отходят отростки. Один из них — аксон, все другие — дендриты. Функциональные зоны нервной клетки — рецептивная (дендритная), аксон (область проведения потенциала действия), концевых разветвлений аксона (пресинаптическая).
Рис 4. Схема строения нервной клетки (двигательный нейрон):
тн — тело нейрона, а — аксон, мо — миелиновая оболочка, пР — перехват Ранвье, д — дендрит, я — ядро, с — синапсы, одн — окончание двигательного нерва, мв — мышечное волокно.