Развитие возбуждающих и тормозных постсинаптических потенциалов.

В возбуждающих синапсах под действием ацетилхолина открываются специфические натриевые (натрий входит в клетку) и калиевые (калий выходит из клетки) каналы, что вызывает деполяризацию мембраны, или возбудждающий постсинаптический потенциал (ВПСП).

В тормозных синапсах высвобождение медиатора повышает проницаемость мембраны для ионов калия и хлора, которые вызывают гиперполяризацию мембраны, называемую тормозным постсинаптическим потенциалом (ТПСП).

ПД впервые возникает в области аксонного холмика нейрона – начального сегмента аксона в месте его отхождения от тела клетки. Аксонный холмик – это самый возбудимый участок нейрона с наиболее низким порогом.

Для того, чтобы в постсинаптическом нейроне возник нервный импульс, необходимо деполяризовать мембрану аксонного холмика на величину от -10 до -25 мВ.

ВПСП и ТПСП зависит от природы медиатора и специфики постсинаптической клетки.

Интеграция синаптических процессов на нейроне, ее значение.

Постсинаптический нейрон может получать сигналы от большего количества пресинаптических нейронов, которые он интегрирует и выдает ответ.

В некоторых синапсах имеет место облегчение, состоящее в том, что после каждого стимула синапс становится более чувствительным к следующему синапсу.

ВПСП, генерируемый в одном возбуждаемом синапсе, приводит лишь к незначительному колебанию мембранного потенциала в аксоном холмике (1 мВ или <). Это связано с тем, что ВПСП возникает в отдалении от аксонного холмика, а амплитуда его мала.

ПД может появиться лишь в случае повторных разрядов в одной синаптической бляшке (временная суммация – медиатор высвобождается порциями (квантами), а не в виде отдельных молекул) либо при одновременном возбуждении нескольких окончаний (пространственная суммация).

Отдельные ВПСП, генерируемые при повторных или одновременных разрядах, складываются и образуют суммарный ВПСП.

Если местные деполяризующие токи, возникающие под влиянием суммарного ВПСП, достаточно велики для того, чтобы мембрана аксонного холмика деполяризовалась до порогового уровня, возникает ПД.

ТПСП тормозит генерацию ПД, уменьшая величину суммарного ВПСП.

Возникновение нервного импульса зависит от того, достаточна ли амплитуда суммарного синаптического потенциала, образующегося в результате сложения всех ВПСП и ТПСП, для деполяризации мембраны аксонного холмика до порогового уровня.

№8 Нейромедиаторы. Общая характеристика.

 

Медиаторы - (от лат. - посредник) – химические вещества, молекулы которых способны реагировать со специфическими рецепторами клеточной мембраны и изменять ее проницаемость для определенных ионов, вызывая возникновение (генерацию) ПД – активного электрического сигнала.

Выделяясь под влиянием нервных импульсов, медиаторы участвуют в их передаче с нервного окончания на рабочий орган и с одной нервной клетки на другую.

В ЦНС роль медиатора осуществляют – ацетилхолин, норадреналин, дофамин, серотонин, гамма аминомасляная и глутаминовая кислоты, глицин.

 

Основные медиаторы – ацетилхолин и норадреналин.

Медиаторы сами по себе не обладают возбуждающим и тормозящим действием.

Виды нейромедиаторов

Ацетилхолин
Ацетилхолин – биологически активное вещество, широко распространенное в природе. В органах и тканях вызывает эффекты, характерные для возбуждения парасимпатических элементов ВНС (снижение артериального давления, замедление сердцебиений, усиление перистальтики желудка и кишечника, сужение зрачков и т. д.).

Норадреналин
Норадреналин – предшественник адреналина. По действию на сердце, кровеносные сосуды, гладкие мышцы, а также на углеводный обмен обладает свойствами гормона и близок к своему производному – адреналину. В медицинской практике его применяют при снижении артериального давления, коллапсе, шоке, кровопотере и т. д.

Адреналин
Адреналин – гормон мозгового слоя надпочечников, поступая в кровь, увеличивает потребление кислорода органами и тканями, участвует в мобилизации гликогена, расщепление которого приводит к нарастанию уровня сахара в крови, стимулирует обмен веществ (белковый, углеводный, жировой, минеральный), повышает артериальное давление (главным образом вследствие сужения мелких периферических сосудов), учащает и усиливает сердцебиение, ускоряет ритм дыхания, замедляет перистальтику кишечника и т. д. При эмоциональных переживаниях, усиленной мышечной работе, удушье, охлаждении, понижении уровня сахара в крови содержание его в крови резко повышается. При ряде заболеваний внутренних органов, нервной системы, желез внутренней секреции и других уровень адреналина в организме увеличивается или уменьшается, что осложняет течение болезни.

Дофамин
Дофамин – также предшественник норадреналина. Под его влиянием увеличивается сопротивление периферических сосудов (менее сильно, чем под влиянием норадреналина) и повышается систолическое артериальное давление, усиливаются сердечные сокращения, возрастает сердечный выброс.

Гистамин
Гистамин – тканевый гормон, обладающий сильным биологическим действием. Содержится в больших количествах в неактивной, связанной форме в различных органах и тканях животных и человека (легкие, печень, кожа), а также в тромбоцитах и лейкоцитах. Образуется в организме из гистидина и для детского организма является незаменимой аминокислотой, поскольку в нем не синтезируется. При дефиците гистидина снижается образование гемоглобина в костном мозге. Гистамин высвобождается при анафилактическом шоке, воспалительных и аллергических реакциях. Вызывает расширение капилляров и повышение их проницаемости, сужение крупных сосудов, сокращение гладкой мускулатуры, резко увеличивает секрецию соляной кислоты в желудке. Высвобождение его из связанного состояния при аллергических реакциях приводит к покраснению кожи, зуду, жжению, образованию волдырей.

Серотонин
Серотонин – продукт распада аминокислоты триптофана, содержится во всех тканях, преимущественно пищеварительного тракта и центральной нервной системы (ЦНС), а также в тромбоцитах. Оказывает сильное влияние на тонус сосудов, что связано с периферическим сосудосуживающим действием, повышает агрегацию тромбоцитов, при этом укорачивается время кровотечения. Участвует в регуляции функций пищеварительной, выделительной, эндокринной систем (регулирует моторику желудочно-кишечного тракта, выделение слизи, вызывает спазм поврежденных сосудов и т. п.).

Недостаток серотонина приводит к неврологическим расстройствам, перееданию, ухудшению сна, аллергическим реакциям. Нарушения в обмене серотонина – одна из причин возникновения инфаркта миокарда, язвенной болезни, некоторых психических заболеваний и других форм патологии; имеются данные о взаимосвязи уровня серотонина и проявлений симптомов мигрени. К снижению уровня серотонина ведет длительное употребление алкоголя. В природе содержится в некоторых растительных продуктах: бананах, ананасах, сливах, финиках, диком рисе и др.

Гамма-аминомасляная кислота
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) – наиболее распространенный тормозной нейромедиатор в ЦНС, который способен модифицировать свойства постсинаптической мембраны таким образом, что способность клетки генерировать возбуждение частично или полностью подавляется. Улучшает динамику нервных процессов в головном мозге, повышает продуктивность мышления, улучшает память, оказывает умеренное психостимулирующее, антигипоксическое и противосудорожное действие. Способствует восстановлению речевых и двигательных функций после нарушения мозгового кровообращения. Оказывает умеренное гипотензивное действие и ослабляет выраженность обусловленных гипертонией симптомов (головокружение, бессонница). У больных сахарным диабетом снижает уровень глюкозы в крови, при нормальном уровне сахара в крови нередко вызывает его повышение.

Глутаминовая кислота
Глутаминовая кислота в организмах присутствует в составе белков, ряда низкомолекулярных веществ и в свободном виде. Играет важную роль в азотистом обмене (связывает и выводит токсичный для организма аммиак). Регулирует метаболизм и стимулирует окислительно-восстановительные процессы в головном мозге, изменяя функциональное состояние нервной и эндокринной систем.

Глицин
Глицин входит в состав многих белков и биологически активных соединений, является нейромедиатором тормозного типа действия и регулятором метаболических процессов в головном мозге. Нормализует состояние нервной системы в период гипервозбуждения, переутомления и при интоксикации, обладает антистрессорным действием, улучшает умственную и физическую работоспособность, повышает мышечный тонус, способствует концентрации внимания и восстанавливает память.

Мелатонин
Мелатонин вырабатывается эпифизом при участии доноров серотонина и триптофана, главной его функцией является руководство суточным ритмом организма человека. Избыток света снижает, а уменьшение освещенности повышает синтез и секрецию мелатонина. На ночные часы приходится 70% выработки мелатонина. Активность его синтеза увеличивается с 8 часов вечера, а пик максимальной концентрации приходится на 3 часа утра, после чего его количество начинает снижаться. Именно благодаря этому гормону человек может заснуть и спать крепким сном. В достаточном количестве мелатонин вырабатывается лишь до возраста 25–30 лет, а затем его продукция уменьшается, что неуклонно ведет к старению. Мелатонин влияет на деятельность эндокринных желез, например, регулирует менструальный цикл у женщин, а также стимулирует сексуальную жизнь и замедляет процессы старения. Кроме того, он участвует в регуляции артериального давления, функций пищеварительного тракта, работы клеток головного мозга и др.

Эндорфины
Эндорфины – их называют «собственными наркотиками организма» или «гормонами удовольствия». К настоящему времени в мозге человека идентифицировано 18 разновидностей опиатоподобных веществ. Они выполняют множество разных функций в организме, наиболее важная из них – регуляция болевых ощущений. Они влияют на эмоциональные реакции, вызывая чувство удовольствия, регулируют состояние голода, участвуют в процессах памяти, в реакции организма на стресс-факторы, на алкоголь. Недостаточность эндорфинов отмечается при всех хронических заболеваниях, последствиях стресса, депрессии, синдроме хронической усталости.

Ангиотензин
Ангиотензин участвует в регуляции уровня артериального давления, функции почек и водно-солевого обмена, вызывает сокращение матки и стимулирует секрецию ряда гормонов (альдостерон, вазопрессин и др.).

Вазопрессин
Вазопрессин выделяется задней долей гипофиза. Поддерживает на определенном уровне обратное всасывание воды в почечных канальцах, т. е. уменьшает количество выделяющейся мочи (антидиуретический эффект). При недостатке вазопрессина резко повышается выделение мочи, что может привести к несахарному диабету. Таким образом, вазопрессин – один из факторов, определяющих относительное постоянство водно-солевого обмена в организме. Он вызывает также сужение сосудов и повышение артериального давления.

 

 

№9 Нейроглия. Строение и функции.

Глия - структура нервной системы, образованная специализированными клетками различной формы, которые заполняют пространства между нейронами или капиллярами, составляя 10% объема мозга. Размеры глиальных клеток в 3-4 раза меньше нервных, число их в центральной нервной системе млекопитающих достигает 140 млрд. С возрастом число нейронов в мозгу уменьшается, а число глиальных клеток увеличивается.

Различают следующие виды глии: астроглия, олигодендроглия, микроглия.

Астроглия - представлена многоотростчатыми клетками. Их размеры колеблются от 7 до 25 мкм. Типичными признаками астроцитов являются: наличие отростков, многие их которых имеют вторичные и третичные ветвления, а также содержат мелкие выросты. Кроме того, для астроцитов характерны контакты с базальной мембраной кровеносных сосудов и пиальной (наружной) поверхностью мозга посредством так называемых концевых (сосудистых) ножек.

Астроцитная глия является опорной структурой (каркасом) спинного и головного мозга. В астроцитной глии различают два вида клеток: протоплазматические и волокнистые астроциты. Первые из них располагаются преимущественно в сером веществе мозга. Они имеют короткие и толстые, часто распластанные отростки. Вторые — находятся в белом веществе мозга. Волокнистые астроциты имеют многочисленные отростки, содержащие аргирофильные фибриллы. За счет этих фибрилл формируются глиальные остов и разграничительные мембраны в нервной системе, пограничные мембраны вокруг кровеносных сосудов и так называемые "ножки" астроцитных отростков на кровеносных сосудах.

Астроциты 1) служат опорой для нервных клеток; 2) обеспечивают репарацию нервов после повреждения; 3) изолируют и объединяют нервные волокна и окончания; 4) участвуют в метаболических процессах, модулирующих ионный состав, медиаторы и метаболиты, играющие роль в активности нервных клеток и их синапсов.

Олигодендроглия - это клетки глии с заметно меньшим количеством ветвей, и ветви эти тоньше, чем у астроцитов. Их ветви часто бывает трудно отличить от отростков нервных клеток, но можно дифференцировать по тому признаку, что они никогда не образуют синапсов. Количество олигодендроглии возрастает в коре от верхних слоев к нижним. В подкорковых структурах, в стволе мозга олигодендроглии больше, чем в коре. Она участвует в миелинизации аксонов, в метаболизме нейронов в ЦНС.

В периферической нервной системе эту функцию выполняют клетки Шванна.

Микроглия - самые мелкие клетки глии, относятся к блуждающим клеткам. специализированный класс глиальных клеток центральной нервной системы, которые являются фагоцитами, уничтожающими инфекционные агенты и разрушающими нервные клетки.. Микроглиальные клетки способны к фагоцитозу.

Клетки микроглии локализованы и в сером, и в белом веществе, но в сером веществе их больше. От каждого конца маленького продолговатого тела клетки, содержащей лизосомы и хорошо развитый аппарат Гольджи, отходит по толстому отростку. От всех его ветвей отходят более мелкие боковые веточки. При повреждении мозга эти клетки превращаются в фагоциты и, перемещаясь при помощи амебоидного движения, противостоят вторжению чужеродных частиц, а также фагоцитируют продукты распада нервной ткани. Клетки «съедают» синапсы, чтобы освободить пространство и обеспечить хороший рост наиболее эффективных контактов между нейронами (Европейская лаборатория молекулярной биологии в Монтеротондо Италия) Микроглия - единственный иммунокомпетентный компартмент в центральной нервной системе.

Одной из особенностей глиальных клеток является их способность к изменению своего размера. Изменение размера глиальных клеток носит ритмический характер: фазы сокращения - 90 с, расслабления - 240 с, т.е. это очень медленный процесс. Средняя частота ритмических изменений варьирует от 2 до 20 в час. При этом отростки клетки набухают, но не укорачиваются в длине.

Физиологические процессы в нервной системе во многом зависят от миелинизации волокон нервных клеток. В центральной нервной системе миелинизация обеспечивается олигодендроглией, а в периферической - шванновскими клетками.