Canalele de ioni - proteine integrale care asigură transportul pasiv al ionilor pe un gradient de concentrație. transportul energiei este diferența de concentrație de ioni de pe ambele părți ale membranei (gradient ionic transmembranar).
canale non-selective au următoarele proprietăți:
· Trecut toate tipurile de ioni, dar permeabilitate K ionilor + este considerabil mai mare decât în cazul altor ioni;
- Ele sunt întotdeauna deschise.
Canale selective au următoarele proprietăți:
· Permite doar un singur tip de ioni; pentru fiecare tip de canale de ioni are propria sa natură;
- poate fi într-una din cele 3 stări: închis, activat, inactivat.
permeabilitate selectivă este asigurată filtru selectiv canal selectiv, care este format dintr-un inel de atomi de oxigen încărcate negativ, care este situată în partea cea mai îngustă a canalului.
Schimbarea condițiilor de canal este prevăzut mecanismul rabotoyvorotnogo, care conține cele două molecule de proteine. Aceste molecule de proteine, așa-numitele Activarea inativatsionnye porți și porți, schimbarea conformația poate bloca canalul ionic.
In repaos, poarta de activare este închisă, inaktivatsionnye porți deschise (canal închis) (fig. 2.3). Acțiunea asupra semnalului deschis poarta de activare a sistemului portal și începe transportul ionilor prin canalul (canalul este activat). Atunci când o depolarizare semnificativă a membranei celulare poarta inaktivatsionnye se închide și se oprește transportul ionilor (canal inactivat). La restaurarea nivelul canalului MP revine la starea sa inițială (închis).
În funcție de semnalul care determină deschiderea porții de activare a canalelor de ioni selective sunt împărțite în:
· Canale chemosensitivity - semnalul de activare pentru deschiderea porții este asociată cu o schimbare în conformația proteinei receptor-canal, ca urmare a atașamentului ligandului la acesta.
- tensiune-canale - semnalul de activare pentru deschiderea porții este de a reduce MP (depolarizarea) a membranei celulare la opredelnie nivel, numit nivel kritichekim depolarizare (ASCs);
Conform metodei de activare eliberare:
· Canale potențiale activate de ioni (tranziția de la un închis la o stare și vice-versa deschis se realizează conformație a moleculei de proteină pentru modificări în potențialul membranei). Un exemplu este dependent de voltaj canalului de sodiu definind depolarizarea celulei la generarea potențialului de acțiune.
· Canale de ioni Mechanosensitive (deschide atunci când sunt supuse membranei celulare stimul mecanic, cum ar fi activarea mechanoreceptors pielii).
· Canale ionice activate-Ligand. Prin metoda de activare, acestea sunt împărțite în două grupe (extracelulare și intracelulare), în funcție de care parte a membranei afectează ligand. Dacă un stimul (de exemplu, acetilcolina), cu implementarea transmisiei sinaptice excitatorii la actele sinapse neuromusculare pe un receptor (în acest exemplu, receptorul acetilcolina, care este una din mai multe subunități de canale de proteine de ioni) dispuse pe suprafața exterioară a membranei celulei musculare, deschide canalul ionic permeabil cationi. Dacă canalele activate de ligand sunt dependente de mesagerilor secundari în celule, tranziția către starea deschisă apare atunci când concentrația anumitor ioni în citoplasmă. Un exemplu este canalul activat de potasiu de calciu, care este activat prin creșterea concentrației de ioni de calciu în celulă. Astfel de canale participă la repolarizarea membranei la sfârșitul potențialului de acțiune.
Conceptul de potențialul de membrană, potențialul de echilibru ionic și potențialul restului. Condițiile și cauzele potențiale de odihnă noun. Ecuația Constant polya.Funkts membe ptentsiala.
Condiții și motive pentru existența potențialului de repaus.
Calculele și dovezi experimentale sugerează că toate celulele corpului într-o stare de repaus „operaționale“, caracterizat printr-un anumit grad de polarizare. Plasmolemma fiecare celulă este încărcat și de repaus pe suprafața interioară a acestuia este susținută de un potențial relativ negativ în mediul intercelular. diferență de potențial transmembranar este diferit în celule diferite, dar peste tot ajunge la cateva zeci de milivolți. Cu tehnica microelectrode capabil să măsoare direct experimentul real, o diferență de potențial de pe ambele părți ale membranei celulare.
Ce ioni și canale de ioni furnizează bioelectrogenesis? Este cunoscut faptul că principala contribuție la potențialul de repaus și de acțiune potențială a face patru ioni. Na + K + Ca ++ Cl - sunt capabile să penetreze (sau pătrund) în anumite condiții, prin canale ionice adecvate.
Până la un anumit ion (având o sarcină) ar putea pătrunde prin membrana, este necesar ca condițiile pentru aceasta au fost:
gradient de concentrație 1.Nalichie (pompe de ioni de lucru generate)
gradientul electrochimice 2.Nalichie (cantitatea generată de particulele încărcate și proprietățile concentrațiilor canalelor de ioni de cationi și anioni disocieze pe ambele părți ale membranei).
3. Prezența canalului adecvat în stare deschisă.
Când potențialul repaus partea interioară a membranei celulei are o sarcină a cărei semn (negativ) definită prin prezența în citoplasmă anioni organici (proteine și aminoacizi), sunt incapabile de a penetra canalele ionice și contrari defitsitomih - cationi de potasiu capabile să penetreze prin canale ionice de potasiu, rezultând celulă creează un exces de ioni negativi și sarcină pozitivă -izbytok interstițială. Cantitatea de sarcină negativă în celulă și o sarcină pozitivă în spațiul intercelular este matematic posibil să se prevadă, dar numai pentru cazuri relativ simple, de exemplu, pentru gigantul Axon calmar.
Valoarea potențialului de repaus este descrisă cu o anumită aproximare, ecuația câmpului constant propus Hodgkins și Katz Goldmann.
A nu se confunda conceptul de potențial de membrană. echilibru potențial potențial și de odihnă.
Potențialul de membrană dat de suma care funcționează pe ambele părți ale membranei taxei, determinarea capacității anumitor ioni pătrunde prin canalele ionice.
potențial Equilibrium - este un potențial de celule plasmolemma, în care curentul total de la un ion prin membrana este zero, în ciuda posibilității ionilor individuali pătrunde prin canale deschise în schimbul ionilor de aceeași, urmând în direcția opusă. Acesta este determinat de ecuația Nernst.
Funcțiile potențialului de repaus al membranei:
1. Polarizarea membranei este o condiție pentru excitație și inhibiție.
2.Polyarizatsiya determină cantitatea de eliberarea mediatorului de la terminalul presinaptic.
3. PP creează condiții pentru a găsi canalele dependente de tensiune în poziția închis (polarizare membrană creează condiții pentru formarea potențialului de acțiune).
Fiziologia generală a sistemului nervos
Conceptul de centrul nervos.
Centrul de nerv - un set de structuri ale sistemului nervos central, pentru a coordona activitățile care asigură, JOCE-reglare a funcțiilor individuale ale corpului sau a definit-lenny reflex actul. Noțiunea de centru nervos țional pe bază de structură-funcție din cauza istoriei dezvoltării doctrinei de localizare a funcțiilor în sistemul nervos central. Proprietățile centrelor nervoase:
2.Zamedlennoe excitație deținerea SNC agregatelor neuronale. Synaptic Tsin de contact celulă-celulă o noua intarziere este aproximativ egal cu 0,5-2 ms. Dacă există n neuroni în rețea, latența generală a semnalului din creier corespunde n × Tsin și poate fi destul de semnificative. Indirect, cunoscând momentul semnalului CNS (calculat considerând reflexului timpul total și timpul petrecut pe efectuarea trunchiurilor nervoase), este posibil să se estimeze numărul de comutare sinaptice (n) într-un anumit arc reflex.
4.Odnostoronnost de excitație, precum și divergența și convergența intrărilor sinaptice creează substrat morfologic pentru reintrare (reverberație) închis de circuite neuronale. Se crede că acest fenomen este baza de memorie pe termen scurt.
5. Pentru anumite neuronilor din nucleul asociat, caracterizat activitatea de fond. Acesta este determinat de proprietățile de membrană, și depinde de depolarizare spontană. Alți neuroni sunt „silent“ si produc PD numai cu activarea intrărilor sinaptice.
6. Pentru neuronii existenți și sinapse lor suprafață sensibilitate caracteristic pentru diferite substanțe, metaboliți și molecule semnal conținute în lichidul.
7. caracteristică oboseală, unul dintre motivele pentru care este de a reduce inventarul de neurotransmitator disponibile și rata scăzută de sinteză.
8. plasichnost. Relief, potențare (post-tetanic, pe termen lung tetanice), depresie definite proprietăți de receptori, procese trace și apariția unor noi contacte sinaptice sau receptori de suprafață pe neuroni.
În cazul rețelelor neuronale ale creierului caracteristica direcțională, unilateral (liniar) de excitație. Dacă există un lanț de neuroni interconectate prin sinapse, care datorită proprietăților sinapselor chimice excreta neurotransmițător de la terminalul presinaptic în fanta sinaptică și retseptirovat receptorul localizat pe membrana postsinaptică, propagarea vectorului de excitație într-o rețea neuronală este îndreptată spre neuron postsinaptic ulterioară. Un exemplu comun al acestui principiu este legea Bella- Magendie (fibrele aferente intra in maduva spinarii prin fibrele motorii dorsal părăsesc măduva spinării prin rădăcinile ventrale).
procesul de convergență este convergența pulsului diverse-TION curge de la câteva celule neuronale la unul și același neuron (cm. secțiunea 4.1.4). Procesul de convergență ha rakteren nu numai pentru același tip de celule nervoase. De exemplu, in neuronii cu motor la măduva spinării, decât în fibre aferente ondulare primare converg căi diferite pe legătură în jos de la sine centre supraspinale și ale coloanei vertebrale, precum excitator și neuronii inhibitori clin intermediar. Ca urmare a motoneuronilor măduvei spinării funcționează ca o cale de capăt comun pentru multe structuri nervoase, inclusiv aparate de creier nadsegmentny având de la reglementarea purtarea în funcției motorii.
Divergenta este abilitatea celulelor nervoase de a stabili numeroase conexiuni sinaptice cu celule nervoase-timp personal. Datorită aceasta nervos-stand-ka pot participa la o serie de reacții diferite, re-da excitare un număr semnificativ de alți neuroni, Koto-secarei poate aduce mai mulți neuroni, oferind o iradiere larga a procesului de excitator în formațiunile nervos central.
Funcțional, dar neuronii din măduva spinării pot fi împărțite în 4 grupe principale:
1) motoneuronilor sau cu motor - celule cornului anterior, care formează față axonilor rădăcini;
2) interneuronii - neuronii care primesc informații de la ganglionul SPI-nal și sunt situate în coarnele posterioare. Acești neuroni răspund la durere, temperatură, tactile, vibratoare, stimulare proprioceptive;
3), neuronii parasimpatici simpatici localizată în principal în coarnele laterale. Axonii acestor neuroni ies din maduva spinarii, ca parte a rădăcinilor anterioare;
4)) celule de asociere - neuronii din aparatul propriu maduva spinarii, stabilirea de comunicare între interiorul și segmentar TER.
Mononeuroni. terminalele axon neuron motor sale interioare viruet sute de fibre musculare, formând o unitate de neuron motor
Interneuronii. Acești neuroni intermediari care le-impulsuri cu o frecvență de până la 1000 pe secundă produc și sunt fonovoaktivnymi au pe dendritele lor la 500 de sinapse. Funcția interneuron este de a organiza relațiile dintre structurile maduvei spinarii si pentru a asigura efectul ascendent si caile descendent in celulele ale segmentelor spinale individuale. O funcție foarte importantă este activitatea de inhibare a interneuronilor-TION a neuronilor care menține orientarea căii de excitație.
Neuronii diviziunii simpatic a unui sistem autonom. Raspaud-lozheny în coarnele laterale ale segmentelor toracice maduvei spinarii. Acești neuroni sunt fonovoaktivnymi, dar au o frecvență de impulsuri rare (3-5 pe secundă).
Neuronilor din diviziunea parasimpatice a unui sistem autonom. Sunt situate în partea de măduva spinării sacrale și sunt fonovoaktivnymi.
Neurogliei sau Glia, - un set de elemente celulare ale țesutului nervos, formate din celule specializate formează o dată cu caracter personal. celule gliale umple spațiile dintre neuroni, reprezentând 40% din volumul creierului. Celulele gliale sunt dimensiunea de 3-4 ori mai puțin decât nervul; Cu varsta, creierul uman in numarul de neuroni scade și numărul de celule gliale crește. clasificare:
Astrocitele sunt celule mnogootrostchatye cu nuclee ovale și o cantitate mică de cromatină. Time-măsură astrocite 7-25 microni. situat în principal în materia cenușie a creierului. Nucleele astrocite contin ADN, protoplasma este o placă de complex, tsentrisomu, mitohon-drii. servi ca neuroni de sprijin, astrocite, procese mobilate reparative vayut trunchiurilor nervoase, izola fibrele nervoase implicate in metabolismul neuronilor. procesele astrocite formează „picioare“, invaluitoare capilarele, care acoperă aproape complet-le cu Stu. Ca rezultat, intre neuroni si capilare Ras se bazează doar astrocite. Aparent, ele oferă transportul substanțelor din sânge în neuron și din spate. Astrocitele formează punți între capilare și ependimei captuseala ventricule ale cavitatii creierului. Se crede că, furnizând astfel schimbul dintre sânge și ventriculi lichidul cefalorahidian, t. E. Astrocytes funcționează funcția de transport.
Oligodendrocitele numărul de procese Micii. Ele sunt mai mici decât astrocite. In cortexul cerebral al numărului de oligodendrocite crește de la nivelul superior la straturile inferioare. În structurile subcorticale ale creierului tsitov butoiului-oligodendro mai mult decât în cortex. Oligodendrocitele sunt implicate în axon Mieli-tiile (astfel încât acestea sunt mai mult in materia alba a creierului), in metabolismul neuroni si trofice neuronale.
Microglia au reprezentat cele mai mici celule mnogootrostcha-tymi gliale, celule aparținând nervului vag. Ex-source microglia este mezoderm. Celulele microglii capabile de fagocitoză.
Ideea 14.Sovremennye contactelor celulă-celulă.
Sinapsele sunt numite contacte care stabilesc ca neuronii de educație independentă. O sinapsa este o structură complexă compusă din porțiuni presinaptică (capătul axonului, semnalul de transmitere), fanta sinaptică și porțiunea postsinaptică (primind structura celulei).
Clasificarea sinapselor. Sinapsele sunt clasificate în funcție de lună-topolozheniyu, acțiune caracter, un procedeu pentru transmiterea unui semnal.
Prin locație izolat sinapsele neuromusculare și neyroneyronalnye, acestea din urmă, la rândul lor sunt împărțite în-AXO somatic aksoaksonalnye, aksodendriticheskie, dendrosomati-cal.
Natura structurii percepute a sinapselor sunt excitator si inhibitoare.
semnalizare Posposobu sinapsogeneza intr-un izolator, chimic și amestecat divizat electroni.
Natura interacțiunii dintre neuroni. Determinată de cale este prima interacțiune: distant, adiacent, de contact.
interacțiunea îndepărtată poate fi prevăzută cu doi neuroni situate în diferite structuri din organism. De exemplu, în celulele unui anumit număr de structuri ale creierului neurohormones, neuropeptide produse, care sunt în măsură să acționeze pe ea gumoralyyu-Rhone alte departamente.
Adiacent interacțiunea neuronilor se realizează când membrana neuron separate doar spațiul intercelular. De obicei, o astfel de interacțiune acolo unde membranele inter-neuronale nu au celule gliale. O astfel de caracteristică adiacenta a axonii nervului olfactiv, fibre paralele cerebeloase și t. D. Se crede că interacțiunea asigură neuroni vecine adiacente implicate în efectuarea unei singure funcții. Acest lucru se întâmplă, în special, deoarece metaboliți, activ-citatea neuron, intrând în spațiul extracelular, afectează neuronii vecine. interacțiune Connected poate, în unele cazuri, să fie capabil să transmită informații electrice de la neuron la neuron