Избирательная проницаемость мембраны нервной клетки

2. Разница в концентрации ионов во внеклеточном и внутриклеточном пространстве создается благодаря избирательной проницаемости мембраны (некоторые ионы проходят через мембрану легче других).

3. Мембрана содержит ионные каналы-поры, образованные белковыми молекулами.

4. Некоторые каналы открыты все время (nongated), прохождение ионов через эти каналы определяется их размерами, некоторые открываются при воздействии на мембрану определенных нейромедиаторов или электрических импульсов (gated), зменяющих структур у белковой молекулы, изкоторой состоит пора.

Постоянно открытый белок-канал: похож на цилиндр с отверстием; встроен в мембрану клетки; через него может идти диффузия (как правило, строго определенных мелких частиц – молекул Н2О, ионов К+, Na+ и др.).

Д иффузия – движение частиц среды из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией;

чем больше разность концентраций, тем интенсивнее диффузия

Белок-канал со створкой: также встроен в мембрану клетки; его отверстие перекрыто петлей-створкой, («канал закрыт»). Створка при определенных условиях может открываться, «разрешая» диффузию (условия открытия: появление определенных химических веществ, электрические воздействия и др.)

Мембранный потенциал. Метод внутриклеточной регистрации

Для измерения ПП, а также другой электрической активности нервных клеток используют стеклянный микроэлектрод — трубочку с сильно вытянутым и утонченным кончиком, диаметр которого должен быть менее 1 мкм; в этом случае микроэлектрод, проткнув мембрану нейрона, не нанесет ему заметных повреждений. Полость трубочки заполняется раствором соли КС1 для обеспечения электрической проводимости. Пока кончик электрода находится в межклеточной среде, стрелка микровольтметра стоит на нуле (рис. 3.5). В момент прокалывания мембраны нейрона регистрируется скачок потенциала вниз до уровня ПП, и, если не смещать электрод относительно нервной клетки, потенциал сохраняется практически неизменным.

Потенциал покоя зависит от свойств мембраны нейронов и ионного баланса нервной ткани. Показано, что концентрация основных ионов внутри и вне нервной клетки существенно различается; так, в аксоне кальмара ионов К+ в цитоплазме в 20—30 раз больше, чем снаружи; ионов Na+ и С1~ примерно в 10 раз меньше; Са2+ снаружи больше в 20—30 раз.

Наличие ПП – результат жизнедеятельности нейрона, совместного функционирования всех биополимеров и органоидов клетки; погибший нейрон быстро теряет ПП.

Первопричина ПП – разность концентраций ионов K+ и Na+ внутри и снаружи нейрона. Эту разность создает работа особого белка-насоса Na+-K+-АТФазы (Na+-К+-насоса).

Na+-K+-АТФаза обменивает находящиеся внутри клетки ионы Na+ на захваченные в межклеточной среде ионы К+, затрачивая значительное кол-во АТФ.

3. Функционирование простейших нейронных сетей при реализации рефлексов спинного мозга: строение рефлекторной дуги, моносинаптические и полисинаптические рефлексы, основные свойства полисинаптических рефлексов.

Из мозга к рабочим органам (мышцам, железам) нервные импульсы следуют по цепям нейронов. Ответную реакцию организма на воздействия внешней среды или изменения его внутреннего состояния, выполняемую с участием нервной системы, называют рефлексом (лат.reflexus-отражение,ответная реакция).

Путь, состоящий из цепей нейронов, по которому нервный импульс проходит от чувствительных нервных клеток до рабочего органа, называют рефлекторной дугой.

У каждой рефлекторной дуги можно выделить первый нейрон — чувствительный, или приносящий, который воспринимает воздействия, образует нервный импульс и приносит его в ЦНС. Следующие нейроны (один или несколько) являются вставочными, проводниковыми нейронами, расположенными в головном мозге. Вставочные нейроны проводят нервные импульсы от приносящего, чувствительного нейрона к последнему, выносящему, эфферентному нейрону. Последний нейрон выносит нервный импульс из мозга к рабочему органу (мышце, железе), включает этот орган в работу, вызывает эффект, поэтому называется также эффекторным нейроном.

Простая рефлекторная дуга состоит из трех нейронов (рис. 2.1). Тело первого нейрона располагается в спинномозговом узле (или чувствительном узле черепного нерва). Периферические отростки этих чувствительных клеток (дендриты) проходят в составе соответствующих спинномозговых (или черепных) нервов на периферию, где заканчиваются чувствительными нервными окончаниями (рецепторами), воспринимающими раздражения. Возникший в рецепторе нервный импульс по нервному волокну передается к телу нервной клетки, а затем по ее аксону в составе чувствительного нерва поступает в спинной или головной мозг. В спинном или головном мозге нервный импульс передается следующему, второму (вставочному) нейрону, который проводит импульс к третьему выносящему (двигательному или секреторному) нейрону. Аксон (нейрит) третьего нейрона выходит из спинного (головного) мозга в составе переднего (двигательного) корешка спинномозгового или соответствующего черепного нерва и направляется к рабочему органу.

Сложные рефлекторные дуги состоят из многих нейронов. У таких рефлекторных дуг между приносящим (афферентным) и выносящим (эфферентным) нейронами располагается несколько вставочных нейронов, передающих нервный импульс от одной нервной клетки к следующей клетке.

Сенсорные (афферентные) нейроны (СН) - sensory (afferent) neurons - передают информацию о внешн. или внутренней среде в обрабатывающие центры.

Первичные СН находятся вне ЦНС, по строению относятся к униполярным, СН более высокого уровня находятся в ЦНС и относятся к мультиполярным.

Моторные (эфферентные) нейроны (МН) - motor (efferent) neurons - передают управляющие влияния от обрабатывающих центров к эффекторам (мышцам, железам). Тела МН находятся внутри ЦНС. МН высшего порядка принадлежат мозгу, отростки МН низшего порядка покидают мозг и относятся к периферической нервной системе. По строению МН являются мультиполярными.

Вставочные (ассоциативные) нейроны (ВН) - inter (association) neurons - интегрируют информацию, поступающую в ЦНС осуществляют взаимодействие между сенсорной и моторной частями НС. Тела ВН находятся внутри ЦНС. По строению ВН являются анаксонными или мультиполярными.