Fiziologicheskie_osnovy_povedenia / ФИЗИОЛОГИЯ Практическая часть и картинки / 07_ПР7 Основные закономерности раздражения и проведение возбуждения по нервным волокнам

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 7

ПРОВЕДЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО НЕРВНЫМ ВОЛОКНАМ

Цель работы: рассмотреть основные закономерности раздражения и проведение возбуждения по нервным волокнам, выполнить задания практической части

Проводимость – это способность ткани и клетки проводить возбуждение.

При достижении критического уровня деполяризации клеточной мембраны возникает потенциал действия. В результате чего происходит открытие ионных каналов натрия, они устремляются в клетку и ускоряют деполяризацию уже вне зависимости от действия раздражителя. Дальнейшее распространение возбуждения по нервному волокну может быть:

- локальным распространением – способным распространяться с затуханием (декрементом) всего на 1-2 мм

- импульсным распространением – распространяется по все длине нервного или мышечного волокна.

Если возникшая деполяризация мембраны не сопровождается изменением проницаемости потенциалзависимых натриевых, кальциевых и калиевых каналов, такую деполяризацию называют электротонической (физической).

Электротоническое распространение возбуждения характерно для фрагментов мембран возбудимых клеток, где нет потенциалзависимых ионных каналов, и ионы движутся только вдоль мембраны волокна. Такими участками являются, например, мембраны дендритов большинства нервных клеток, межперехватные промежутки в миелиновых нервных волокнах. Если распространяющееся локальное возбуждение достигает участков мембраны, способных генерировать ПД (перехваты Ранвье, аксонный холмик нейрона), и их амплитуда выходит на критический уровень деполяризации, формируется ПД, распространяющийся по всей длине волокна.

Эффективность электротонического распространения биопотенциалов зависит от физических свойств нервного волокна: сопротивления, емкости мембраны, сопротивления цитоплазмы. Электротоническое проведение в нервном волокне улучшается при увеличении его диаметра, что связано с уменьшением сопротивления цитоплазмы, а также при миелинизации волокна, увеличивающей сопротивление мембраны.

Передача информации на большие расстояния в пределах нервной системы осуществляется с помощью нервных импульсов (ПД) по аксонам нейронов согласно следующим законам:

1. Закон двустороннего проведения – возбуждение, возникающее в одном участке нерва, распространяется в обе стороны от места своего возникновения. В организме возбуждение всегда распространяется по аксону от тела клетки (ортодромно).

2. Закон анатомической и физиологической целостности – возбуждение может распространяться по нервному волокну только в случае его морфологической и функциональной целостности. Различные факторы, воздействующие на нервное волокно (наркотические вещества, охлаждение, перевязка и т. д.) приводят к нарушению физиологической целостности, т. е. к нарушению механизмов передачи возбуждения.

3. Закон изолированного проведения – возбуждение, распространяющееся по волокну, входящему в состав нерва, не передается на соседние нервные волокна.

Способность нервного волокна к изолированному проведению возбуждения обусловлена наличием оболочек, а также тем, что сопротивление жидкости, заполняющей межволоконные пространства, значительно ниже, чем сопротивления мембраны волокна. Поэтому ток, выйдя из возбужденного волокна, шунтируется в жидкости и оказывается слабым для возбуждения соседних волокон.

Основная часть тока, возникающего между возбужденным и невозбужденным участком нервного волокна, проходит по межклеточным щелям, не действуя на рядом расположенные нервные волокна.

Изолированное проведение возбуждения имеет важное значение. Нерв содержит большое количество нервных волокон (чувствительных, двигательных, вегетативных), которые иннервируют различные по структуре и функциям эффекторы (клетки, ткани, органы). Если бы возбуждение внутри нерва распространялось с одного нервного волокна на другое, то нормальное функционирование органов было бы невозможно.

1. Закон бездекрементного проведения – амплитуда потенциала действия не изменяется с увеличением расстояния от места его возникновения.

В 1883 году Н.Е. Введенский обнаружил, что нерв сохраняет способность к проведению возбуждения в течение 6-8 часов непрерывного раздражения. Это обусловлено тем, что при проведении ПД по нервным волокнам расходуется в 16 раз меньше молекул АТФ, чем на соответствующую единицу массы в целом организме в условиях покоя.

Практическая часть

Задание 1. Согласно следующей закономерности: чем толще нервное волокно, тем больше скорость проведения потенциала действия по этому волокну, постройте график зависимости скорости проведения возбуждения по нервному волокну на основании значений приведенных в таблице 1 и сделайте вывод.

Таблица 1 – Параметры толщины нервного волокна и скорости проведения возбуждения

№	Толщина нервного волокна, мм	Скорость распространения нервного импульса, м/с
1	1	5
2	4	15
3	8	40
4	12	70
5	22	120

Рисунок 1 – Зависимость скорости проведения нервного импульса от толщины нервного волокна

Вывод:

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

Задание 2. Используя полученный график зависимости, определите, чему будет равна скорость проведения нервного импульса при толщине волокна:

а) 3 мм
б) 7 мм
в) 15 мм
г) 19 мм

Оценка ___

Задание 3. *Используя значения таблицы 1, определите уравнение, максимально соответствующее данным, путем вычисления значения для линейной функции вида¹ y = a + bx. Рассчитайте значения скорости проведения нервного импульса для данных задания 2, используя полученную функцию, сравните результаты и сделайте вывод.

Уравнение:

Оценка ___

Вывод

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. Каким образом может распространяться возбуждение по нервному волокну? Что такое декремент?

2. Что такое электротоническое распространение возбуждения? Для каких структур оно характерно?

3. Перечислите основные законы передачи нервного импульса.

4. Поясните, что означает ортодромное распространение возбуждения?

5. Объясните закон изолированного проведения.

6. Как изменяется скорость проведения нервного импульса по волокну с увеличением его толщины? Почему?

1 Значения параметров а и b можно найти методом наименьших квадратов

b = (n∑xy-(∑x)(∑y)) / (n∑x²) – (∑x)²

a – выразить через значение параметра b и средних для x и y

4