2 семестр. Нейрофизиология 1
Нейрон, нервный импульс и синапс Лекция посвящена строению нейрона, механизмам возникновения и проведения нервного импульса, роли клеток глии и принципам передачи сигнала через синапсы. 1. Нейрон как основная единица нервной системы Нейрон — структурно-функциональная единица нервной системы. Основные части нейрона: тело клетки (сома); дендриты — принимают сигналы; аксон — передаёт сигнал; синаптические окончания. Особенности нейрона: высокая метаболическая активность; большое количество митохондрий; развитый синтетический аппарат; способность генерировать и проводить нервные импульсы. 2. Строение клеточной мембраны Мембрана состоит из двойного слоя липидов и встроенных белков: рецепторов; ионных каналов; транспортных белков. Мембрана избирательно пропускает вещества и создаёт условия для возникновения электрических потенциалов. 3. Клетки глии и их функции Глиальные клетки не передают информацию, а обеспечивают работу нейронов. Микроглия иммунная защита нервной системы; уничтожение чужеродных частиц и повреждённых клеток. Олигодендроциты образуют миелиновую оболочку аксонов в ЦНС; ускоряют проведение нервного импульса. Астроциты питание нейронов; поддержание состава межклеточной среды; участие в гематоэнцефалическом барьере; регуляция кровотока. Эпендимоциты выстилают желудочки мозга и спинномозговой канал; участвуют в образовании и обновлении спинномозговой жидкости. 4. Потенциал покоя Потенциал покоя — состояние невозбуждённой клетки. Характеристики: внутренняя поверхность мембраны заряжена отрицательно; величина около –60...–80 мВ. Причины возникновения: Различная концентрация ионов натрия и калия по обе стороны мембраны. Работа натрий-калиевого насоса: выводит 3 иона Na⁺ наружу; вводит 2 иона K⁺ внутрь. Избирательная проницаемость мембраны. 5. Потенциал действия (нервный импульс) Потенциал действия — кратковременное изменение мембранного потенциала. Этапы: Деполяризация открываются натриевые каналы; Na⁺ входит в клетку; заряд становится положительным. Реполяризация натриевые каналы закрываются; калий выходит из клетки; восстанавливается отрицательный заряд. Гиперполяризация потенциал временно становится более отрицательным, чем в покое. После этого клетка возвращается к потенциалу покоя. 6. Проведение нервного импульса Импульс распространяется вдоль мембраны аксона благодаря последовательному открытию потенциалзависимых натриевых каналов. Особенности: распространяется только вперёд; обеспечивается рефрактерным периодом; длительность потенциала действия около 1 мс. 7. Миелиновая оболочка Миелин образуется: олигодендроцитами в ЦНС; шванновскими клетками в ПНС. Функции: электрическая изоляция аксона; ускорение передачи сигнала. Импульс «перепрыгивает» между перехватами Ранвье — это называется сальтаторным проведением. Скорость проведения: без миелина — около 1 м/с; с миелином — до 100–150 м/с. 8. Синапсы Синапс — место контакта между нейронами или между нейроном и мышечной клеткой. Электрические синапсы передают сигнал напрямую; работают очень быстро; плохо регулируются. Химические синапсы Состоят из: пресинаптического окончания; синаптической щели; постсинаптической мембраны. Механизм: Приходит потенциал действия. Выделяется нейромедиатор. Нейромедиатор связывается с рецепторами. Возникает ответ клетки. 9. Возбуждение и торможение Нейромедиаторы могут вызывать: Возбуждение деполяризацию мембраны; повышение вероятности возникновения потенциала действия. Торможение гиперполяризацию мембраны; снижение вероятности возбуждения. 10. Пластичность синапсов и память Эффективность передачи сигнала может изменяться за счёт: увеличения выделения нейромедиатора; роста числа рецепторов; изменения чувствительности рецепторов. Эти механизмы лежат в основе: обучения; памяти; формирования новых навыков. Вывод Нейрон является основной функциональной единицей нервной системы. Его работа основана на возникновении потенциала покоя и потенциала действия. Нервный импульс распространяется по аксону, особенно быстро по миелинизированным волокнам, а затем передаётся через синапсы другим клеткам. Глиальные клетки обеспечивают поддержку и защиту нейронов. Изменения эффективности синаптической передачи лежат в основе процессов памяти и обучения.
Нейрон, нервный импульс и синапс Лекция посвящена строению нейрона, механизмам возникновения и проведения нервного импульса, роли клеток глии и принципам передачи сигнала через синапсы. 1. Нейрон как основная единица нервной системы Нейрон — структурно-функциональная единица нервной системы. Основные части нейрона: тело клетки (сома); дендриты — принимают сигналы; аксон — передаёт сигнал; синаптические окончания. Особенности нейрона: высокая метаболическая активность; большое количество митохондрий; развитый синтетический аппарат; способность генерировать и проводить нервные импульсы. 2. Строение клеточной мембраны Мембрана состоит из двойного слоя липидов и встроенных белков: рецепторов; ионных каналов; транспортных белков. Мембрана избирательно пропускает вещества и создаёт условия для возникновения электрических потенциалов. 3. Клетки глии и их функции Глиальные клетки не передают информацию, а обеспечивают работу нейронов. Микроглия иммунная защита нервной системы; уничтожение чужеродных частиц и повреждённых клеток. Олигодендроциты образуют миелиновую оболочку аксонов в ЦНС; ускоряют проведение нервного импульса. Астроциты питание нейронов; поддержание состава межклеточной среды; участие в гематоэнцефалическом барьере; регуляция кровотока. Эпендимоциты выстилают желудочки мозга и спинномозговой канал; участвуют в образовании и обновлении спинномозговой жидкости. 4. Потенциал покоя Потенциал покоя — состояние невозбуждённой клетки. Характеристики: внутренняя поверхность мембраны заряжена отрицательно; величина около –60...–80 мВ. Причины возникновения: Различная концентрация ионов натрия и калия по обе стороны мембраны. Работа натрий-калиевого насоса: выводит 3 иона Na⁺ наружу; вводит 2 иона K⁺ внутрь. Избирательная проницаемость мембраны. 5. Потенциал действия (нервный импульс) Потенциал действия — кратковременное изменение мембранного потенциала. Этапы: Деполяризация открываются натриевые каналы; Na⁺ входит в клетку; заряд становится положительным. Реполяризация натриевые каналы закрываются; калий выходит из клетки; восстанавливается отрицательный заряд. Гиперполяризация потенциал временно становится более отрицательным, чем в покое. После этого клетка возвращается к потенциалу покоя. 6. Проведение нервного импульса Импульс распространяется вдоль мембраны аксона благодаря последовательному открытию потенциалзависимых натриевых каналов. Особенности: распространяется только вперёд; обеспечивается рефрактерным периодом; длительность потенциала действия около 1 мс. 7. Миелиновая оболочка Миелин образуется: олигодендроцитами в ЦНС; шванновскими клетками в ПНС. Функции: электрическая изоляция аксона; ускорение передачи сигнала. Импульс «перепрыгивает» между перехватами Ранвье — это называется сальтаторным проведением. Скорость проведения: без миелина — около 1 м/с; с миелином — до 100–150 м/с. 8. Синапсы Синапс — место контакта между нейронами или между нейроном и мышечной клеткой. Электрические синапсы передают сигнал напрямую; работают очень быстро; плохо регулируются. Химические синапсы Состоят из: пресинаптического окончания; синаптической щели; постсинаптической мембраны. Механизм: Приходит потенциал действия. Выделяется нейромедиатор. Нейромедиатор связывается с рецепторами. Возникает ответ клетки. 9. Возбуждение и торможение Нейромедиаторы могут вызывать: Возбуждение деполяризацию мембраны; повышение вероятности возникновения потенциала действия. Торможение гиперполяризацию мембраны; снижение вероятности возбуждения. 10. Пластичность синапсов и память Эффективность передачи сигнала может изменяться за счёт: увеличения выделения нейромедиатора; роста числа рецепторов; изменения чувствительности рецепторов. Эти механизмы лежат в основе: обучения; памяти; формирования новых навыков. Вывод Нейрон является основной функциональной единицей нервной системы. Его работа основана на возникновении потенциала покоя и потенциала действия. Нервный импульс распространяется по аксону, особенно быстро по миелинизированным волокнам, а затем передаётся через синапсы другим клеткам. Глиальные клетки обеспечивают поддержку и защиту нейронов. Изменения эффективности синаптической передачи лежат в основе процессов памяти и обучения.