Физиология рецепторов, нервов и синапсов

1. ЛЕКЦИЯ 2 (из 24)

Физиология
рецепторов,
нервов
и синапсов
А.Т. Марьянович, проф.

2. ПРЕДЫДУЩАЯ ЛЕКЦИЯ

ТО ЖЕ, НО КОРОТКО
РЕЦЕПТОРЫ,
НЕРВЫ
И СИНАПСЫ

3. ТО ЖЕ, НО КОРОТКО

I
РЕЦЕПТОРЫ:
КЛАССИФИКАЦИЯ,
СВОЙСТВА
И ФУНКЦИИ

4. ПЛАН ЛЕКЦИИ

ТЕРМИН «РЕЦЕПТОР»
КЛЕТОЧНЫЕ
СЕНСОРНЫЕ
(ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ)

5. I

КЛЕТОЧНЫЙ
РЕЦЕПТОР

6. ТЕРМИН «РЕЦЕПТОР»

СЕНСОРНЫЙ
(ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ)
РЕЦЕПТОР

7. КЛЕТОЧНЫЙ РЕЦЕПТОР

СЕНСОРНЫЙ РЕЦЕПТОР
ТРАНСФОРМИРУЕТ
ЭНЕРГИЮ
РАЗДРАЖИТЕЛЯ В
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ИМПУЛЬСЫ

8. СЕНСОРНЫЙ (ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ) РЕЦЕПТОР

ФУНКЦИЯ СЕНСОРНЫХ
РЕЦЕПТОРОВ
Раздражитель
РАЗЛИЧНЫЕ
ВИДЫ
ЭНЕРГИИ
Рецептор
Возбуждение
в НС
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ИМПУЛЬСЫ (ПД)

9. СЕНСОРНЫЙ РЕЦЕПТОР

Передает возбуждение
клеткам, которые
сами не способны
воспринять энергию
данного
раздражителя

10. ФУНКЦИЯ СЕНСОРНЫХ РЕЦЕПТОРОВ

РЕЦЕПТОР: энергия
Раздражитель –
только стимул,
а рецептор
использует
собственную
энергию

11. СЕНСОРНЫЙ РЕЦЕПТОР

СВОЙСТВА РЕЦЕПТОРОВ
ВОЗБУДИМОСТЬ
АДАПТАЦИЯ
СПОНТАННАЯ
АКТИВНОСТЬ

12. РЕЦЕПТОР: энергия

РАЗДРАЖИТЕЛИ
АДЕКВАТНЫЕ
НЕАДЕКВАТНЫЕ

13. СВОЙСТВА РЕЦЕПТОРОВ

ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ
ПО ВИДУ ЭНЕРГИИ:
1. МЕХАНО 2. ТЕРМО 3. ХЕМО 4. ФОТО 5. ЭЛЕКТРО-

14. РАЗДРАЖИТЕЛИ

МЕХАНОРЕЦЕПТОР

15. ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ

ХЕМОРЕЦЕПТОР

16. МЕХАНОРЕЦЕПТОР

ФОТОРЕЦЕПТОР

17. ХЕМОРЕЦЕПТОР

ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ
ПО РАСПОЛОЖЕНИЮ:
1. Экстеро 2. Интеро 3. Проприо-

18. ФОТОРЕЦЕПТОР

ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ
дистантные
контактные

19. ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ

ПЕРВИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ
(первичные)
ВТОРИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ
(вторичные)

20. ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ

ПЕРВИЧНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ
ОКОНЧАНИЯ
ДЕНДРИТА
СЕНСОРНОГО
НЕЙРОНА

21. ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ

ВТОРИЧНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ
СПЕЦИАЛЬНАЯ КЛЕТКА,
СИНАПТИЧЕСКИ
СВЯЗАННАЯ
С ОКОНЧАНИЕМ
ДЕНДРИТА
СЕНСОРНОГО НЕЙРОНА

22. ПЕРВИЧНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ

ПЕВИЧНОчувствующие
ОБОНЯТЕЛЬНЫЕ
ТАКТИЛЬНЫЕ
ИНТЕРО ПРОПРИО-

23. ВТОРИЧНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ

ПЕРВИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ
(пример)
ОБОНЯТЕЛЬНЫЕ

24. ПЕВИЧНОчувствующие

ВТОРИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ
ВКУСОВЫЕ
ФОТО ВЕСТИБУЛЯРНЫЕ
СЛУХОВЫЕ

25. ПЕРВИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ (пример)

ВТОРИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ
(пример)
ФОТОРЕЦЕПТОРЫ

26. ВТОРИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
СОБЫТИЙ
1. Стимул
2. Изменения в
3.
4.
5.
6.
рецепторе
Выделение
трансмиттера
Локальное изменение
проницаемости
Локальная
деполяризация (РП)
Возникновение и
распространение ПД

27. ВТОРИЧНОЧУВСТВУЮЩИЕ (пример)

II
Классификация
нервных
волóкон

28. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СОБЫТИЙ

29. II

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ
1907 Gustaf Göthlin
предположил, что v в толстых
нервных волокнах выше, чем в
тонких
1913 Louis Lapicque косвенно
подтвердил это
1932 Joseph Erlanger и Herbert
Gasser: ЗАКОН

30.

НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ 1944
Joseph Erlanger
Herbert Gasser

31. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

v~Ø

32. НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ 1944

ТИПЫ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН
по ЭРЛАНГЕРУ и ГАССЕРУ
Волóкна
Aα
Aβ
Aγ
Aδ
B
C
Ø, мкм
v, м/с
12 - 22 70 - 120
8 - 12
40 - 70
4-8
15 - 40
1-4
5 - 15
1-3
3 - 14
0,5 -1
0,5 - 2

33. v ~ Ø

СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ
ВОЗБУЖДЕНИЯ
В порядке возрастания:
C → B ≈ Aδ → Aγ → Aβ →
Aα –
+
+++
0,5 мкм
0,5 м/с
22 мкм
120 м/с

34. ТИПЫ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН по ЭРЛАНГЕРУ и ГАССЕРУ

НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫ
Тип
Aα
Aγ
Aδ
C
Ø,
мкм
v, м/с
Структура
12-22 70-120 Экстрафузальны
е МВ
Интрафузальные
4-8
15-40
МВ
Преганглионарны
1-4
5-15
е нейроны
Постганглионарн
0,5–1 0,5-2
ые (S) нейроны

35. СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

ЗАКОН ИЗОЛИРОВАННОГО
ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ
В одном и том же нерве разные
волокна проводят возбуждение
с разной скоростью
Возбуждение не передается
с одного волокна на соседние
Это обеспечивает
изолированное сокращение
каждой нейромоторной единицы

36. НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫ

ДВИГАТЕЛЬНАЯ ЕДИНИЦА
Нейромоторная
(двигательная)
единица =
1 мотонейрон
+ иннервируемые им
мышечные волокна

37. ЗАКОН ИЗОЛИРОВАННОГО ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

38. ДВИГАТЕЛЬНАЯ ЕДИНИЦА

III
Проведение ПД
по нервным
волóкнам

39.

НЕМИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ
АКСОН

40. III

НЕМИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ
АКСОН
ЛОКАЛЬНЫМИ
ТОКАМИ
МЕДЛЕННО

41.

НЕМИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ
АКСОН

42. НЕМИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ АКСОН

БЕЗ МИЕЛИНА
ПД → полярность меняется на
противоположную

43. НЕМИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ АКСОН

БЕЗ МИЕЛИНА:
ЛОКАЛЬНЫЕ ТОКИ
•Локальные токи, деполяризующие
соседний участок мембраны и т.д.
•ПД – за счет роста проводимости
потенциалзависимых Na+-каналов

44.

МИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ
АКСОН

45.

ФОРМИРОВАНИЕ ОБОЛОЧКИ

46.

47. ФОРМИРОВАНИЕ ОБОЛОЧКИ

48.

49.

МИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ
АКСОН
САЛЬТАТОРНО
ОЧЕНЬ
БЫСТРО

50.

МИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ
АКСОН

51. МИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ АКСОН

МИЕЛИНИЗИРОВАННОЕ ВОЛОКНО:

52. МИЕЛИНИЗИРОВАННЫЙ АКСОН

ОДНОСТОРОННЕЕ
ПРОВЕДЕНИЕ
•Рефрактерность предупреждает
распространение в обратном
направлении
•v ~ Ø (= 0,5–2 м/с)

53.

ПРОВЕДЕНИЕ ПО ВОЛОКНУ
ДВУСТОРОНЕЕ?
ИЗОЛИРОВАННОЕ
БЕЗДЕКРЕМЕНТНОЕ
ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ
НИЗКАЯ УТОМЛЯЕМОСТЬ
ВЫСОКАЯ ЛАБИЛЬНОСТЬ
(до 1000 с-1)

54.

СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ
Ø
миелин
Т°

55. ПРОВЕДЕНИЕ ПО ВОЛОКНУ

IV
МЕЖКЛЕТОЧНЫЕ
КОНТАКТЫ

56. СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ Ø миелин Т°

ТИПЫ КОНТАКТОВ
Специализированные
межклеточные
контакты
Эфапсы
Синапсы
Нейрон →
нейрон
Нерв →
мышца
Нейрон →
секреторная
клетка

57. IV

ТИПЫ КОНТАКТОВ
Электрические
(эфапсы):
клетки плотно
прилежат друг
к другу,
и электрический ток
передается
непосредственно
Химические
(синапсы):
между двумя
клетками – щель,
в которую
выделяется
трансмиттер,
передающий
возбуждение
к другой клетке

58. ТИПЫ КОНТАКТОВ

СИНАПС И ЭФАПС: РАЗЛИЧИЯ
Ширина щели (нм)
Проведение возбуждения
Пластичность
Эффект
Задержка
Синапс
Эфапс
20-50
2
одностороннее
двухстороннее
высокая
низкая
возбуждение
или
торможение
чаще возбуждение
есть
(0,5–1 мс)
нет

59. ТИПЫ КОНТАКТОВ

СИНАПСЫ

60. СИНАПС И ЭФАПС: РАЗЛИЧИЯ

François Magendie
1783-1855
Идея передачи
возбуждения
от одной
нервной
клетки
с помощью
неких веществ

61.

ТЕРМИН «СИНАПС»
Synapsis —
соприкосновение
соединение
Sir Charles
Sherrington, 1897
1932

62. François Magendie 1783-1855

СИНАПСЫ
Преобладают в НС человека: более
приспособлены для модуляции
возбуждения

63. ТЕРМИН «СИНАПС»

СОМАТИЧЕСКАЯ НС
АЦХ

64. СИНАПСЫ

СИМПАТИЧЕСКАЯ НС
АЦХ
НА

65. СОМАТИЧЕСКАЯ НС

ПАРАСИМПАТИЧЕСКАЯ НС
АЦХ
АЦХ

66. СИМПАТИЧЕСКАЯ НС

1936
Otto Loewi
факт химической передачи
в синапсах и роль АЦХ

67. ПАРАСИМПАТИЧЕСКАЯ НС

ТРАНСМИТТЕРЫ
В ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ:
АЦХ и НА
В МОЗГЕ:
АЦХ и НА
ДОФАМИН, СЕРОТОНИН
ПЕПТИДЫ

68. 1936

СИНАПТИЧЕСКАЯ
ПЕРЕДАЧА

69. ТРАНСМИТТЕРЫ

СТРУКТУРА СИНАПСА
1.Пресинаптическая
мембрана
2.Синаптическая
щель
3.Постсинаптическая
мембрана

70.

71. СТРУКТУРА СИНАПСА

ПД достигает терминали
1

72.

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ
МЕМБРАНЫ
открываются Ca-каналы
2

73. ПД достигает терминали

ВХОД Ca2+ В ТЕРМИНАЛЬ
по градиенту
3

74. ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ МЕМБРАНЫ открываются Ca-каналы

ВЕЗИКУЛЫ – К МЕМБРАНЕ
4

75. ВХОД Ca2+ В ТЕРМИНАЛЬ по градиенту

СЛИВАЮТСЯ С МЕМБРАНОЙ
5

76. ВЕЗИКУЛЫ – К МЕМБРАНЕ

ЭКЗОЦИТОЗ ВЕЗИКУЛ
6

77. СЛИВАЮТСЯ С МЕМБРАНОЙ

ДИФФУНДИРУЕТ В ЩЕЛИ
7

78. ЭКЗОЦИТОЗ ВЕЗИКУЛ

ПОДХОДИТ К РЕЦЕПТОРУ
8

79. ДИФФУНДИРУЕТ В ЩЕЛИ

СВЯЗЫВАЕТСЯ С РЕЦЕПТОРОМ
9

80. ПОДХОДИТ К РЕЦЕПТОРУ

ОТКРЫВАЕТ
ЛИГАНДЗАВИСИМЫЙ КАНАЛ
НЕПОСРЕДСТВЕННО
10

81. СВЯЗЫВАЕТСЯ С РЕЦЕПТОРОМ

ТО ЖЕ, НО ЧЕРЕЗ G-БЕЛОК
11

82. ОТКРЫВАЕТ ЛИГАНДЗАВИСИМЫЙ КАНАЛ НЕПОСРЕДСТВЕННО

ИОНЫ ПРОХОДЯТ
ПО ГРАДИЕНТУ
12

83. ТО ЖЕ, НО ЧЕРЕЗ G-БЕЛОК

ЛОКАЛЬНАЯ ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ
И ГРАДУАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ
13

84. ИОНЫ ПРОХОДЯТ ПО ГРАДИЕНТУ

СУДЬБА МЕДИАТОРА
СВЯЗЫВАНИЕ С РЕЦЕПТОРОМ
РАЗРУШЕНИЕ ФЕРМЕНТАМИ
ОБРАТНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ
ВЫМЫВАНИЕ ИЗ ЩЕЛИ
И ФАГОЦИТОЗ

85. ЛОКАЛЬНАЯ ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ И ГРАДУАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ

РЕЗУЛЬТАТ ПРОВЕДЕНИЯ
ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ
(ВПСП)
ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ
(ТПСП)

86. СУДЬБА МЕДИАТОРА

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ
ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ
И ВОЗБУЖДЕНИЕ

87. РЕЗУЛЬТАТ ПРОВЕДЕНИЯ

ВХОД Na+ → ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ

88. ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ (ВПСП)

89. ВХОД Na+ → ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ

ФОРМИРОВАНИЕ ПД

90. ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ (ВПСП)

ВТОРОЙ ВАРИАНТ
ГИПЕРОЛЯРИЗАЦИЯ
И ТОРМОЖЕНИЕ

91. ФОРМИРОВАНИЕ ПД

ВХОД Cl- → ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ

92. ВТОРОЙ ВАРИАНТ

ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ (ТПСП)

93. ВХОД Cl- → ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ

ВОЗБУЖДЕНИЕ НЕВОЗМОЖНО

94. ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ (ТПСП)

СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (1)
1. ПД приходят к терминали
2. Они деполяризуют
пресиптическую мембрану
+
3. Ca2 входит в терминаль

95. ВОЗБУЖДЕНИЕ НЕВОЗМОЖНО

СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (2)
4. В ЩЕЛЬ ВЫДЕЛЯЕТСЯ
НЕЙРОТРАНСМИТТЕР
5. ОН ДИФФУНДИРУЕТ
И СВЯЗЫВАЕТСЯ
С РЕЦЕПТОРАМИ
ПОСТСИНАПТИЧЕСКОЙ
МЕМБРАНЫ

96. СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (1)

СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (3)
6. МЕНЯЕТСЯ
ПРОНИЦАЕМОСТЬ
ПОСТСИНАПТИЧЕСКОЙ
МЕМБРАНЫ ДЛЯ ИОНОВ
7. ИОНЫ ПОНИКАЮТ
В ПОСТСИНАПТИЧЕСКУЮ
МЕМБРАНУ И МЕНЯЮТ
ЕЕ ЗАРЯД – ВОЗНИКАЕТ
ПОТЕНЦИАЛ

97. СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (2)

СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (4)
8. ПОТЕНЦИАЛ,
НАРАСТАЯ,
ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ПД
И РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ
ПО АКСОНУ
ПОСТСИНАПТИЧЕСКОГО
НЕЙРОНА

98. СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (3)

ПРОВЕДЕНИЕ В СИНАПСАХ
ОДНОСТОРОННЕЕ
НЕИЗОЛИРОВАННОЕ
С ЗАДЕРЖКОЙ
ДЕКРЕМЕНТНОЕ
depletion
НИЗКАЯ ЛАБИЛЬНОСТЬ
(≤ 100 с-1)
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ЯДАМ
УТОМЛЯЕМОСТЬ
depletion

99. СОБЫТИЯ В СИНАПСЕ (4)

НЕРВНО-МЫШЕЧНЫЙ
СИНАПС
ТРАНСМИТТЕР –
АЦХ (ACh)
Дейл и Лёви
1929–1936

100. ПРОВЕДЕНИЕ В СИНАПСАХ

НЕРВНО-МЫШЕЧНЫЙ
СИНАПС
Синонимы:
нервно-мышечный синапс
(НМС)
нервно-мышечное соединение
(НМС)
нервно-мышечная передача
моторная концевая пластинка

101. НЕРВНО-МЫШЕЧНЫЙ СИНАПС

НМС в СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЕ

102. НЕРВНО-МЫШЕЧНЫЙ СИНАПС

В СЕКРЕЦИИ УЧАСТВУЮТ
БЕЛКИ
синаптотагмин
синтаксин
SNAP-25
синаптобревин
Некоторые из них – мишени
ботулотоксина
и столбнячного токсина

103. НМС в СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЕ

ЛЕКЦИЯ ОКОНЧЕНА