Морфофункциональная организация нейрона как единицы нервной системы, межнейронные связи, медиаторы

1.

2.

План лекции
Лекция 4. Роль ЦНС в регуляции физиологических функций.
2.1. Морфофункциональная организация нейрона как единицы нервной
системы, межнейронные связи, медиаторы.
2.2. Строение и организация спинного и головного мозга.
2.3 Функции спинного мозга, стволовых структур. Двигательные
функции ЦНС.
2.4. Кора головного мозга. Подкорковые структуры, участвующие в
интегративной функции ЦНС.
2.5. Сознание, мышление. Память. Сон. Эмоции.

3.

Нервная система:
У ЦНС много функций.
Она собирает и перерабатывает поступающую от ПНС
информацию об окружающей среде, формирует рефлексы и
другие поведенческие реакции, планирует (подготавливает) и
осуществляет произвольные движения.
ЦНС обеспечивает, так называемые, высшие познавательные
(когнитивные) функции.
В ЦНС происходят процессы, связанные с памятью,
обучаемостью и мышлением.

4.

Функциональная единица нервной
системы - нейрон.
Типичный нейрон обладает
воспринимающей поверхностью в
виде клеточного тела (сомы) и
нескольких отростков - дендритов,
на которых находятся синапсы, т.е.
межнейронные контакты.
Аксон нервной клетки образует
синаптические связи с другими
нейронами или с эффекторными
клетками.
Коммуникативные сети нервной
системы складываются
из нейронных цепей, образованных
синаптически взаимосвязанными
нейронами.

5.

Нейроглия – вспомогательные клетки нервной системы, которые обеспечивают условия для генерации
и передачи нервных импульсов
Нейроглия выполняет опорную, трофическую, секреторную, защитную функции
Глиальных клеток в 10-50 раз больше, чем нейронов
Микроглия
Нейрон
Астроцит
Капилляр
Клетки эпендимы
Олигодендроциты
Желудочек мозга

6.

Микроглия – тканевые макрофаги.
Функции: -защитная (при повреждении клеток удаляет
продукты распада)
Астроциты- имеют звездчатую форму.
Функции:
-опорная и разграничительная
-трофическая
-участвуют в росте нервной ткани.(выделяют вещества,
задающие направление роста нейрона).
-образуют гемато-энцефалический барьер
-регуляция активности нейронов (способны высвобождать
нейромедиаторы)
Олигодендроцитыобразуют миелиновую оболочку
Функции:
-опорная
-изолирующая
- разделительная
-трофическая
Клетки эпендимы- выстилают все желудочки мозга и
центральный канал спинного мозга.
Имеют реснички, биение ресничек способствует
циркуляции спинномозговой жидкости.
Функции:
-опорная
-разграничительная
-секреторная (секретируют некоторые белки в СМЖ,
очищают СМЖ от метаболитов, лекарств, антибиотиков)

7.

нейроны разнообразной формы:
1 - пирамидные нейроны коры больших полушарий.
Много шипиков на дендритах;
2 - клетки Пуркинье коры мозжечка.
У клетки грушевидное тело; по одну сторону от
сомы располагается сплетение дендритов, по
другую - аксон. Тонкие ветви дендритов покрыты
шипиками;
3 - постганглионарный симпатический мотонейрон;
мультиполярный, с радиальными дендритами
4 - альфа-мотонейрон спинного мозга.
мультиполярный, с радиальными дендритами;
5 - сенсорная клетка спинального ганглия;
не имеет дендритов. Ее отросток разделяется на
две ветви: центральную и периферическую.
эти нейроны считаются псевдоуниполярными.

8.

Виды нейронов
- по функции:
1. Двигательные
(моторные,
эфферентные)
2. Чувствительные
(сенсорные,
афферентные)
3. Интернейроны
(вставочные)

9.

10.

11.

12.

13.

Возбуждение и
торможение в ЦНС

14.

15.

ПД
Дендрит
Синапс 1
ПД
Если большое число возбуждающих синапсов возбуждаются
одновременно, то возникает явление суммации,
проявляющееся в виде возникновения ВПСП существенно
большей амплитуды, что деполяризует мембрану всей
постсинаптической клетки.
Синапс 2
Ток
Аксонный холмик
В зоне синапса локально образовавшийся ВПСП
распространяется пассивно электротонически по всей
постсинаптической мембране клетки.
Аксон
Если величина этой деполяризации достигает порогового
значения, то на аксонном холмике нервной клетки
открываются потенциалуправляемые Nа+-каналы, клетка
генерирует потенциал действия, проводит его вдоль аксона.

16.

17.

Нейромедиаторы
–
низкомолекулярные вещества
–
поступают из синаптических
пузырьков в синаптическую
щель и связываются со своими
рецепторами на
постсинаптической мембране.
Взаимодействие
нейромедиатора с рецептором
активирует лигандзависимые
каналы или
систему G-белка.
Классификация нейромедиаторов
Аминокислоты:
нейтральные - глутамат, аспартат (возбуждающие)
кислые- глицин, ГАМК (тормозные)
Амины:
моноамины- ацетилхолин, серотонин, гистамин
катехоловые амины – адреналин, норадреналин,
дофамин
Нейропептиды:
Ангиотензин II,окситоцин, соматостатин,
люлиберин, вещество Р, АКТГ
Пурины:
АТФ, аденозин
Газы: оксид азота (NO), СО, H2S

18.

Свойства нервных центров
Дивергенция
Конвергенция
Реверберация возбуждения
Временное и пространственное облегчение
Окклюзия
Принцип общего конечного пути
Принцип доминанты

19.

Простейшим нервным центром является нервная цепь из трех последовательно соединенных
нейронов.
Нейроны сложных нервных центров имеют многочисленные связи между собой, образуя
нервные сети трех типов:
1) Иерархические (вышележащие нейроны управляют нижележащими).
Если от нескольких
нейронов пути идут к
одному нейрону,
такой механизм
называется
конвергенция.
Если возбуждение
распространяется от одного
нейрона
на множество других, такое
явление называется
дивергенция.

20.

2) Локальные сети.
Содержат нейроны с короткими аксонами. Они обеспечивают связь нейронов одного уровня ЦНС и
кратковременное сохранение информации на этом уровне.
Примером является кольцевая цепь, по которой циркулирует возбуждение некоторое время.
Такая циркуляция называется реверберацией возбуждения (механизм кратковременной памяти)
3) Дивергентные сети с одним входом.
В них один нейрон образует большое количество связей с нейронами многих центров.
Иррадиация возбуждения- распространение возбуждения на все нейроны.
В нервных сетях большое количество вставочных нейронов, часть которых являются тормозными.

21.

Рефлекторная реакция осуществляется группой рефлекторных дуг и нервных центров.
Координация рефлекторной деятельности осуществляется с помощью ряда процессов:
Временное и пространственное облегчение –
это усиление рефлекторной реакции при действии ряда
последовательных раздражителей или одновременное их
воздействие на несколько рецептивных полей.
Объясняется явлением суммации в нервных центрах.

22.

Окклюзия – явление противоположное облегчению.
Когда рефлекторная реакция на два и более
сверхпороговых раздражителя меньше, чем ответы на их
раздельное воздействие.

23.

Принцип (Ч. Шеррингтона) общего конечного пути в нейронах ЦНС
На одном эфферентном мотонейроне могут образовываться синапсы нескольких афферентных,
входящих в несколько рефлекторных дуг.
Этот нейрон называется общим конечным путем и участвует в нескольких рефлекторных
реакциях

24.

Принцип доминанты (А.А.Ухтомский)
Доминанта – это преобладающий очаг
возбуждения в ЦНС,
подчиняющий себе другие нервные центры.
Доминантный центр обеспечивает комплекс
рефлексов , которые необходимы в данный момент
для достижения определенной цели.
Могут возникать питьевая, пищевая, половая,
оборонительная и др. доминанты.

25.

Виды торможения в ЦНС
Синаптическое торможение играет важную роль в ЦНС,
ограничивая избыточное возбуждение в нейронных сетях

26.

1. Постсинаптическое торможение
Возбуждающий
нейрон
Тормозной
нейрон
Наблюдается при выделении тормозного
медиатора (например, ГАМК),
повышающего проводимость
постсинаптической мембраны для Clили K+. При этом возникают ТПСП,
гиперполяризующие постсинаптическую
мембрану, понижающие возбудимость
клетки и препятствующие генерации ПД

27.

2. Пресинаптическое торможение
Возбуждающий
нейрон
А
Тормозной
нейрон
Б
Осуществляют нейроны, аксоны которых оканчиваются
на возбуждающих синаптических окончаниях другого
нейрона, образуя аксо-аксональные синапсы.
Пресинаптическое торможение осуществляется по
средствам следующего механизма.
Пресинаптический тормозной нейрон Б выделяет
нейромедиатор, который увеличивает Cl- проводимость и вызывает гиперполяризацию
мембраны возбуждающего нервного окончания А.
Снижается возбудимость и увеличивается порог
генерации ПД возбуждающего окончания.
Это уменьшает количество входящего Са2+ и,
количество выделяющегося медиатора.
Потенциалзависимые К+-каналы открыты, выход К+
уменьшает вход Са2+ в окончание возбуждающего
нейрона.
Смысл пресинаптического торможения заключается в
уменьшении некоторых влияний на мотонейрон без
снижения общей возбудимости.

28.

29.

3. Возвратное торможение
Возбуждающий
нейрон
Возбуждающий
нейрон
Тормозная
клетка
Реншоу
Коллатераль
аксона
Нейроны ЦНС могут тормозить сами себя путем
отрицательной обратной связи.
Мотонейроны спинного мозга посылают возвратные
коллатерали, образующие синапсы с тормозными
вставочными нейронами клетки Реншоу.
Клетки Реншоу иннервируют мотонейроны,
направившие к ним возвратные коллатерали.
Мотонейрон, посылая сигнал к мышцам,
одновременно активирует тормозную клетку Реншоу,
которая выделяет тормозной медиатор – глицин.
В результате замедляются или тормозятся разряды
мотонейрона.
Возвратное торможение наблюдается также в коре
больших полушарий и лимбической системе.

30.

4. Латеральное торможение

31.

5. Реципрокное торможение

32.

6. Центральное (Сеченовское) торможения в ЦНС
Химическое раздражение зрительных бугров тормозит
простые спинномозговые безусловные реакции
Возбуждение
спинального нейрона
Торможение
спинального нейрона

33.

7. Пессимальное торможение