Загрузка данных
Разбираем первые 5 вопросов по новому модулю «Физиология нервных и мышечных клеток» строго по требованиям РостГМУ — с акцентом на механизмы, терминологию и логику, к которой любят цепляться преподаватели.
1. Классификация, физиологические свойства и функции нейронов
Нейрон — структурно-функциональная единица ЦНС.
Физиологические свойства нейронов:
* Возбудимость — способность генерировать потенциал действия (ПД) в ответ на раздражение.
* Проводимость — способность проводить электрический импульс по отросткам.
* Высокая лабильность — способность генерировать высокую частоту импульсов в единицу времени.
* Секреция — способность выделять медиаторы в синаптическую щель.
* Высокая чувствительность к гипоксии и недостатку глюкозы.
Функции нейронов:
* Воспринимающая (рецепторная): восприятие сигналов через дендриты и сому от других клеток.
* Интегративная (перерабатывающая): суммирование ВПСП и ТПСП на аксонном холмике и «принятие решения» о генерации ПД.
* Проводниковая: передача информации по аксону на расстояние.
* Эффекторная (передающая): выделение медиатора и воздействие на рабочую клетку (мышцу, железу, другой нейрон).
Классификации нейронов (спрашивают строго по критериям):
* По морфологии (количеству отростков):
* Униполярные (один отросток — у человека только в эмбриогенезе).
* Псевдоуниполярные (один отросток от сомы, который Т-образно делится на аксон и дендрит; характерны для чувствительных ганглиев).
* Биполярные (два отростка: один аксон, один дендрит; сетчатка глаза, обонятельный эпителий).
* Мультиполярные (один аксон и много дендритов; преобладают в ЦНС, например, мотонаруны).
* По функциональному назначению:
* Афферентные (чувствительные/центростремительные): несут сигнал от рецепторов в ЦНС.
* Вставочные (интернейроны): обрабатывают информацию внутри ЦНС (составляют 99% всех нейронов).
* Эфферентные (двигательные/центробежные): несут команду из ЦНС к рабочему органу.
* По типу медиатора: холинергические (ацетилхолин), адренергические (норадреналин), дофаминергические, ГАМК-эргические и др.
2. Механизм возбуждения нейронов. Методы исследования
Механизм возникновения возбуждения
* Суммация на соме и дендритах: На сому нейрона приходят возбуждающие (ВПСП) и тормозные (ТПСП) постсинаптические потенциалы.
* Аксонный холмик — триггерная зона: Аксонный холмик (начальный сегмент аксона) имеет максимальную плотность потенциал-зависимых \text{Na}^+-каналов, поэтому его порог возбудимости самый низкий на нейроне.
* Генерация ПД: Если суммация ВПСП сдвигает мембранный потенциал аксонного холмика до критического уровня деполяризация (КУД), лавинообразно открываются \text{Na}^+-каналы — возникает классический ПД, который распространяется дальше по аксону.
Методы исследования нейронов и их функций:
* Микроэлектродный метод: введение микроэлектрода внутрь клетки для прямой регистрации потенциала покоя и ПД.
* Метод Patch-clamp (фиксация площадки мембраны): позволяет изолировать фрагмент мембраны с одиночным ионным каналом и изучать его работу.
* Электроэнцефалография (ЭЭГ): суммарная регистрация электрической активности групп нейронов мозга с поверхности головы.
* Вызванные потенциалы (ВП): регистрация электрических ответов нейронов мозга на конкретный раздражитель (свет, звук).
* Хронофотография / Оптическое картирование (нейровизуализация): флуоресцентная оценка изменения концентрации Ca^{2+} в нейронах при возбуждении.
3. Проведение возбуждения в немиелинизированных и миелинизированных нервных волокнах
> Ключевое отличие: наличие или отсутствие миелиновой оболочки, создаваемой шванновскими клетками (в периферической НС) или олигодендроцитами (в ЦНС).
>
1. Немиелинизированные волокна (Тип C):
* Тип проведения: Непрерывное (непрерывно-точечное).
* Механизм:
* В возбужденном участке мембраны происходит реверсия заряда (снаружи —, внутри +).
* Между этим участком и соседним покоящимся (снаружи +, внутри —) возникают местные круговые токи (токи Германа).
* Местный ток деполяризует соседний участок до КУД, вызывая в нем новый ПД.
* Особенности: Медленно (0,5–2 м/с), с высокой тратой энергии АТФ (так как \text{Na}^+/\text{K}^+-насосы должны выкачивать натрий по всей длине аксона).
2. Миелинизированные волокна (Типы A и B):
* Тип проведения: Салтаторное (скачкообразное).
* Механизм:
* Миелин — отличный изолятор (высокое электрическое сопротивление).
* Волокно обнажено только в перехватах Ранвье, где сосредоточена вся масса потенциал-зависимых \text{Na}^+-каналов.
* Ток не протекает через миелин, а «перепрыгивает» от одного перехвата Ранвье к следующему петлей тока.
* Особенности: Очень быстро (до 120 м/с), экономично по энергии АТФ (работают насосы только в перехватах).
4. Функциональная классификация нервных волокон, скорость проведения возбуждения в них
Классификация по Эрлангеру-Гассеру делит волокна по диаметру, наличию миелина и скорости.
> Правило РостГМУ: Чем толще волокно и чем больше миелина, тем выше скорость проведения!
>
| Тип волокна | Субтип / Описание | Диаметр (мкм) | Скорость (м/с) | Функциональная роль |
|---|---|---|---|---|
| Тип A
(миелинизированные, толстые) | A-\alpha (альфа) | 12–20 | 70–120 | Двигательные волокна скелетных мышц, проприорецепторы. |
| | A-\beta (бета) | 8–12 | 40–70 | Тактильные рецепторы, рецепторы давления. |
| | A-\gamma (гамма) | 4–8 | 15–40 | Веретена мышц (интрафузальные волокна). |
| | A-\delta (дельта) | 1–4 | 5–15 | Быстрая острая боль, температурные рецепторы. |
| Тип B
(миелинизированные, тонкие) | Преганглионарные волокна вегетативной НС | 1–3 | 3–18 | Преганглионарные симпатические и парасимпатические. |
| Тип C
(безмиелиновые, тонкие) | Постганглионарные волокна ВНС, боли | 0,5–1,5 | 0,5–2 | Медленная тупая боль, постганглионарные симпатические. |
5. Закон анатомической и функциональной целостности нервного волокна
Для того чтобы нервное волокно могло проводить возбуждение, обязательны два условия одновременно:
* Анатомическая целостность:
* Структура самого аксона не должна быть нарушена (при перерезке, разрыве, раздавливании проведение невозможно).
* При травме дегенерирует периферический отрезок волокна (Валлеровская дегенерация).
* Функциональная целостность:
* Метаболическая и мембранная жизнедеятельность волокна должна быть сохранена.
* Проведение прекращается, если мембрана заблокирована физическими или химическими агентами (местные анестетики — новокаин, лидокаин; заморозка; ишемия/гипоксия; токсины), даже если волокно анатомически абсолютно цело.
> Вывод для ответа: Повреждение оболочки или подведение анестетика блокирует работу ионных каналов (\text{Na}^+ не может войти в клетку), что нарушает функциональную целостность и делает проведение импульса невозможным.
>