Närvikiudude funktsioonid ja tüübid. närviimpulsid

Aktsioonipotentsiaal ehk närviimpulss, spetsiifiline reaktsioon, mis tekib erutuslaine kujul ja voolab mööda kogu närvirada. See reaktsioon on reaktsioon stiimulile. Peamine ülesanne on andmete edastamine retseptorist närvisüsteemi ja pärast seda suunab see selle teabe õigetesse lihastesse, näärmetesse ja kudedesse. Pärast impulsi läbimist laetakse membraani pinnaosa negatiivselt, selle sisemine osa jääb aga positiivseks. Seega nimetatakse järjestikku ülekantavaid elektrilisi muutusi närviimpulssideks.

Ergutav toime ja selle jaotumine sõltub füüsikalis-keemilisest olemusest. Selle protsessi jaoks vajalik energia genereeritakse otse närvis endas. See on tingitud asjaolust, et impulsi läbimine toob kaasa soojuse moodustumise. Niipea kui see on möödas, algab hääbumis- või referentsseisund. Kui vaid murdosa sekundist ei suuda närv stiimulit juhtida. Impulsi saabumise kiirus on vahemikus 3 m/s kuni 120 m/s.

Kiududel, mille kaudu ergastus läbib, on spetsiifiline kest. Jämedalt öeldes meenutab see süsteem elektrikaablit. Oma koostiselt võib kest olla müeliniseerunud ja müeliniseerimata. Müeliinkesta kõige olulisem komponent on müeliin, mis täidab isolaatori rolli.

Impulsi levimiskiirus sõltub mitmest tegurist, näiteks kiudude paksusest ja mida paksem see on, seda kiiremini areneb kiirus. Teine juhtivust kiirendav tegur on müeliin ise. Kuid samal ajal ei asu see üle kogu pinna, vaid osadena, justkui nööriga. Vastavalt sellele on nende alade vahel neid, mis jäävad "alasti". Nad kannavad voolu aksonist.

Akson on protsess, mille abil edastatakse andmed ühest rakust ülejäänud. Seda protsessi reguleeritakse sünapsi abil – otseühendus neuronite ehk neuroni ja raku vahel. Samuti on olemas nn sünaptiline ruum ehk tühimik. Kui neuronisse jõuab ärritav impulss, vabanevad reaktsiooni käigus neurotransmitterid (keemilise koostisega molekulid). Need läbivad sünaptilise ava, langedes lõpuks selle neuroni või raku retseptoritele, kuhu andmed tuleb edastada. Kaltsiumiioonid on vajalikud närviimpulsi juhtimiseks, kuna ilma selleta ei eraldu neurotransmitterit.

Autonoomset süsteemi pakuvad peamiselt müeliniseerimata kuded. Nende kaudu levib põnevus pidevalt ja pidevalt.

Edastamise põhimõte põhineb elektrivälja ilmnemisel, seetõttu tekib potentsiaal, mis ärritab naaberosa membraani ja nii edasi kogu kiu ulatuses.

Sel juhul aktsioonipotentsiaal ei liigu, vaid ilmub ja kaob ühes kohas. Edastamiskiirus sellistel kiududel on 1-2 m/s.

Käitumisseadused

Meditsiinis on neli põhiseadust:

• Anatoomiline ja füsioloogiline väärtus. Ergastamine toimub ainult siis, kui kiu enda terviklikkus ei ole rikutud. Kui ühtsus ei ole tagatud näiteks rikkumise, narkootikumide tarvitamise tõttu, siis on närviimpulsi juhtimine võimatu.
• Eraldatud ärrituse hoidmine. Ergutust saab edasi kanduda, mitte mingil juhul, levimata naaberriikidesse.
• Kahepoolne hoidmine. Impulsijuhtimise tee võib olla ainult kahte tüüpi - tsentrifugaalne ja tsentripetaalne. Kuid tegelikult on suund ühes valikus.
• Alanemata täitmine. Impulsid ei vaibu, teisisõnu, neid juhitakse ilma kahanemiseta.

Impulsi juhtivuse keemia

Ärritusprotsessi kontrollivad ka ioonid, peamiselt kaalium, naatrium ja mõned orgaanilised ühendid. Nende ainete paiknemise kontsentratsioon on erinev, rakk on sees negatiivselt laetud, pinnal aga positiivselt. Seda protsessi nimetatakse potentsiaalseks erinevuseks. Kui negatiivne laeng kõigub, näiteks kui see väheneb, provotseeritakse potentsiaalide erinevus ja seda protsessi nimetatakse depolarisatsiooniks.

Neuronite ärritus toob kaasa naatriumikanalite avanemise ärrituskohas. See võib hõlbustada positiivselt laetud osakeste sisenemist raku sisemusse. Sellest lähtuvalt negatiivne laeng väheneb ja tekib aktsioonipotentsiaal või tekib närviimpulss. Pärast seda sulguvad naatriumikanalid uuesti.

Sageli leitakse, et just polarisatsiooni nõrgenemine aitab kaasa kaaliumikanalite avanemisele, mis kutsub esile positiivselt laetud kaaliumioonide vabanemise. See toiming vähendab negatiivset laengut raku pinnal.

Puhkepotentsiaal ehk elektrokeemiline seisund taastub, kui sisse lülitada kaalium-naatriumpumbad, mille abil naatriumioonid rakust lahkuvad ja kaalium sinna siseneb.

Selle tulemusena võib öelda, et elektrokeemiliste protsesside taasalustamisel tekivad impulsid, mis pürgivad mööda kiude.

Elektrilised nähtused eluskudedes on seotud elektrilaenguid kandvate ioonide kontsentratsioonide erinevusega.

Vastavalt üldtunnustatud membraaniteooria biopotentsiaalide päritolu kohta, tekib potentsiaalide erinevus elusrakus, kuna elektrilaenguid kandvad ioonid jaotuvad poolläbilaskva rakumembraani mõlemale poole, olenevalt selle selektiivsest läbilaskvusest erinevatele ioonidele. Ioonide aktiivne transport kontsentratsioonigradiendi vastu toimub nn ioonpumbad, mis on kandeensüümide süsteem. Selleks kasutatakse ATP energiat.

Ioonpumpade töö tulemusena on K + ioonide kontsentratsioon rakus 40-50 korda kõrgem ja Na + ioonide kontsentratsioon 9 korda väiksem kui rakkudevahelises vedelikus. Ioonid tulevad raku pinnale, anioonid jäävad selle sisse, andes membraanile negatiivse laengu. Nii see luuakse puhkepotentsiaal, mille juures rakusisene membraan on rakuvälise keskkonna suhtes negatiivselt laetud (selle laengut peetakse tavapäraselt nulliks). Erinevates rakkudes varieerub membraani potentsiaal vahemikus -50 kuni -90 mV.

tegevuspotentsiaal tekib membraanipotentsiaali lühiajaliste kõikumiste tagajärjel. See sisaldab kahte faasi:

• Depolarisatsiooni faas vastab membraanipotentsiaali kiirele muutusele umbes 110 mV. Seda seletatakse asjaoluga, et ergastuse kohas suureneb membraani Na + ioonide läbilaskvus järsult, kuna naatriumikanalid avanevad. Na + ioonide vool tormab rakku, tekitades potentsiaalse erinevuse positiivse laenguga membraani sisepinnal ja negatiivse välispinnal. Membraani potentsiaal piigi saavutamise hetkel on +40 mV. Repolarisatsioonifaasis saavutab membraani potentsiaal taas puhketaseme (membraan repolariseerub), misjärel toimub hüperpolarisatsioon väärtuseni ligikaudu -80 mV.
• Repolarisatsiooni faas potentsiaal on seotud naatriumi sulgemise ja kaaliumikanalite avanemisega. Kuna positiivsed laengud eemaldatakse K+ väljasurumisel, membraan repolariseerub. Membraani hüperpolarisatsioon puhkepotentsiaalist kõrgemale (negatiivsemale) tasemele on tingitud kõrgest kaaliumi läbilaskvusest repolarisatsioonifaasis. Kaaliumikanalite sulgemine viib membraanipotentsiaali esialgse taseme taastamiseni; K + ja Na + läbilaskvuse väärtused naasevad samuti eelmistele.

Närviimpulsi juhtimine

Potentsiaalne erinevus, mis tekib kiu ergastatud (depolariseeritud) ja puhke (tavaliselt polariseeritud) osa vahel, levib kogu selle pikkuses. Müeliniseerimata närvikiududes edastatakse erutus kiirusega kuni 3 m/s. Müeliinkestaga kaetud aksonitel ulatub ergastuse kiirus 30-120 m/s. Selline suur kiirus on tingitud asjaolust, et depolariseeriv vool ei liigu läbi isoleeriva müeliinkestaga kaetud alade (sõlmedevahelised alad). Tegevuspotentsiaal jaotub siin spasmiliselt.

Aktsioonipotentsiaali juhtivuse kiirus piki aksonit on võrdeline selle läbimõõduga. Seganärvi kiududes varieerub see vahemikus 120 m/s (paksus, kuni 20 µm läbimõõduga, müeliniseerunud kiud) kuni 0,5 m/s (kõige õhem, 0,1 µm läbimõõduga, amüeliniseerunud kiud).

Närviimpulsside juhtimine piki närvikiude ja sünapside kaudu. Kõrgepinge potentsiaal, mis tekib retseptori ergastamisel närvikius, on 5-10 korda suurem kui retseptori stimulatsioonilävi. Ergastuslaine juhtimine piki närvikiudu on tagatud sellega, et selle iga järgnevat lõiku ärritab eelmise lõigu kõrgepingepotentsiaal. Lihastes närvikiududes ei levi see potentsiaal pidevalt, vaid järsult; ta hüppab üle ühe või isegi mitme Ranvieri vaheltlõike, milles ta tugevdab. Ergastuse kestus Ranvieri kahe kõrvuti asetseva pealtkuulamise vahel on võrdne 5-10% kõrgepingepotentsiaali kestusest.

Närviimpulsi juhtimine piki närvikiudu toimub ainult selle anatoomilise järjepidevuse ja normaalse füsioloogilise seisundi korral. Närvikiu füsioloogiliste omaduste rikkumine tugeva jahutamise või mürkide ja ravimitega mürgitamise korral peatab närviimpulsi juhtivuse isegi selle anatoomilise järjepidevuse korral.

Närviimpulsid juhitakse isoleeritult mööda üksikuid motoorseid ja sensoorseid närvikiude, mis on seganärvi osa, mis sõltub neid katvate müeliinkestade isoleerivatest omadustest. Mittelihalistes närvikiududes levib biovool piki kiudu pidevalt ja tänu sidekoe kestale ei liigu ühelt kiult teisele. Närviimpulss võib levida piki närvikiudu kahes suunas: tsentripetaalselt ja tsentrifugaalselt. Seetõttu kehtib närviimpulsi läbiviimisel närvikiududes kolm reeglit: 1) anatoomiline järjepidevus ja füsioloogiline terviklikkus, 2) isoleeritud juhtivus ja 3) kahepoolne juhtivus.

2-3 päeva pärast närvikiudude eraldumist neuroni kehast hakkavad need taastuma ehk degenereeruma ja närviimpulsside juhtimine peatub. Närvikiud ja müeliin hävivad ning säilib vaid sidekoe ümbris. Kui närvikiudude lõikeotsad ehk närv on ühendatud, siis pärast nende piirkondade degeneratsiooni, mis on eraldatud närvirakkudest, algab närvikiudude taastamine ehk regenereerimine neuronite kehadest, millest need väljuvad. kasvada säilinud sidekoe membraanideks. Närvikiudude regenereerimine viib impulsside juhtivuse taastamiseni.

Erinevalt närvikiududest juhitakse närviimpulsse läbi närvisüsteemi neuronite ainult ühes suunas - retseptorist tööorganisse. See sõltub närviimpulsi sünapside kaudu juhtimise olemusest. Presünaptilise membraani kohal asuvas närvikius on palju pisikesi atsetüülkoliini vesiikuleid. Kui biovool jõuab presünaptilise membraanini, lõhkevad mõned neist vesiikulitest ja atsetüülkoliin läheb läbi presünaptilise membraani väikseimate aukude sünaptilisse pilusse.
Postsünaptilises membraanis on kohti, millel on eriline afiinsus atsetüülkoliini suhtes, mis põhjustab postsünaptilise membraani pooride ajutist tekkimist, mis muudab selle ajutiselt ioonidele läbilaskvaks. Selle tulemusena tekib postsünaptilises membraanis erutus ja kõrgepingepotentsiaal, mis levib mööda järgmist neuronit või innerveeritud organit. Seetõttu toimub ergastuse ülekanne sünapside kaudu keemiliselt vahendaja ehk vahendaja atsetüülkoliini kaudu ja ergastuse juhtimine mööda järgmist neuronit toimub jällegi elektriliselt.

Atsetüülkoliini toime närviimpulsi juhtimisele sünapsi kaudu on lühiajaline; see hävib kiiresti, hüdrolüüsitakse ensüümi koliinesteraasi toimel.

Kuna närviimpulsi keemiline ülekanne sünapsis toimub millisekundi murdosa jooksul, siis igas sünapsis lükatakse närviimpulss selle aja võrra edasi.

Erinevalt närvikiududest, milles teavet edastatakse põhimõttel "kõik või mitte midagi" ehk diskreetselt, sünapsides, edastatakse teavet "enam-vähem" põhimõttel, see tähendab järk-järgult. Mida rohkem moodustub teatud piirini vahendajat atsetüülkoliini, seda suurem on kõrgepingepotentsiaalide sagedus järgnevas neuronis. Pärast seda piiri muutub erutus inhibeerimiseks. Seega läheb piki närvikiude edastatav digitaalne informatsioon sünapsides üle mõõteinfoks. elektroonilised mõõtemasinad,

milles on teatud seosed tegelikult mõõdetud suuruste ja nende esindatavate suuruste vahel, nimetatakse analoogiks, mis töötab põhimõttel "enam-vähem"; võime eeldada, et sarnane protsess toimub sünapsides ja toimub selle üleminek digitaalseks. Järelikult toimib närvisüsteem segatüübi järgi: selles teostatakse nii digitaalseid kui ka analoogprotsesse.

Närviimpulsi juhtimine piki kiudu toimub depolarisatsioonilaine levimise tõttu piki protsessi kesta. Enamik perifeerseid närve tagab oma motoorsete ja sensoorsete kiudude kaudu impulsside juhtivuse kiirusega kuni 50-60 m/s. Tegelik depolarisatsiooniprotsess on üsna passiivne, samas kui puhkemembraani potentsiaali ja juhtimisvõime taastamine toimub NA / K ja Ca pumpade töötamise kaudu. Nende töö nõuab ATP-d, mille tekke eelduseks on segmentaalse verevoolu olemasolu. Närvi verevarustuse katkemine blokeerib koheselt närviimpulsi juhtivuse.

Struktuursete tunnuste ja funktsioonide järgi jagunevad närvikiud kahte tüüpi: müeliniseerimata ja müeliniseerunud. Müeliniseerimata närvikiududel ei ole müeliinikest. Nende läbimõõt on 5-7 mikronit, impulsi juhtivuse kiirus 1-2 m/s. Müeliinikiud koosnevad aksiaalsest silindrist, mis on kaetud Schwanni rakkude moodustatud müeliinkestaga. Aksiaalsel silindril on membraan ja oksoplasm. Müeliinkesta koosneb 80% lipiididest ja 20% valgust. Müeliini ümbris ei kata aksiaalset silindrit täielikult, vaid katkeb ja jätab aksiaalsest silindrist lahtised alad, mida nimetatakse sõlmede lõikepunktideks (Ranvieri lõikepunktid). Lõikepunktide vaheliste lõikude pikkus on erinev ja sõltub närvikiu paksusest: mida paksem see on, seda pikem on lõikepunktide vaheline kaugus.

Sõltuvalt ergastuse juhtivuse kiirusest jagunevad närvikiud kolme tüüpi: A, B, C. Suurima ergastuse juhtivuse kiirusega on A-tüüpi kiud, mille ergastuse juhtivuse kiirus ulatub 120 m/s, B-l on kiirus 3 kuni 14 m/s, C - 0,5 kuni 2 m/s.

Ergutamisel on 5 seadust:

• 1. Närv peab säilitama füsioloogilise ja funktsionaalse järjepidevuse.
• 2. Looduslikes tingimustes impulsi levik rakust perifeeriasse. Impulsside juhtimine on kahepoolne.
• 3. Impulsi läbiviimine isoleeritult, s.t. müeliniseerunud kiud ei edasta impulsse naabernärvikiududele, vaid ainult mööda närvi.
• 4. Närvi suhteline väsimatus, erinevalt lihastest.
• 5. Ergastuse kiirus sõltub müeliini olemasolust või puudumisest ja kiu pikkusest.
• 3. Perifeersete närvide vigastuste klassifikatsioon

Kahju on:

• A) tulirelvad: - otse (kuul, killud)
• - vahendatud
• - pneumaatilised kahjustused
• B) mittetulirelvad: lõike-, torke-, hammustus-, surve-, surve-isheemilised

Ka kirjanduses on vigastused jaotatud perifeerse närvisüsteemi lahtisteks (lõigatud, torke-, rebenenud, hakitud, muljutud, muljutud haavad) ja kinnisteks (põrutus, sinikas, pigistamine, venitus, rebend ja nihestus) vigastusteks.

sünapsid- need on struktuurid, mis on loodud impulsside edastamiseks ühelt neuronilt teisele või lihas- ja näärmestruktuuridele. Sünapsid tagavad impulsside juhtivuse polarisatsiooni piki neuronite ahelat. Sõltuvalt impulsi edastamise meetodist sünapsid võivad olla keemilised või elektrilised (elektrotoonilised).

Keemilised sünapsid edastavad impulsi teisele rakule spetsiaalsete bioloogiliselt aktiivsete ainete – sünaptilistes vesiikulites paiknevate neurotransmitterite – abil. Aksoni terminal on presünaptiline osa ja teise neuroni või muu innerveeritud raku piirkond, millega see kokku puutub, on postsünaptiline osa. Kahe neuroni vaheline sünaptiline kontakt koosneb presünaptilisest membraanist, sünaptilisest lõhest ja postsünaptilisest membraanist.

Elektrilised või elektrotoonilised sünapsid imetajate närvisüsteemis on suhteliselt haruldased. Selliste sünapside piirkonnas on naaberneuronite tsütoplasma ühendatud pilulaadsete ristmike (kontaktidega), mis tagavad ioonide liikumise ühest rakust teise ja sellest tulenevalt nende rakkude elektrilise interaktsiooni.

Müeliniseerunud kiudude impulsi edastamise kiirus on suurem kui müeliniseerimata kiudude puhul. Müeliinivaesed õhukesed kiud ja müeliinita kiud juhivad närviimpulsi kiirusega 1–2 m/s, jämedad müeliinikiud aga kiirusega 5–120 m/s.

Müeliniseerimata kiududes kulgeb membraani depolarisatsiooni laine katkestusteta piki kogu aksolemma, samas kui müeliniseerunud kiududel toimub see ainult pealtkuulamise piirkonnas. Seega on müeliinikiududele iseloomulik ergastuse soolane juhtivus, st. hüppamine. Lõikepunktide vahel on elektrivool, mille kiirus on suurem kui depolarisatsioonilaine läbimine piki aksolemmat.

№ 36 Somaatilise ja autonoomse närvisüsteemi reflekskaarte struktuurse korralduse võrdlevad omadused.

refleksi kaar- see on närvirakkude ahel, mis sisaldab tingimata esimesi tundlikke ja viimaseid motoorseid (või sekretoorseid) neuroneid. Kõige lihtsamad refleksikaared on kahe- ja kolmeneuronilised, sulgudes seljaaju ühe segmendi tasemel. Kolmest neuronist koosnevas reflekskaares esindab esimest neuronit tundlik rakk, mis liigub esmalt mööda perifeerset protsessi ja seejärel mööda keskprotsessi, suundudes seljaaju seljaaju seljasarve ühe tuuma poole. Siin edastatakse impulss järgmisele neuronile, mille protsess on suunatud tagumisest sarvest eesmisse, eesmise sarve tuumade (mootori) rakkudesse. See neuron täidab juhtivat (juhti) funktsiooni. See edastab impulsi tundlikult (aferentselt) neuronilt motoorsele (eferentsele) neuronile. Kolmanda neuroni (efferent, efektor, mootor) keha asub seljaaju eesmises sarves ja selle akson on osa eesmisest juurest ning seejärel ulatub seljaajunärv tööorganisse (lihasesse).

Seljaaju ja aju arenedes muutusid närvisüsteemi ühendused keerukamaks. moodustatud multineuroni komplekssed reflekskaared, mille ehitus ja funktsioonid hõlmavad närvirakke, mis paiknevad seljaaju katvates segmentides, ajutüve tuumades, poolkerades ja isegi ajukoores. Moodustuvad närvirakkude protsessid, mis juhivad närviimpulsse seljaajust aju tuumadesse ja ajukooresse ning vastupidises suunas. kimbud, sidekud.