Functies en soorten zenuwvezels. zenuw impulsen

Actiepotentiaal of zenuwimpuls, een specifieke reactie die optreedt in de vorm van een prikkelende golf en langs de gehele zenuwbaan stroomt. Deze reactie is een reactie op een stimulus. De belangrijkste taak is om gegevens van de receptor naar het zenuwstelsel over te dragen en deze informatie vervolgens naar de juiste spieren, klieren en weefsels te leiden. Na het passeren van de puls wordt het oppervlaktedeel van het membraan negatief geladen, terwijl het binnenste deel positief blijft. Opeenvolgend overgedragen elektrische veranderingen worden dus zenuwimpulsen genoemd.

Opwindende werking en de verspreiding ervan is onderhevig aan fysisch-chemische aard. De energie voor dit proces wordt direct in de zenuw zelf opgewekt. Dit komt door het feit dat de passage van de puls de vorming van warmte met zich meebrengt. Zodra het voorbij is, begint de vervagende of referentiële toestand. Waarin slechts een fractie van een seconde de zenuw geen prikkel kan geleiden. De snelheid waarmee een impuls kan aankomen varieert van 3 m/s tot 120 m/s.

De vezels waar de excitatie doorheen gaat, hebben een specifieke omhulling. Dit systeem lijkt grofweg op een elektrische kabel. In zijn samenstelling kan de omhulling gemyeliniseerd en niet-gemyeliniseerd zijn. Het belangrijkste onderdeel van de myelineschede is myeline, dat de rol van isolator speelt.

De pulsvoortplantingssnelheid is afhankelijk van verschillende factoren, bijvoorbeeld van de dikte van de vezels, en hoe dikker deze is, hoe sneller de snelheid zich ontwikkelt. Een andere factor bij het versnellen van de geleiding is myeline zelf. Maar tegelijkertijd bevindt het zich niet over het hele oppervlak, maar in secties, alsof het geregen is. Dienovereenkomstig zijn er tussen deze gebieden die "naakt" blijven. Ze voeren stroom van het axon.

Een axon is een proces waarmee gegevens van de ene cel naar de rest worden verzonden. Dit proces wordt gereguleerd met behulp van een synaps - een directe verbinding tussen neuronen of een neuron en een cel. Er is ook de zogenaamde synaptische ruimte of kloof. Wanneer een irriterende impuls bij een neuron aankomt, komen tijdens de reactie neurotransmitters (moleculen met een chemische samenstelling) vrij. Ze gaan door de synaptische opening en vallen uiteindelijk op de receptoren van het neuron of de cel waarnaar de gegevens moeten worden overgebracht. Calciumionen zijn nodig voor de geleiding van een zenuwimpuls, want zonder deze is er geen afgifte van de neurotransmitter.

Het autonome systeem wordt voornamelijk geleverd door niet-gemyeliniseerde weefsels. Door hen verspreidt de opwinding zich constant en continu.

Het transmissieprincipe is gebaseerd op het verschijnen van een elektrisch veld, daarom ontstaat er een potentiaal dat het membraan van het aangrenzende gedeelte irriteert, enzovoort door de hele vezel.

In dit geval beweegt het actiepotentiaal niet, maar verschijnt en verdwijnt het op één plek. De transmissiesnelheid op dergelijke vezels is 1-2 m/s.

Gedragswetten

Er zijn vier basiswetten in de geneeskunde:

• Anatomische en fysiologische waarde. Excitatie wordt alleen uitgevoerd als er geen schending is van de integriteit van de vezel zelf. Als de eenheid niet is gewaarborgd, bijvoorbeeld door inbreuk, drugsgebruik, dan is de geleiding van een zenuwimpuls onmogelijk.
• Geïsoleerde bedrijf van irritatie. Opwinding kan op geen enkele manier worden doorgegeven zonder zich naar naburige te verspreiden.
• Bilaterale holding. Het pad van impulsgeleiding kan van slechts twee soorten zijn: centrifugaal en centripetaal. Maar in werkelijkheid komt de richting voor in een van de opties.
• Decrementless uitvoering. De impulsen nemen niet af, met andere woorden, ze worden zonder afname geleid.

Chemie van impulsgeleiding

Het irritatieproces wordt ook gecontroleerd door ionen, voornamelijk kalium, natrium en sommige organische verbindingen. De concentratie van de locatie van deze stoffen is anders, de cel is van binnen negatief geladen en positief op het oppervlak. Dit proces wordt potentiaalverschil genoemd. Wanneer een negatieve lading fluctueert, bijvoorbeeld wanneer deze afneemt, wordt een potentiaalverschil uitgelokt en dit proces wordt depolarisatie genoemd.

Irritatie van een neuron houdt het openen van natriumkanalen in op de plaats van irritatie. Dit kan het binnendringen van positief geladen deeltjes in het binnenste van de cel vergemakkelijken. Dienovereenkomstig neemt de negatieve lading af en treedt een actiepotentiaal op of treedt een zenuwimpuls op. Daarna sluiten de natriumkanalen zich weer.

Vaak wordt geconstateerd dat het de verzwakking van de polarisatie is die bijdraagt ​​aan het openen van kaliumkanalen, wat de afgifte van positief geladen kaliumionen veroorzaakt. Deze actie vermindert de negatieve lading op het celoppervlak.

De rustpotentiaal of elektrochemische toestand wordt hersteld wanneer de kalium-natriumpompen worden ingeschakeld, met behulp waarvan natriumionen de cel verlaten en kalium erin.

Dientengevolge kan worden gezegd dat wanneer elektrochemische processen worden hervat, er impulsen optreden die langs de vezels streven.

Elektrische verschijnselen in levende weefsels worden geassocieerd met het verschil in concentraties van ionen die elektrische ladingen dragen.

Volgens de algemeen aanvaarde membraantheorie van de oorsprong van biopotentialen, het potentiaalverschil in een levende cel ontstaat omdat de ionen die elektrische ladingen dragen, aan beide zijden van het semi-permeabele celmembraan zijn verdeeld, afhankelijk van de selectieve permeabiliteit voor verschillende ionen. Het actieve transport van ionen tegen de concentratiegradiënt wordt uitgevoerd met behulp van de zogenaamde ionenpompen, die een systeem van dragerenzymen zijn. Hiervoor wordt de energie van ATP gebruikt.

Als gevolg van het werk van ionenpompen is de concentratie van K + -ionen in de cel 40-50 keer hoger en Na + -ionen - 9 keer minder dan in de intercellulaire vloeistof. Ionen komen naar het oppervlak van de cel, anionen blijven erin en geven een negatieve lading aan het membraan. Zo is het gemaakt rustpotentieel, waarbij het membraan in de cel negatief geladen is ten opzichte van de extracellulaire omgeving (de lading wordt conventioneel als nul beschouwd). In verschillende cellen varieert de membraanpotentiaal van -50 tot -90 mV.

actiepotentiaal treedt op als gevolg van kortetermijnfluctuaties in de membraanpotentiaal. Het omvat twee fasen:

• depolarisatie fase komt overeen met een snelle verandering in membraanpotentiaal van ongeveer 110 mV. Dit wordt verklaard door het feit dat op de plaats van excitatie de permeabiliteit van het membraan voor Na + -ionen sterk toeneemt, omdat natriumkanalen opengaan. De stroom van Na+-ionen stroomt de cel in, waardoor een potentiaalverschil ontstaat met een positieve lading aan de binnenzijde en een negatieve aan de buitenzijde van het membraan. De membraanpotentiaal op het moment van het bereiken van de piek is +40 mV. Tijdens de repolarisatiefase bereikt de membraanpotentiaal weer het rustniveau (het membraan repolariseert), waarna hyperpolarisatie optreedt tot een waarde van ongeveer -80 mV.
• Repolarisatie fase potentieel wordt geassocieerd met het sluiten van natrium en het openen van kaliumkanalen. Omdat positieve ladingen worden verwijderd als K+ naar buiten wordt geduwd, repolariseert het membraan. Hyperpolarisatie van het membraan tot een hoger (negatief) niveau dan de rustpotentiaal is te wijten aan de hoge kaliumpermeabiliteit in de repolarisatiefase. Het sluiten van kaliumkanalen leidt tot het herstel van het oorspronkelijke niveau van de membraanpotentiaal; de permeabiliteitswaarden voor K + en Na + keren ook terug naar de vorige.

Een zenuwimpuls uitvoeren

Het potentiaalverschil dat optreedt tussen de geëxciteerde (gedepolariseerde) en rustende (normaal gepolariseerde) secties van de vezel plant zich over de gehele lengte voort. In niet-gemyeliniseerde zenuwvezels wordt excitatie overgedragen met een snelheid tot 3 m/s. Op axonen bedekt met een myeline-omhulsel, bereikt de excitatiesnelheid 30-120 m/s. Deze hoge snelheid is te wijten aan het feit dat de depolariserende stroom niet door de gebieden loopt die zijn bedekt met een isolerende myeline-omhulling (gebieden tussen knooppunten). De actiepotentiaal is hier krampachtig verdeeld.

De geleidingssnelheid van een actiepotentiaal langs een axon is evenredig met zijn diameter. In de vezels van de gemengde zenuw varieert deze van 120 m/s (dikke, tot 20 µm in diameter, gemyeliniseerde vezels) tot 0,5 m/s (de dunste, 0,1 µm in diameter, geamyeliniseerde vezels).

Geleiding van zenuwimpulsen langs zenuwvezels en door synapsen. Het hoogspanningspotentieel dat optreedt wanneer een receptor wordt geëxciteerd in een zenuwvezel, is 5-10 keer groter dan de stimulatiedrempel van de receptor. Het geleiden van een excitatiegolf langs de zenuwvezel wordt verzekerd door het feit dat elke volgende sectie ervan wordt geïrriteerd door het hoogspanningspotentieel van de vorige sectie. In de vlezige zenuwvezels verspreidt dit potentieel zich niet continu, maar abrupt; hij springt over één of zelfs meerdere onderscheppingen van Ranvier, waarin hij sterker wordt. De duur van de excitatie tussen twee aangrenzende onderscheppingen van Ranvier is gelijk aan 5-10% van de duur van de hoogspanningspotentiaal.

Geleiding van een zenuwimpuls langs een zenuwvezel vindt alleen plaats onder de voorwaarde van zijn anatomische continuïteit en zijn normale fysiologische toestand. Schending van de fysiologische eigenschappen van de zenuwvezel door ernstige afkoeling of vergiftiging met vergiften en medicijnen stopt de geleiding van de zenuwimpuls, zelfs met zijn anatomische continuïteit.

Zenuwimpulsen worden geïsoleerd langs individuele motorische en sensorische zenuwvezels geleid die deel uitmaken van de gemengde zenuw, die afhankelijk is van de isolerende eigenschappen van de myeline-omhulsels die ze bedekken. In niet-vlezige zenuwvezels plant de biostroom zich continu voort langs de vezel en gaat, dankzij de bindweefselmantel, niet van de ene vezel naar de andere. Een zenuwimpuls kan zich in twee richtingen langs een zenuwvezel voortplanten: centripetaal en centrifugaal. Daarom zijn er drie regels voor het geleiden van een zenuwimpuls in zenuwvezels: 1) anatomische continuïteit en fysiologische integriteit, 2) geïsoleerde geleiding en 3) bilaterale geleiding.

2-3 dagen na de scheiding van de zenuwvezels van het lichaam van het neuron, beginnen ze te regenereren of degenereren, en de geleiding van zenuwimpulsen stopt. Zenuwvezels en myeline worden vernietigd en alleen de bindweefselmantel blijft behouden. Als de afgesneden uiteinden van de zenuwvezels, of zenuw, zijn verbonden, dan begint na de degeneratie van die secties die zijn gescheiden van de zenuwcellen, herstel of regeneratie van de zenuwvezels vanaf de zijkant van de lichamen van de neuronen, van waaruit ze in de geconserveerde bindweefselmembranen groeien. Regeneratie van zenuwvezels leidt tot het herstel van de impulsgeleiding.

In tegenstelling tot zenuwvezels worden zenuwimpulsen slechts in één richting door de neuronen van het zenuwstelsel geleid - van de receptor naar het werkende orgaan. Het hangt af van de aard van de geleiding van de zenuwimpuls door de synapsen. In de zenuwvezel boven het presynaptische membraan bevinden zich veel kleine blaasjes van acetylcholine. Wanneer de biostroom het presynaptische membraan bereikt, barsten sommige van deze blaasjes en acetylcholine gaat door de kleinste gaatjes in het presynaptische membraan in de synaptische spleet.
Er zijn plaatsen in het postsynaptische membraan die een speciale affiniteit hebben voor acetylcholine, waardoor er tijdelijk poriën in het postsynaptische membraan verschijnen, waardoor het tijdelijk doorlaatbaar is voor ionen. Als gevolg hiervan ontstaan ​​excitatie en een hoogspanningspotentiaal in het postsynaptische membraan, dat zich voortplant langs het volgende neuron of geïnnerveerde orgaan. Daarom vindt de transmissie van excitatie door de synapsen chemisch plaats via de mediator, of mediator, acetylcholine, en wordt de geleiding van excitatie langs het volgende neuron opnieuw elektrisch uitgevoerd.

De werking van acetylcholine op de geleiding van een zenuwimpuls door de synaps is van korte duur; het wordt snel vernietigd, gehydrolyseerd door het enzym cholinesterase.

Omdat de chemische overdracht van een zenuwimpuls in een synaps binnen een fractie van een milliseconde plaatsvindt, wordt in elke synaps de zenuwimpuls gedurende deze tijd vertraagd.

In tegenstelling tot zenuwvezels, waarin informatie wordt overgedragen volgens het "alles of niets"-principe, dat wil zeggen discreet, in synapsen, wordt informatie overgedragen volgens het "meer of minder"-principe, dat wil zeggen geleidelijk. Hoe meer de mediator acetylcholine wordt gevormd tot een bepaalde limiet, hoe hoger de frequentie van hoogspanningspotentialen in het daaropvolgende neuron. Na deze limiet verandert excitatie in inhibitie. Zo gaat de digitale informatie die langs de zenuwvezels wordt verzonden in synapsen over in meetinformatie. het meten van elektronische machines,

waarin er bepaalde relaties zijn tussen werkelijk gemeten grootheden en de grootheden die ze vertegenwoordigen, worden analoog genoemd, werkend volgens het principe van "min of meer"; we kunnen aannemen dat een soortgelijk proces plaatsvindt in synapsen en de overgang naar digitaal plaatsvindt. Bijgevolg functioneert het zenuwstelsel volgens een gemengd type: daarin worden zowel digitale als analoge processen uitgevoerd.

Geleiding van een zenuwimpuls langs de vezel treedt op als gevolg van de voortplanting van een depolarisatiegolf langs de omhulling van het proces. De meeste perifere zenuwen zorgen via hun motorische en sensorische vezels voor impulsgeleiding met een snelheid tot 50-60 m / s. Het eigenlijke depolarisatieproces is vrij passief, terwijl het herstel van de rustmembraanpotentiaal en het vermogen om te geleiden wordt uitgevoerd door de werking van de NA / K- en Ca-pompen. Hun werk vereist ATP, een voorwaarde voor de vorming hiervan is de aanwezigheid van segmentale bloedstroom. De stopzetting van de bloedtoevoer naar de zenuw blokkeert onmiddellijk de geleiding van de zenuwimpuls.

Volgens de structurele kenmerken en functies zijn zenuwvezels verdeeld in twee typen: niet-gemyeliniseerd en gemyeliniseerd. Niet-gemyeliniseerde zenuwvezels hebben geen myelineschede. Hun diameter is 5-7 micron, de snelheid van impulsgeleiding is 1-2 m/s. Myelinevezels bestaan ​​uit een axiale cilinder bedekt door een myelineschede gevormd door Schwann-cellen. De axiale cilinder heeft een membraan en oxoplasma. De myelineschede bestaat uit 80% lipiden en 20% eiwit. De myelineschede bedekt de axiale cilinder niet volledig, maar is onderbroken en laat open delen van de axiale cilinder achter, die nodale intercepts (Ranvier intercepts) worden genoemd. De lengte van de secties tussen de intercepts is verschillend en hangt af van de dikte van de zenuwvezel: hoe dikker deze is, hoe langer de afstand tussen de intercepts.

Afhankelijk van de snelheid van excitatiegeleiding, worden zenuwvezels onderverdeeld in drie typen: A, B, C. Type A-vezels hebben de hoogste excitatiegeleidingssnelheid, waarvan de excitatiegeleidingssnelheid 120 m/s bereikt, B heeft een snelheid van 3 tot 14 m/s, C - van 0,5 tot 2 m/s.

Er zijn 5 wetten van excitatie:

• 1. De zenuw moet fysiologische en functionele continuïteit behouden.
• 2. Onder natuurlijke omstandigheden de voortplanting van een impuls van de cel naar de periferie. Er is een 2-zijdige impulsgeleiding.
• 3. Afzonderlijk een impuls uitvoeren, d.w.z. gemyeliniseerde vezels geven geen impulsen door aan naburige zenuwvezels, maar alleen langs de zenuw.
• 4. De relatieve onvermoeibaarheid van de zenuw, in tegenstelling tot de spieren.
• 5. De mate van excitatie hangt af van de aan- of afwezigheid van myeline en de lengte van de vezel.
• 3. Classificatie van perifere zenuwbeschadigingen

Schade is:

• A) vuurwapens: -direct (kogel, fragmentatie)
• -bemiddeld
• - pneumatische schade
• B) niet-vuurwapens: snijden, steken, gebeten, compressie, compressie-ischemisch

Ook in de literatuur is er een verdeling van verwondingen in open (snij-, steek-, gescheurde, gehakte, gekneusde, verbrijzelde wonden) en gesloten (hersenschudding, blauwe plekken, knijpen, rekken, scheuren en ontwrichting) verwondingen van het perifere zenuwstelsel.

synapsen- dit zijn structuren die zijn ontworpen om een ​​impuls van het ene neuron naar het andere of naar spier- en klierstructuren over te brengen. Synapsen zorgen voor polarisatie van impulsgeleiding langs de keten van neuronen. Afhankelijk van de methode van impulsoverdracht synapsen kunnen chemisch of elektrisch (elektrotonisch) zijn.

Chemische synapsen een impuls doorgeven aan een andere cel met behulp van speciale biologisch actieve stoffen - neurotransmitters die zich in synaptische blaasjes bevinden. Het axon-uiteinde is het presynaptische deel en het gebied van het tweede neuron, of een andere geïnnerveerde cel waarmee het in contact komt, is het postsynaptische deel. Het gebied van synaptisch contact tussen twee neuronen bestaat uit het presynaptische membraan, de synaptische spleet en het postsynaptische membraan.

Elektrische of elektrotonische synapsen in het zenuwstelsel van zoogdieren zijn relatief zeldzaam. In het gebied van dergelijke synapsen is het cytoplasma van naburige neuronen verbonden door sleufachtige verbindingen (contacten), die zorgen voor de doorgang van ionen van de ene cel naar de andere, en bijgevolg de elektrische interactie van deze cellen.

De snelheid van impulsoverdracht door gemyeliniseerde vezels is groter dan door niet-gemyeliniseerde. Dunne vezels, arm aan myeline en niet-gemyeliniseerde vezels geleiden een zenuwimpuls met een snelheid van 1-2 m / s, terwijl dikke myelinevezels - met een snelheid van 5-120 m / s.

In een niet-gemyeliniseerde vezel gaat de golf van membraandepolarisatie zonder onderbreking langs het gehele axolemma, terwijl het in een gemyeliniseerde vezel alleen voorkomt in het gebied van onderschepping. Aldus worden myelinevezels gekenmerkt door saltatorische geleiding van excitatie, d.w.z. springen. Tussen de intercepts loopt een elektrische stroom waarvan de snelheid hoger is dan de passage van de depolarisatiegolf langs het axolemma.

№ 36 Vergelijkende kenmerken van de structurele organisatie van de reflexbogen van het somatische en autonome zenuwstelsel.

reflexboog- dit is een keten van zenuwcellen, die noodzakelijkerwijs de eerste - gevoelige en de laatste - motorische (of secretoire) neuronen omvat. De eenvoudigste reflexbogen zijn twee- en drie-neuronen, sluitend ter hoogte van één segment van het ruggenmerg. In een reflexboog met drie neuronen wordt het eerste neuron weergegeven door een gevoelige cel, die eerst langs het perifere proces beweegt en vervolgens langs het centrale proces, op weg naar een van de kernen van de dorsale hoorn van het ruggenmerg. Hier wordt de impuls doorgegeven aan het volgende neuron, waarvan het proces wordt geleid van de achterhoorn naar de voorhoorn, naar de cellen van de kernen (motor) van de voorhoorn. Dit neuron vervult een geleidende (geleidende) functie. Het zendt een impuls van een gevoelig (afferente) neuron naar een motor (efferente) neuron. Het lichaam van het derde neuron (efferent, effector, motor) ligt in de voorhoorn van het ruggenmerg en het axon maakt deel uit van de voorwortel, en vervolgens strekt de spinale zenuw zich uit naar het werkende orgaan (spier).

Met de ontwikkeling van het ruggenmerg en de hersenen werden de verbindingen in het zenuwstelsel ingewikkelder. gevormd multineuron complexe reflexbogen, waarvan de constructie en functies betrekking hebben op zenuwcellen die zich in de bovenliggende segmenten van het ruggenmerg, in de kernen van de hersenstam, hemisferen en zelfs in de hersenschors bevinden. De processen van zenuwcellen die zenuwimpulsen geleiden van het ruggenmerg naar de kernen en cortex van de hersenen en in de tegenovergestelde richting vormen bundels, fasciculi.