Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Лиганд-зависимые ионные каналы
Эти каналы открываются, когда медиатор, связываясь с их наружними сторонами, меняет их конформацию. Открываясь, они впускают ионы, изменяя этим мембранный потенциал. Лиганд-зависимые каналы почти нечувствительны к изменению мембранного потенциала. Они генерируют электрический сигнал, сила которого зависит от количества медиатора, поступающего в синаптическую щель и времени, которое он там находится.
Потенциал-зависимые ионные каналы
Эти каналы отвечают за распространение потенциала действия, они открываются и закрываются в ответ на изменение мембранного потенциала. Например, натриевые каналы. Если мембранный потенциал поддерживается на уроне потенциала покоя, натриевые каналы закрыты и натриевый ток отсутствует. Если мембранный потенциал сдвигается в положительную сторону, то натриевые каналы откроются и в клетку начнут входить ионы натрия по градиенту концентрации. Через 0,5 мс после установления нового значения мембранного потенциала, этот натриевый ток достигнет максимума. А еще через несколько миллисекунд падает почти до нуля. Это значит, что каналы через некоторое время закрываются, даже если клеточная мембрана остается деполяризованной. Но закрывшись, они отличаются от состояния, в котором находились до открытия, теперь они не могут открываться в ответ на деполяризацию мембраны то есть они инактивированны. В таком состоянии они останутся до тех пор, пока мембранный потенциал не вернется к исходному значению и не пройдет восстановительный период, занимающий несколько миллисекунд.
Важную роль в действии лекарственных веществ играет их способность имитировать или блокировать действие эндогенных лигандов, регулирующих ток ионов через каналы плазматической мембраны.
местные анестететики блокируют потенциалозависимые Na -каналы. К числу блокаторов Na -каналов относятся и многие противоаритмические средства. Кроме
того, было показано, что ряд противоэпилептических средств
(дифенин, карбамазепин) также блокируют потенциалозависимые Na -каналы и с этим связана их противосудорожная активность. Ионы 2+Са принимают участие во многих физиологических процессах: всокращении гладких мышц, в проведении возбуждения по проводящейсистеме сердца, в секреторной активности клеток, в функции2+тромбоцитов и др.
Так, верапамил оказывает более сильное влияние на ино-,
хронотропную функцию сердца и на атриовентрикулярную проводимость
и в меньшей степени на гладкие мышцы сосудов; нифедипин оказывает
большее воздействие на гладкие мышцы сосудов и меньшее - на
функцию сердца; дилтиазем в равной степени влияет на гладкие мышцы
сосудов и проводящую систему; нимодипин обладает избирательным
цереброваскулярным действием.
Активаторы К -каналов участвуют в механизме их открытия ивыхода ионов К из клетки. Если этот процесс происходит в гладкихмышцах сосудов, то развивается гиперполяризация мембраны, тонус
мышц уменьшается и снижается артериальное давление. Такой механизм
гипотензивного действия характерен для миноксидила.
Природа потенциала покоя (определение и механизмы
Механизмы проведения возбуждения по мякотным и
Структура и физиологические свойства химического синапса.
Виды мышц. Механизм сокращения и расслабления скелетных
Виды сокращения скелетных мышц. Механизм развития
Физиология ЦНС
Функции центральной нервной системы. Основные принципы
Зрительная сенсорная система. Участие структур глазного яблока в
Строение и функциональное значение сетчатки. Виды
Вестибулярная сенсорная система, ее функции. Особенности строения и свойств рецепторного отдела. Реакции организма на раздражение вестибулярного аппарата (вестибуло-моторные, вестибуло-глазодвигательные и вестибуло-вегетативные реакции).
Вестибулярный анализатор наряду со зрительным и соматосенсорным играет ведущую роль в ориентации человека в пространстве, является органом равновесия. Он воспринимает информацию о положении, линейных и угловых перемещениях тела и головы. При пассивном движении корковые отделы системы запоминают направление движения, повороты и пройденное расстояние. Чувствительность вестибулярной системы здорового человека очень высока: отолитовый аппарат позволяет воспринять ускорение прямолинейного движения, равное всего 2 см/с2. Порог различения наклона головы в сторону — всего около 1°, а вперед и назад — 1,5—2°. Рецепторная система полукружных каналов позволяет человеку замечать ускорения вращения 2—3° • с-2.
Строение и функции рецепторов вестибулярной системы. Периферическим отделом вестибулярной системы является вестибулярный аппарат, расположенный в лабиринте пирамиды височной кости. Он состоит из преддверия (vestibulum) и трех полукружных каналов (canalescemicircularis). Кроме вестибулярного аппарата, в лабиринт входит улитка, в которой располагаются слуховые рецепторы. Полукружные каналы располагаются в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: верхний — во фронтальной, задний — в сагиттальной и латеральный — в горизонтальной. Один из концов каждого канала расширен (ампула).
Вестибулярный аппарат включает в себя также два мешочка: сферический (sacculus) и эллиптический, или маточку (utriculus). Первый из них лежит ближе к улитке, а второй — к полукружным каналам. В мешочках преддверия находится отолитовый аппарат: скопления рецепторных клеток (вторично-чувствующие механорецепторы) на возвышениях, или пятнах. В перепончатых полукружных каналах, заполненных, как и весь лабиринт, плотной эндолимфой (ее вязкость в 2—3 раза больше, чем у воды), рецепторные волосковые клетки сконцентрированы только в ампулах в виде крист (cristaeampularis). Они также снабжены волосками. При движении эндолимфы (во время угловых ускорений), когда волоски сгибаются в одну сторону, волосковые клетки возбуждаются, а при противоположно направленном движении — тормозятся. Волокна вестибулярного нерва (отростки биполярных нейронов) направляются в продолговатый мозг. Импульсы, приходящие по этим волокнам, активируют нейроны бульбарного вестибулярного комплекса, в состав которого входят ядра: преддверное верхнее, или Бехтерева, преддверное латеральное, или Дейтерса, Швальбе и др. Отсюда сигналы направляются во многие отделы ЦНС: спинной мозг, мозжечок, глазодвигательные ядра, кору большого мозга, ретикулярную формацию и ганглии автономной нервной системы.
Нейроны вестибулярных ядер обеспечивают контроль и управление различными двигательными реакциями. Важнейшими из этих реакций являются следующие: вестибулоспинальные (моторные), вестибуловегетативные и вестибулоглазодвигательные.Вестибулоспинальные (моторные) влияния через вестибуло-, ретикуло- и руброспинальные тракты изменяют импульсацию нейронов сегментарных уровней спинного мозга. Так осуществляется динамическое перераспределение тонуса скелетной мускулатуры и включаются рефлекторные реакции, необходимые для сохранения равновесия. Это движения глаз и головы при вращениях -так называемый лифтный рефлекс. При подъеме и спуске в кабинелифта у человека возникают тонические движения. В начале подъемаи при окончании спуска ноги, шея и туловище сгибаются, а в началеспуска и при окончании подъема — разгибаются. Причиной изменения тонуса сгибателей и разгибателей является раздражение отолитового аппарата. Начало подъема и конец спуска сопровождаются увеличением давления отолитовой мембраны-маточки на рецепторы. Приэтом рефлекторно повышается тонус сгибателей конечностей, шеи итуловища и понижается тонус их разгибателей. В начале спуска и приокончании подъема все происходит наоборот.
В вестибуловегетативные реакции вовлекаются сердечно-сосудистая система, пищеварительный тракт и другие внутренние органы. При сильных и длительных нагрузках на вестибулярный аппарат возникает патологический симптомокомплекс, названный болезнью движения, например морская болезнь. Она проявляется изменением сердечного ритма (учащение, а затем замедление), сужением, а затем расширением сосудов, усилением сокращений желудка, головокружением, тошнотой и рвотой. Повышенная склонность к болезни движения может быть уменьшена специальной тренировкой (вращение, качели) и применением ряда лекарственных средств.
Вестибулоглазодвигательные рефлексы (глазной нистагм) состоят в медленном движении глаз в противоположную вращению сторону, сменяющемся скачком глаз обратно. Само возникновение и характеристика вращательного глазного нистагма — важные показатели состояния вестибулярной системы, они широко используются в морской, авиационной и космической медицине, а также в эксперименте и клинике.
Основные афферентные пути и проекции вестибулярных сигналов. Есть два основных пути поступления вестибулярных сигналов в кору большого мозга: прямой — через дорсомедиальную часть вентрального постлатерального ядра и непрямой вестибулоцеребеллоталамический путь через медиальную часть вентролатерального ядра. В коре полушарий большого мозга основные афферентные проекции вестибулярного аппарата локализованы в задней части постцентральной извилины. В моторной зоне коры спереди от нижней части центральной борозды обнаружена вторая вестибулярная зона.
Физиология ВНД
Архитектоника.
Сначала на афферентный синтез действуют: мотивационное возбуждение( на него дейст. потребность), обстановочная афференция, память, релизер( пусковой стимул). Вследствие этого, происходит принятие решения; далее оно делится на акцептор регуляции действия и эфферентный синтез. После эфферентного синтеза возникает действие, а после действия- результат( ппр), который переходит в акцептор регуляции действия.
В медицине. К сожалению, внимание современной медицины все еще в значительной степени направлено на уже сложившиеся заболевания, на лечение уже сформировавшихся психосоматических болезней. Практически здоровый человек, который ежедневно подвергается воздействиям НТП, в начальных стадиях формирования хронических заболеваний, когда изменения в его организме имеют еще функциональный и обратимый характер, находится, как правило, вне постоянного контроля медицинских работников. Необходимость переориентации современной медицины на здорового человека осознана уже многими учеными, однако практически в этом направлении делается очень мало. С целью разработки научно обоснованных рекомендаций по защите людей в современных условиях от нежелательных последствий эмоционального стресса в Москве в 1990 г. на базе кафедры нормальной физиологии Московской медицинской академии им. И. М. Сеченова создан Российский региональный центр профилактики стресса. Центр объединяет около 50 научных коллективов различных ведомств и ассоциацию людей различных специальностей, осознавших опасность стресса. Задачи центра заключаются в том, чтобы надежно профилактически защитить здоровье человека в условиях НТП. На первый план при этом выдвигается оценка ведущих физиологических показателей человека в условиях его реальной производственной деятельности с целью разработки научно обоснованных рекомендаций, направленных на повышение его устойчивости в первую очередь к нервно-психическим и сердечно-сосудистым заболеваниям.
Физиологические особенности мембран возбудимых тканей. Роль
мембранных белков. Виды и значение ионных каналов и насосов в функционировании возбудимых клеток. Механизмы деятельности Na + - K + -насоса, Са2+-насоса и Na + - Ca 2+ -насоса. Ионные каналы и насосы как мишени действия лекарств.
Биологические мембраны - функционально активные структуры клеток, ограничивающие цитоплазму и большинство внутриклеточных структур; образуют единую внутриклеточную систему канальцев, складок и замкнутых полостей. Структурная основа мембраны – двойной слой фосфолипидов, в который встроены мембранные белки.
Молекулы липидов амфотерны. Своими гидрофильными частями они обращены в сторону водной среды (межклеточная жидкость и цитоплазма), гидрофобные части молекул направлены внутрь липидного бислоя.
Белковые молекулы выполняют роль каналов рецепторов, насосов, ферментов.
Канал – это белковая макромолекула, образующая пору через двухслойную липидную мембрану.
Натриевый канал – тетродотоксин. Калиевый канал – тетраэтиламмоний.
Пора - молекулярное динамическое образование. Образована транспортным ферментом, который способен в 200 раз ускорить диффузию.
Воротный механизм – на внутренней стороне мембране, это белок, способный к конформации (изменение пространственной конфигурации молекул)
Ионные каналы мембраны – Белковые трубочки разного диаметра заполненные жидкостью проходящие мембрану насквозь
Сенсор напряжения – белковая молекула в самой мембране, способна реагировать на изменение мембранного потенциала.
Селективный фильтр – определяет однонаправленное движение ионов через пору и ее избирательную проницаемость.
Пассивный перенос веществ через мембраны проходит без затрат энергии при наличии градиентов (разницы концентраций веществ, разности электрохимического градиента, при наличие градиента давления и осмотического градиента). При этом пассивный транспорт осуществляется с помощью:
- диффузии.
- фильтрация. Осуществляется при наличии разности гидростатического давления.
- осмос. При осмосе происходит движение растворителя. То есть вода из чистого раствора будет переходить в раствор с большей концентрацией.
Во всех этих случаях не происходит затраты энергии. Вещества идут через поры, которые имеются в мембране.
В мембране существуют поры с медленной проводимостью, но таких пор в мембране не много. Большинство каналов в мембране имеет в своем строении еще воротный механизм, который перекрывает канал. Эти каналы могут управляться двумя способами: реагировать на изменение заряда (электровозбудимые или потенциалозависимые каналы). В другом случае ворота в канале открываются, когда присоединяется химическое вещество (хемовозбудимые или лигандозависимые).
Активный перенос веществ через мембрану связан с переносом веществ против градиента.
Для активного транспорта используются интегральные белки, которые обладают ферментативными функциями. В качестве энергии используется АТФ. Интегральные белки имеют специальные механизмы (белок), которые активизируется либо при повышении концентрации вещества снаружи клетки, или при понижении внутри.
Наиболее важный процесс активного транспорта - это работа Na/K-насоса, существующего практически во всех клетках; насос выкачивает ионы натрия из клетки, одновременно накачивая ионы калия внутрь клетки. Таким образом обеспечивается низкая внутриклеточная концентрация ионов натрия и высокая-калия (табл. 1.1). Градиент концентрации ионов натрия на мембране имеет специфические функции, связанные с передачей информации в виде электрических импульсов, а также с поддержанием других активных транспортных механизмов и регулирования объема клетки (см. ниже). Поэтому неудивительно, что более 1/3 энергии, потребляемой клеткой, расходуется на Na/К-насос, а в некоторых наиболее активных клетках на его работу расходуется до 70% энерги
насос—кальциевый; это насос откачивает ионы кальция (Са2+) из клетки и участвует в поддержании их внутриклеточной концентрации на крайне низком уровне (табл. 1.1). Кальциевый насос присутствует с очень высокой плотностью в саркоплазматическом рети-кулуме мышечных клеток, которые накапливают ионы кальция в результате расщепления молекул АТФ.
Ионные каналы — порообразующие белки (одиночные либо целые комплексы), поддерживающие разницу потенциалов, которая существует между внешней и внутренней сторонами клеточной мембраны всех живых клеток. Относятся к транспортным белкам. С их помощью ионы перемещаются согласно их электрохимическим градиентам сквозь мембрану. Такие комплексы представляют собой набор идентичных или гомологичных протеинов, плотно упакованных в липидном бислое мембраны вокруг водной поры. Каналы расположены в клеточной и некоторых внутренних мембранах клетки.
Через ионные каналы проходят ионы Na+ (натрия), K+ (калия), Cl- (хлора) и Ca++ (кальция). Из-за открывания и закрывания ионных каналов меняется концентрация ионов по разные стороны мембраны и происходит сдвиг мембранного потенциала.
Виды ионных каналов:
Дата: 2019-02-25, просмотров: 314.