Geum.ru

Нейроны и глиальные клетки: общая характеристика, разнообразие, функции. Серое и белое вещество мозга (на примере спинного мозга)

Вид материалаДокументы

Содержание


Известны 2 типа рецепторов
Адренорецепторы (как
Сведем вместе все перечисленные препараты
Гормоны передней доли гипофиза.
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Билет 11.

1) 11-1. Постоянно открытые и электрочувствительные ионные каналы: сравнение свойств, разнообразие, функции в синапсах, нервных и мышечных клетках.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Сигнал по мембране нейрона передаётся в виде коротких электрических импульсов – потенциалов действия (ПД). Этот процесс можно сравнить с передачей информации с помощью включения и выключения фонарика (ПД= «вспышка света»).

Но для того, чтобы фонарик работал, нужна батарейка – источник электрической энергии. В случае нейрона таким источником является постоянный внутриклеточный заряд – потенциал покоя (ПП).
  • Потенциал покоя нейрона – его постоянный отрицательный заряд, равный в среднем –70 мВ. Измерить ПП можно с помощью тончайшей, особым образом вытянутой стеклянной трубочки-микроэлектрода. Его кончик имеет диаметр <1 мкм, что позволяет практически без повреждения мембрану клетки. Микроэлектрод (в т.ч. канал внутри кончика) заполнен раствором соли, проводящим электрический ток. Это позволяет оценить, сравнить заряд цитоплазмы нейрона с зарядом межклеточной среды.



  • Наличие ПП – результат жизнедеятельности нейрона, совместного функционирования всех биополимеров и органоидов клетки; погибший нейрон быстро теряет ПП. Первопричина ПП – разность концентраций ионов K+ и Na+ внутри и снаружи нейрона. Эту разность создаёт работа особого белка-насоса Na+-K+-АТФазы (Na+-K+-насоса).


Na+-K+-АТФаза обменивает находящиеся внутри клетки ионы Na+ на захваченные в межклеточной среде ионы K+, затрачивая значительное количество АТФ.


В основе этих процессов – открывание и закрывание электрочувствительных

Na+- и К+-каналов.

Эти каналы имеют створки, реагирующие на изменение заряда внутри

нейрона и открывающиеся, если этот заряд становится выше -50 мВ.


Если заряд внутри нейрона вновь ниже -50 мВ – створка закрывается, т.к. положительные заряды, расположенные на ней, притягиваются к отрицательно заряженным ионам цитоплазмы.

Положительные заряды створки – это заряды аминокислот, входящих в состав соответствующей молекулярной петли белка-канала.

Открытие электрочувствительного Na+-канала «разрешает» вход Na+ в клетку. Открытие электрочувствительного К+-канала «разрешает» выход К+ из клетки.

Na+-каналы открываются очень быстро после стимула и самопроизвольно закрываются примерно через 0.5 мс.

К+-каналы открываются медленно – в течение примерно 0.5 мс после стимула; закрываются они в большинстве своем к моменту снижения заряда нейрона до уровня ПП. Именно разная скорость открытия Na+-каналов и К+-каналов позволяет возникнуть сначала восходящей, а

затем – нисходящей фазе ПД.

(сначала ионы Na+ вносят в нейрон положительный заряд, а затем ионы К+ выносят его, возвращая клетку в исходное состояние). Для закрытия Na+-каналов на пике ПД служит дополнительная (внутриклеточная, инактивационная, И-) створка – h-ворота. Вторая створка (активационная, А-) – m-ворота.




Реполяризация: абсолютная рефрактерность (полная нечувствительность

к стимуляции из-за

закрытой h-створки


Гиперполяризация:относительная

рефрактерность

(пороговый стимул

>, чем обычно)


Поскольку К+-каналы начинают закрываться довольно поздно (вслед за проходом уровня -50 мВ), заряд нейрона после ПД нередко опускается

ниже ПП (следовая гиперполяризация, относит. рефрактерность).


Вершина ПД («овершут») – момент равенства токов натрия и калия; она не м.б. выше равновесного потенциала для натрия, который составляет 61.5 мВ при соотношении Na+out : Na+in = 10 : 1 (по уравнению Нернста).

 тетродотоксин –яд рыбы фугу (аминогруппа работает как «пробка» для Na+-канала)

ТЕА – тетраэтиламмоний: работает как «пробка» по отношению к К+-каналу.

В результате восходящая фаза ПД изменяется мало, нисходящая – затягивается до 50 и > мс (реполяризация происходит за счет постоянно открытых К+-каналов, которых примерно в 100 раз <, чем электрочувствительных); ТЭА вызывает глубокую потерю сознания.


Na+-K+-АТФаза постоянно откачивает из клетки избыток Na+ и возвращает назад K+. Без этого нейрон потерял бы ПП уже через несколько сотен ПД. Важно также, что чем > проникло в клетку Na+, тем активнее работает насос. Если ПД возник хотя бы в одной точке мембраны нейрона – он распространяется по всей мембране.

Причина: деполяризация в точке появления ПД играет роль запускающего (надпорогового, около 100 мВ) стимула по отношению к соседним точкам. Это сходно с «кругами на воде», а точнее – с горением бенгальского огня.

Скорость такого распространения низка и не превышает у человека 1-2 м/с (диаметр аксона 1-2 мкм). ДП от исходной точки распространяется во все стороны и, убегая по аксону, запускает выброс медиатора


 Открытие Na+-каналов «разрешает» вход Na+ в клетку; развивается волна деполяризации – «возбуждающий постсинаптический потенциал» (ВПСП).

 Открытие K+-каналов «разрешает» выход K+ из клетки; развивается волна гиперполяризации – «тормозный постсинаптический потенциал» (ТПСП).

  • Управление работой сердца.

С клетками-пейсмекерами («водители ритма») контактируют как симпатические, так и парасимпатические волокна, выделяя Ne и Ацх, они регулируют соотношение постоянно открытых Na+- и K+-каналов, управляет частотой сердцебиений. С «рабочими» клетками сердца контактируют только симпатические волокна; выделяя Ne, они увеличивают открывание Ca2+ каналов. В результате на фазе плато в мышечную клетку входит больше Ca2+, сокращение усиливается. Стимуляция симпатических нервов: частота разрядов пейсмекера растёт за счёт увеличения Na+- проводимости и снижения K+-проводимости.


!! Для возникновения потенциала покоя также необходимо существование в мембране нервных клеток открытых ионных каналов, в результате чего мембрана становится проницаемой для определенных ионов, получающих возможность свободно перемещаться между цитоплазмой и межклеточной средой. Ключевое значение для появления ПП имеют постоянно открытые (проточные) К+-каналы. Они представляют собой белковые молекулы, проход внутри которых специфически настроен на пропуск ионов К+.

!! Ионы, участвующие в генерации ПД, те же, что и в случае потенциала покоя — Na+ и К+. При развитии ПД натрий входит в нейрон, а калий выходит. Ионные каналы, через которые они движутся, относятся к отдельному классу — потенциал-зависимым (электрочувствительным) ионным каналам.

Запуск импульсной активности в нервной системе осуществляют два основных фактора.

 Первый из них — стимулы, действующие на чувствительные клетки сенсорных систем и изменяющие проницаемость их мембраны. Это приводит к развитию особых рецепторных потенциалов и в итоге — к генерации ПД.

 Второй фактор — выделение медиатора из пресинаптического окончания. Попав в синаптическую щель, медиатор воз-

воздействует на постсинаптическую мембрану, возбуждая или

тормозя следующий нейрон. Процессы подобного возбуждения или торможения связаны с деятельностью еще одного типа ионных каналов — лиганд-зависимых (хемочувствительных). Они находятся на мембране, непосредственно окружающей синаптический контакт. Обычно они закрыты. Их открывание происходит лишь при появлении медиатора, несущего сигнал химического вещества (отсюда термин «хемочувствительные»). Лиганд-зависимые каналы можно разделить на три основных класса: избирательно проницаемые по отношению к ионам Na+, ионам К+ и ионам С1~. Отрывание первых из них приведет к входу в клетку ионов Na+ и деполяризации нейрона (рис. 3.14, а), во время которой разность потенциалов на мембране оказывается приближенной к порогу запуска ПД. В этот момент меньший, чем обычно, стимул может вызвать реакцию нейрона, т. е. нервная клетка находится в относительно возбужденном состоянии. В связи с этим локальная деполяризация мембраны под действием медиатора была названа возбуждающим постсинаптическим потенциалом (ВПСП). Медиаторы, вызывающие ВПСП, отнесены к группе возбуждающих медиаторов. Открывание хемочувствительных С1~-каналов приводит к входу в клетку ионов хлора; открывание К+-каналов — к выходу ионов калия.


Билет №11.

2) 11-2. Типы и подтипы рецепторов норадреналина (Ne). Агонисты и антагонисты рецепторов Ne: примеры, разнообразие эффектов, практическое применение.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

В 1901 г. из надпочечников было выделено сосудосуживающее и бронхорасширяющее вещество – «адреналин»; вскоре рас-шифровали его структуру и стали применять в клинике.

1906-1912 г. – под руководством Генри Дейла создано большое число производных адреналина, обладающих высокой «симпатикомиметической» активностью.

Долгое время предполагали, что именно адреналин передает сигналы в симпатической нервной системе. И лишь в 1937 г. показали: это сходное, но иное вещество – норадреналин.


НОРАДРЕНАЛИН (NE). Как и к ацетилхолину, к NЕ существует два основных типа рецепторов (альфа- и бета-адренорецепторы). К рецепторам Ацх агонисты и антагонисты создала сама природа, они издавна известны человечеству. В случае NЕ потрудиться пришлось химикам; избирательные альфа-агонисты и антагонисты, а также бета-агонисты и антагонисты стали появляться лишь после 1948 г.


Норадреналин – образуется в результате цепи химических ре-акций из пищевой аминокислоты тирозина; характерный элемент структуры – ароматическое (бензольное) кольцо.


Последовательность реакций:


1.Тирозин превращается в L-дофа (L-DOPA); фермент тирозин-гидроксилаза (ее актив-ность ограничивает скорость синтеза NE).

2.L-дофа дает дофамин (один из меди-аторов ЦНС).

3.Дофамин превращается в NЕ.

4.Из NЕ (норэпинефрина) в надпочечниках получается адреналин (эпинефрин).


Синтез – в пресинаптическом окончании, после чего NЕ переносится внутрь везикул и готов к экзоцитозу.


Появление ПД запускает вход Са2+ и выброс NЕ в синаптическую щель, после чего он действует на рецепторы как постсинаптической, так и пресинаптической мембраны.


  • Известны 2 типа рецепторов к NЕ: альфа- и бета-адренорецепторы (- и -). Они, в свою очередь, подразделяются на 1-, 2-, 1- и 2-подтипы. Аксоны NЕ-нейронов образуют множественные расширения – «варикозы», которые выполняют функцию пресинаптических окончаний. В головном мозге NЕ-нейроны расположены в голубом пятне (мост), но их аксоны широко ветвятся (в синапсах также - и -рецепторы).


Адренорецепторы (как -, так и -типов) метаботропные.

 1-подтип характерен для сердца, вызывает учащение и усиление сердечных сокращений (более активное образование цАМФ, открывание Na+-каналов и Са2+-каналов);

 


2-подтип характерен для мышечных клеток бронхов, вызывает их расслабление и расширение бронхов (активация синтеза цАМФ, но закрывание Са2+-каналов, открывание К+-каналов).

 1-подтип характерен для гладких мышечных клеток, расши-ряющих зрачок, для стенок сосудов и сфинктеров ЖКТ (увелич. тонуса за счет открывания дополнительных Са2+-каналов);

 2-подтип характерен для пресинаптических окончаний, оказывает тормозящее действие на Са2+-каналы, что снижает экзоцитоз медиаторов (самого NЕ и, например, Ацх в случае конкуренции симпатич. и парасимпатич. влияний).
  • Агонисты и антагонисты рецепторов Ne:


Оба подтипа -рецепторов кодируются одним геном, и превращение в конкретный подтип происходит уже после синтеза белка.

Исходно подтипы не разделяли, поскольку были обнаружены общие агонисты и антагонисты: все -рецепторы активирует изадрин и тормозит пропранолол.

Позже были открыты более избирательные агонисты и антагонисты.

Большое практическое значение имеет избирательный 1-антагонист атенолол (используется при гипертонии) и избирательный 2-агонист сальбутамол (расширение бронхов при астме).

Исходно -подтипы также не разделяли, поскольку были обнаружены общие агонисты и антагонисты: все -рецепторы активирует нафтизин и тормозит фентоламин. Большое практическое значение имеют -агонисты, сужающие сосуды носовой полости при насморке (нафтизин, галазолин), и избирательный 2-аго-нист клофелин (снижение активности сосудодвигательного центра продолговатого мозга и моста).


Сведем вместе все перечисленные препараты:



-агонисты: нафтизин, галазолин (при насморке)

 2-агонист: клофелин (при гипертонии)

 -антагонист: фентоламин (расширяет сосуды и снижает артериальное давление)



-агонист: изадрин (каодиостимулятор)



-антагонист: пропранолол (при гипертонии)



1-антагонист: атенолол (при гипертонии)



2-агонист: сальбутамол (при астме)


NE: действует на -рец. активнее, чем на -рец.

адреналин: действует на  активнее, чем на .




природный (+)-агонист: эфедрин (токсин голосеменного кустарника эфедры; пример того, что вещества природного происхождения часто дают много побочных эффектов); наркотико-подобное действие.

  • Практическое применение


При насморке (как инфекционном, так и аллергическом) используют -агонисты: нафтизин, галазолин и т.п. Эти вещества (как и тормозящие воспаление антигистаминные препараты) не лечат заболевание, а лишь ослабляют симптомы.

Постоянное использование -агонистов

может вести к нарушению кровоснабжения слизистой носа, повреждению обонятельных рецепторов и др. Эти препараты не подходят для ежедневного применения. При нанесении на слизистую носа они сужают сосуды, прекращая насморк

Астма: чаще всего имеет аллергическую или аутоиммунную природу; развивается воспаление и отёк стенок бронхов и бронхиол; затруднено дыхание. Для расширения бронхов используют

2-агонисты (сальбутамол).Но это лишь снятие симптомов; для настоящего лечения нужно выявить причину астмы (например, аллерген).

 Органами, содержащим только бета-адренорецепторы, являются сердечная мышца и гладкие мышцы бронхов: норадреналин и изадрин стимулируют деятельность сердца и расширяют бронхи (последний эффект используется для ослабления приступов бронхиальной астмы). С другой стороны, пропранолол является эффективным средством для лечения заболеваний, связанных с нарушениями сердечного ритма и гипертонической болезнью.

 алкалоид небольшого голосеменного кустарника эфедры, который действует как смешанный агонист альфа- и бета-адренорецепторов. В клинике он используется для повышения артериального давления, расширения бронхов, расширения зрачков, при насморке. При передозировке проявляются центральные эффекты эфедрина — нервное возбуждение,

бессонница, дрожание конечностей; в токсических дозах — судороги. Длительное применение эфедрина может вызвать привыкание. Обнаружено также, что симптомы коклюша и холеры раз-

развиваются через периферические адренорецепторы: токсины, вырабатываемые соответствующими микроорганизмами, выключают расслабляющее действие симпатической нервной системы на гладкую мускулатуру бронхов и кишечника. При этом непосредственной «мишенью» токсинов являются связанные с адренорецепторами G-белки и система синтеза вторичных посредников.


NE влияет на нейроны ЦНС через α- и β-рецепторы, постсинаптические и пресинаптические (α2-рецепторы).

Основные эффекты NE можно определить как «психическое сопровождение стресса»:

- общая активация деятельности мозга (торможение центров сна, бессонница);

- увеличение двигательной активности («не сидится на месте»);

- снижение болевой чувствительности (стресс-вызванная анальгезия);

- улучшение обучения, запоминания (на фоне умеренного стресса; «учимся избегать опасности»);

- положительные эмоции при стрессе (азарт, «чувство победы», «экстрим»).

Положительные эмоции, связанные с выделением NE и адреналина: спорт, экстремальный спорт,

игромания (казино, компьютерные игры).

Зависимость от NE – реальная проблема; игромании лечат в тех же клиниках, теми же методами, что и наркомании.

Наркотическими свойствами обладает эфедрин, а клофелин может вызвать глубокий обморок.


Билет №11.

3) 11-3. Тропные гормоны гипофиза: регуляция выделения, общая характеристика, функции, конкретные примеры. Влияние тропных гормонов на работу ЦНС.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Гипофиз – от греч гипофизис – отросток – нижний мозговой придаток. Железа внутренней секреции позвоночных, примыкающая к нижней части гипоталамуса. Большинство гормонов гипофиза регулируют работу других желез внутренней секреции. Гипофиз состоит из передней, средней и задней долей. Передняя доля выделяет соматотропный, гонадотропный, тиреотропный и адренокортикотропный гормоны. Средняя доля выделяет гормон, влияющий на пигментацию кожи. Задняя доля гипофиза секретирует вазопрессин и окситоцин. Вместе с гипоталамусом гипофиз образует гипоталамо-гипофизарную систему.


 Большинство гормонов гипоталамуса и гипофиза – белковые и пептидные молекулы. В гипоталамусе они синтезируются в телах нейросекреторных клеток (вырезаются из белков-предшественников), загружаются в везикулы и переносятся по аксонам к месту экзоцитоза.

Здесь гормоны выделяются в межклеточную среду с наружной стороны покровных клеток стенки капилляров, путем диффузии попадают в кровь и с кровью доставляются к клеткам-мишеням.


 Эти ядра содержат нейроэндокринные клетки, аксоны которых идут в заднюю долю гипофиза и здесь выбрасывают гормоны в кровь. Другие нейроны, расположенные в основном в средней части гипоталамуса («серый бугор») выделяют в сосудистое сплетение гормоны, регулирующие работу передней доли гипофиза.


 Действие гормонов на клетки-мишени развивается обычно теми же путями, что и в случае медиаторов: гормон действует на специфические рецепторы, запуская (через G-белки) синтез вторичных посредников, которые влияют на активность белков-насосов, ферментов, включают и выключают гены (на уровне ДНК) и т.д.

 В ряде случаев гормон действует на клетки другой эндокринной железы, управляя ее активностью («тропные гормоны», характерны для передней доли гипофиза).

  • Гормоны передней доли гипофиза. Их существенно больше; это уже знакомые нам пролактин и опиоидные пептиды (эндорфины; регуляция уровня болевой чувствительности).

Кроме того, в передняя доля гипофиза вырабатывает тропные гормоны:

 тиреотропный (тиреостимулирующий – TSН; влияет на щитовидную железу);

 адренокортикотропный (АСТН; влияет на кору надпочечников);

FSH и LH влияют на половые железы мужчин и женщин;

 гормон роста (соматотропный) – на рост тела, его общий размер.

Выброс каждого из гормонов передней доли гипофиза регулируется гормонами гипоталамуса («рилизинг»-факторы), которые могут активировать секрецию гипофиза (либерины) либо тормозить ее (статины). Так, дофамин является статином для пролактина и некоторых тропных гормонов.

Статины и либерины выделяются в кровь нейроэндокринными клетками серого бугра, измеряющими содержание в крови «конечного» гормона (тироксина, половых гормонов и др.).


Избыток конечного гормона ведет к выбросу статина и снижению секреции гипофизом тропного гормона.

Если конечного гормона в крови мало, то усиливается выброс соответствующего либерина (и тропного гормона).


Наличие таких отрицательных обратных связей позволяет поддерживать стабильное содержание в крови многих важнейших гормонов.

Начнем со щитовидной железы. Она выделяет йод-содержащие гормоны тироксины, усиливающие обмен веществ (образование энергии) во всех клетках организма, в т.ч. в мозге.

Выделение тироксинов (Т4 и Т3) усиливает тиреотропный гормон передней доли гипофиза (TSH).

Гипоталамус, измеряя концентрацию тироксинов в крови, усиливает выделение либо статина (его роль играет дофамин) либо либерина (тиролибе-рина, TRH; является также либерином пролактина).

Тиролиберин активирует выброс TSH.

Опасен как дефицит, так и избыток тироксинов в организме.

При дефиците (например, из-за нехватки йода в пище) – снижение обмена веществ, вялось, депрессии («микседема»); у новорожденных – оставание умственного развития.

При избытке – нервозность, бессонница, повышенный аппетит и худоба, гиперактивность симпатичес-кой НС, «выпученные» глаза.

Причиной в обоих случаях могут быть аутоиммунные нарушения.

Тиролиберин (трипептид Glu-His-Pro) значимо влияет на работу ЦНС.

Он «дополняет» действие тироксинов: увеличивает уровень бодрствования, оказывает антидепрессантное действие, усиливает работу дыхательного центра

(в клинике: введение недоношенным детям).

Соматотропный гормон (гормон роста – GH).

Как тропный гормон, активирует выделение печенью IGF-1 (иммуно-подобного фактора роста) и совместно с ним определяет рост скелета, мышц и конечный рост (размер тела) человека.

Гипоталамус оценивает концентрацию гормона роста и IGF-1, изменяя баланс между выделением соотвующих статина (соматостатина) и либерина (соматолиберина – GHRH = соматотропин-рилизинг фактор).

Нарушение работы этой системы ведет к карликовости; избыточная активность – к гигантизму.

Акромегалия – результат резкого увеличения продукции соматотроп-ного гормона в зрелом возрасте (лишь часть органов способна продолжать рост: гипертрофия сердца, хрящевых тканей и др.).

Соматотропный гормон (гормон роста - GH).

Как тропный гормон, активирует выделение печенью IGF-1 (иммуно-подобного фактора роста) и совместно с ним определяет рост скелета, мышц и конечный рост (размер тела) человека.

Гипоталамус измеряет концентрацию гормона роста и IGF-1, изменяя баланс между выделением соотвующих статина (соматостатина) и либерина (соматолиберина – GHRH = соматотропин-рилизинг фактор).

Нарушение работы этой системы ведет к карликовости; избыточная активность – к гигантизму.

Два следующих тропных гормона регулируют работу половых желез:

LH и FGH – лютеинизирующий и фолликулостимулирующий гормоны («гонадотропины»).

Несмотря на названия, в равной мере влияют на семенники мужчин и яичники женщин. Их функции:

 активация синтеза и выделения половых гормонов;

 стимуляция образования и созрева-ния половых клеток – сперматозои-дов и яйцеклеток (в пузырьках-фол-ликулах, далее следует овуляция).

Рилизинг-фактор гонадотропинов – пептид люлиберин (GnRH).

В ЦНС он активирует половое пове-дение, повышает эмоциональность, улучшает обучение.

Уровень люлиберина понижен, например, у девушек при нервн. анорексии и избы-точных физич. нагрузках (спорт, балет). Как следствие – прекращение цикла созревания яйцеклеток, м.б. депрессивные и психозо-подобные состояния.

Главными мужскими половыми гормонами являются тестостероны, тормозящие (ограничивающие) выделение люлиберина, LН и FSH.

Тестостероны активируют спермато-генез, у эмбриона – направляют развитие половой системы по мужскому типу; позже – определяют формирование мужских вторичных половых признаков.

В ЦНС тестостероны влияют на половое влечение (либидо), половое поведение, агрессивность.

Вторичные половые признаки: борода, склонность к облысению, усиленный рост волос на теле, низкий голос, более мощное развитие мышц, склонность к отложению запасов жира в области живота, слабое развитие молочных желез.

Главными женскими половыми гормонами являются прогестерон и эстрогены.

Прогестерон обеспечивает состояние готовности матки к беременности (содержание в крови максимально между овуляцией и менструацией).

Эстрогены «подталкивают» созрева-ние яйцеклеток, усиливают сокраще-ния яйцеводов и др. Они же опреде-ляют формирование женских вторич-ных половых признаков.

В ЦНС эстрогены влияют на половое влечение и половое поведение.

Вторичные половые признаки:

высокий голос, отсутствие бороды, склонность к отложению запасов жира в области бедер, развитие молочных желез и др.


Билет № 12.

1) 12-1. Нейроны-пейсмекеры, их свойства, функции, регуляция активности; участие в работе дыхательных и локомоторных центров. Клетки-пейсмекеры сердца.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Интересным вариантом генерации ПД являются пейсмекерные нейроны (клетки-пейсмекеры). Они обладают большой постоянной проницаемостью мембраны для ионов Na+. В результате у клеток-пейсмекеров не существует стабильного ПП. Разность потенциалов на их мембране постоянно стремится вверх. Когда она достигает порогового значения, происходит запуск ПД.

После ПД заряд внутри клетки оказывается на довольно низком уровне, ПП вновь растет и запускается следующий ПД, в целом же наблюдается ритмический рисунок разрядов. Рост заряда 1 внутри клетки, связанный с большим током утечки Na+, приводит к периодической самопроизвольной генерации потенциалов действия. Нейроны-пейсмекеры находятся в дыхательном центре продолговатого мозга, сходные же свойства имеют клетки центра сердечного автоматизма

Нейроны-пейсмекеры (водители ритма): у некоторых клеток так много постоянно открытых Na+-каналов, что заряд цитоплазмы не способен удерживаться на стабильном уровне и медленно смещается вверх (деполяризация).


При достижении порога запуска ПД происходит генерация импульса, после заряд нейрона отбрасывается к «минимуму» (около -60 мВ и даже ниже). Затем вновь начинается деполяризация, запуск ПД и т.д. В ЦНС человека такими свойствами обладают нейроны дыхательного

центра. Пейсмекерами являются и клетки – водители сердечного ритма. Чем больше постоянно открытых Na+-каналов, тем чаще следуют ПД. Регуляция частоты разрядов идет также за счет открывания особых типов К+-каналов, реагирующих на гормоны, медиаторы и др. Чем > таких каналов открыто, ниже «минимум» и реже частота ПД.

 у пейсмекеров сердца нет фазы плато, ПД гораздо более короткий;

суммарный ПД всех клеток сердца – электрокардиограмма (ЭКГ);

распространение ПД по сердцу – за счет электрических синапсов.

Основное скопление клеток-пейсмекеров сердца – в верхней части правого предсердия («водитель сердечного ритма»). Отсюда ПД распространяется сначала по предсердиям, потом по желудочкам. Пейсмекеры сердца – видоизмененные мышечные клетки.

 Дыхательные нейроны, активность которых вызывает инспира­цию (вдох) или экспирацию (выдох), называются соответственно инспираторными и экспираторными  нейронами.  Инспираторные и экспираторные нейроны иннервируют дыхательные мышцы.

Среди нейронов вдоха ключевую роль играют клетки-пейсмекеры, находящиеся в ядрах нижней части ромбовидной ямки.

Врождённо обусловленная частота их активации у человека : примерно 1 волна в 5 сек (12 раз в минуту = частота дыхания во сне).

От клеток-пейсмекеров (генераторов ритма)( Интересным вариантом генерации ПД являются пейсмекерные нейроны (клетки-пейсмекеры). Они обладают большой по-

постоянной проницаемостью мембраны для ионов Na+. В резуль-

результате у клеток-пейсмекеров не существует стабильного ПП. Раз-

Разность потенциалов на их мембране постоянно стремится вверх.

Когда она достигает порогового значения, происходит запуск

ПД. ) ПД передаются к другим дыхательным нейронам и мотонейронам шейных и грудных сегментов спинного мозга, запускающим сокращение диафрагмы и межрёберных мышц.


Вдох приводит к постепенному растяжению лёгких и стенок грудной клетки. Растяжение активирует особые механорецепторы (отростки чувствительных нервных клеток, входящие в состав X нерва), передающие сигнал в продолговатый мозг и мост. Этот сигнал тормозит инспираторные и включает экспираторные нейроны (вдох сменяется выдохом). После выдоха возникает пауза (до нового включения пейсмекеров). На частоту работы пейсмекеров (долю постоянно открытых Na+-каналов) влияют сигналы от хеморецепторов и ствола мозга.

Хеморецепторы: концентрация O2 и CO2 в крови; влияния ствола: эмоции (голубое пятно), температура (гипоталамус), центры бодрствования, боль, стресс и др. Возможен, кроме того, произвольный контроль дыхания.

Ещё о дыхательных центрах:

 инспираторные нейроны – это не только пейсмекеры, но и клетки, «зацикливающие» ПД по замкнутому контуру, что даёт возможность оказывать на мотонейроны стабильное активирующее действие;

 хеморецепторы CO2 (и H+) представляют собой нейроны на дне ромбовидной ямки; активируются в основном при физической нагрузке;

 хеморецепторы O2 расположены в каротидном синусе (область разветвления на наружную и внутреннюю сонные артерии); важны, например, при подъёме в горы (на высоте 5км воздуха в 2 раза меньше);

 пробуждение приводит к активации пейсмекеров центрами бодрствования, и частота дыхания растёт до 16-18 в мин; при эмоциях и физической нагрузке – до 30-40 в мин.


2) 12-2. Глутаминовая кислота (ГлК) и формирование памяти: пути модификации ГлК-синапсов (роль NMDA-рецепторов, фосфорилирование и синтез новых рецепторов).

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------