Шпаргалки по медицині

Перше правило Гальвані

У нейрофізіології довгий час стояло питання про природу нервового імпульсу і його розповсюдження.

Гальвані, вивчаючи грозові розряди, використовував нервово-м'язовий препарат жаби. Підвісити його на мідному гачку на огорожі балкона, Гальвані зауважив, що коли лапки жаби стосувалися залізної огорожі, відбувалося м'язову скорочення. На підставі цього Гальвані робить висновок, який полягає в тому, що в біологічному об'єкті існує електричний сигнал. Але вольт спростував це, довівши, що електричний сигнал в результаті взаємодії різнойменних металів (міді і заліза) і електричний сигнал викликає скорочення нервово-м'язового препарату. Це і є перше правило, яке доводить, що при дії електричного сигналу або стимулу відбувається порушення біологічного об'єкта і скорочення м'язів.

Друге правило Гальвані

Намагаючись довести можливість виникнення електричного імпульсу в біологічному об'єкті, Гальвані проробив 2-й досвід. Він брав м'язовий препарат, ушкоджував м'яз і накидав нерв на пошкоджену ділянку. При цьому м'яз скорочувалася. Таким чином, Гальвані довів, що електричний імпульс може виникати в біологічному об'єкті.

Правило Матіуччі

Матіуччі довів, що імпульс може переходити з одного об'єкту на іншій. Він узяв дві м'язових препарату і накинув нерв одного препарату на м'яз іншого. Подразнюючи вільний нерв, він зауважив, що при цьому скорочувалася м'яз і перші, і другі препарату. На підставі цього було приведено доказ.

Мембранний потенціал (потенціал спокою)

За допомогою електрофізіологічних досліджень було доведено, що всередині і зовні клітинна мембрана заряджена різнойменної. Так, встановлено, що в стані фізіологічного спокою, на зовнішній поверхні мембрани є позитивний заряд, а на внутрішній поверхні - негативний. Природу цього явища пояснили Бернштейн і Чаговець. Вони довели, що різнойменної зарядів визначається різною концентрацією іонів натрію, калію, хлору всередині і за межами клітини. Всередині клітини в 30-50 разів вище концентрація іонів калію, в 8-10 разів нижче концентрація іонів натрію і в 50 разів менше іонів хлору. Згідно законами фізики, якби жива система не регулювалася, то концентрація цих іонів зрівнялася б з обох сторін мембрани і мембранний потенціал б зникав. Але цього не відбувається, тому що мембрана клітини - це активна транспортна система. У мембрані є спеціальні канали для того чи іншого іона, кожен канал специфічний і транспорт іонів всередині і за межі клітини є в значною мірою активним. У стані відносного фізіологічного спокою натрієві канали закриті, а калієві і хлорні - відкриті. Це призводить до того, що калій виходить з клітини, а хлор заходить у клітку, в Внаслідок цього збільшується кількість позитивних зарядів на поверхні клітини і зменшується кількість зарядів всередині клітини. Таким чином, на поверхні клітини зберігається позитивний заряд, а всередині - негативний. Такий розподіл електронних зарядів забезпечує збереження мембранного потенціалу.

Потенціал дії

При нанесенні подразнення відбувається деполяризація мембрани, тобто зовнішня сторона мембрани заряджена позитивно, а внутрішня -- негативно. Такий розподіл зарядів, в порівнянні з потенціалом спокою, зумовлено перерозподілом іонів натрію, калію, хлору. При деполяризації натрієві та калієві канали відкриті, і ці катіони спрямовуються за градієнтом концентрації, тобто натрій переміщується в середину клітини, а калій - назовні, однак вхід катіонів натрію в клітину у багато разів перевищує вихід катіонів натрію з клітини. Це призводить до того, що на внутрішній поверхні мембрани накопичуються позитивні заряди, а на зовнішній - негативні заряди. Таке перерозподіл зарядів називається деполяризації.

У цьому стані клітинна мембрана існує недовго (0,1-5 м.с.). Для того, щоб клітина знову стала здатною до порушення, її мембрана повинна реполярізіроваться, тобто повернутися до стану потенціалу спокою. Для повернення клітини до мембранному потенціалу, необхідно «відкачати» катіони натрію і калію проти градієнту концентрації. Для виконання такої роботи необхідна енергія, яка концентрується в АТФ. Таку роботу виконує натрієво-калівий насос. Переміщення іонів натрію і калію забезпечується спеціальними ферментами, які активуються за допомогою енергії АТФ (мал.). Фермент х здатний до катіоном калію, калію при цьому утворює комплекс Kx, який розпадається і «просуває» катіони калію всередину клітини. Фермент x знову активується, при цьому змінюється його конформація (структура) і він набуває спорідненість з іоном натрію. Пов'язана з іоном натрію, фермент «виштовхується» за межі клітини, таким чином, натрієво-калівий насос відновлює початковий стан концентрації катіонів натрію і калію, тобто відновлюється мембранний потенціал.

Будова клітинної мембрани

Клітинна мембрана - складна функціональна система. Вона забезпечує зв'язок клітини з позаклітинним простором. Через мембрану клітина отримує координовані сигнали, що призводить до перебудови внутрішньоклітинного метаболізму, відповідно прийшов сигналу. В даний час думають про рідинно-мозолисте будові мембрани клітини, відповідно до цієї думки, клітина складається з 2-х шарів ліпідних молекул, які орієнтовані в просторі; у гідрофільних структур молекули направлені всередину клітки і назовні, тобто там, де є вода; в гідрофобних структурах, молекули розташовані всередині клітинної мембрани. Крім того, в товщі ліпідного шару є білкові молекули, які наче айсберги плавають у ліпідному шарі. Білкові молекули утворюють ворітну систему каналів, що дозволяють активно регулювати надходження в клітину і з клітини іонів і органічних речовин; крім того, складні білки - глікопротеїни, що формують рецепторні структури на поверхні мембрани. Рецептори вловлюють біологічно активні речовини, що кодують інформацію і передають сигнал всередину клітини.

Якщо ділянка нервового або м'язового волокна піддати роздратування, то в цьому місці виникає збудження. Таке збудження обумовлено коливанням мембранного потенціалу - потенціалу дії. Він може бути або при внутрішньоклітинному або позаклітинної відведенні. Довгий час вважали, що потенціал дії - це короткий зникнення потенціалу спокою. Подальші дослідження показали, що потенціал дії є не тільки зникнення мембранного потенціалу, але і наступну деполяризацію мембрани.

На малюнку видно, що різниця між зовнішньою і внутрішньою сторонами мембрани дорівнює 85 МВт. При подразненні збудливого освіти, мембранний потенціал починає падати, це обумовлено тим, що катіони натрію починають заходити в клітку, а катіони калію - виходити з клітини. У результаті цих процесів виникає такий стан, коли величина позитивного та негативного зарядів врівноважуються з обох боків мембрани і мембранний потенціал стає дорівнює нулю.

Подальше надходження катіонів натрію в клітку призводить до деполяризації мембрани, і потенціал дії досягає якоїсь величини (пік на графіку). У цей момент виникає максимальне збудження. Після цього спрацьовує натрієво-калієвий насос і фаза графіка йде вниз. При цьому перерозподіл натрію і калію призводить до нульового значення різниці потенціалів. Надалі відбувається відновлення мембранного потенціалу до 85 Мвт. Висхідна фаза графіка називається фазою деполяризації, а спадна фаза графіка називається фазою реполяризації.

У точці Про спостерігається абсолютна рефрактерність тканин, тобто подразник будь-якої сили, нанесений на тканину, в цей період не викликає збудження. У фазу реполяризації настає поступове збільшення збудливості тканини, тобто подразник більшої сили може викликати додатковий пік збудження - ця фаза називається фазою відносної рефрактерності. Ділянка КВ називають овершутом.

Поріг подразнення

Для виникнення деполяризації і подальшого порушення подразник повинен мати певну величину. Мінімальна сила чинного подразника, здатного викликати збудження, називається порогом подразнення. Величина вище порогової називається сверхпороговой, а нижче порогової - підпорогової. Збудливі освіти підпорядковуються закону «все або нічого», це означає, що при нанесенні подразнення за силою, яка дорівнює порогової, виникає максимальне збудження. Роздратування нижче підпорогової сили не викликає роздратування.

Залежність сили подразнення від часу

Для характеристики сили діючого подразника від часу його дії, виводять криву, яка відображає, скільки часу повинен діяти пороговий або сверхпороговий подразник, щоб викликати збудження.

На графіку час дії подразника відкладають на осі абсцис, а силу чинного подразника - на осі ординат.

Дія подразника порогової сили викличе збудження тільки в тому випадку, якщо даний подразник буде діяти певний час.

Мінімальна сила струму або порушення, які повинні діяти на збудливі освіти, щоб викликати подразнення називається реобазой (обознач. ОС на графіку).

Мінімальний час, протягом якого має діяти подразник силою однієї реобази, щоб викликати збудження називається мінімальним корисним часом. (обознач. ОК на графіку).

Для практичного застосування закону сили часу вводиться поняття хроноксія - мінімальний час, протягом якого повинен діяти подразник, що дорівнює силі подвоєною реобази. (обознач. ОР на графіку).

Крутизна наростання сили подразника. Акомодація.

Величина порога роздратування залежить не тільки від тривалості чинного стимулу, а й від крутості наростання. При зменшенні крутизни наростання подразника нижче певної величини, збудження не виникає, до будь-якої сили ми не довели подразник. Це відбувається тому, що в місці нанесення подразника постійно підвищується поріг, і до якої б величини не довели подразник, збудження не виникає. Таке явище-пристосування збудливого освіти до повільно наростаючій силі подразника назив-ся акомодацією.

Різні збудливі освіти мають різну швидкість акомодації, тому чим вище швидкість акомодації, тим крутизна наростання подразника вище.

Цей же закон працює не тільки для електростимулятора, а й для інших (хімічних, механічних подразників/стимуляторів).

Полярний закон роздратування.

Це закон вперше був відкритий П.Ф. Флюгер. Він встановив, що постійний струм має полярним дією на збудливі тканину. Це виражається в тому, що в момент замикання ланцюга, збудження виникає тільки під катодом, а в момент розмикання - під анодом. Причому під анодом, при розмиканні ланцюга, збудження значно вище, ніж при замиканні під катодом. Це обумовлено тим, що позитивно заряджений електрод (анод) викликає гіперполяризацію мембрани, коли поверхні стосуються катода (негативно зарядженого), він викликає деполяризацію.

Закон «все, або нічого»

Згідно з цим законом, подразник підпорогової сили не викликає збудження (нічого); при пороговому роздратуванні, збудження приймає максимальну величину (все). Подальше збільшення сили подразника НЕ підсилює збудження.

Довгий час вважали, що цей закон є загальним принципом збудливою тканини. При цьому вважали, що «нічого» - це повна відсутність порушення, а «все», - це повний прояв збудливого освіти, тобто його здатність до збудження.

Однак, за допомогою мікроелектронних досліджень було доведено, що навіть при дії підпорогової подразника в збудливим освіту відбувається перерозподілу іонів між зовнішньою і внутрішньою поверхнями мембрани. Якщо за допомогою фармакологічного препарату підвищити проникність мембрани для іонів натрію або знизити проникність для іонів калію, то амплітуда потенціалів дії підвищується. Таким чином, можна зробити висновок, що цей закон має розглядатися лише, як правило, що характеризує особливості збудливого освіти.

Проведення збудження. Збудливість.

У деміелінізірованних і міелінезірованних волокнах збудження передається по-різному, це обумовлено анатомічними особливостями даних волокон. Міелінізірованние нервові волокна мають перехоплення Ранвей. Передача сигналів через такі волокна здійснюється за допомогою перехоплень Ранвей. Сигнал проскакує через міелінізірованние ділянки, і тим самим, проведення збудження по ним відбувається швидше, ніж у неміелінізірованних ділянках, повернення імпульсу назад неможливий, оскільки в попередньому перехоплення підвищується поріг подразнень.

Збудливість - це здатність Такна на подразнення або збудження і отже, виникненням потенціалу дії. Чим поріг роздратування вище, тим вище порушення, і навпаки.

Величина порога роздратування визначається співвідношенням двох величин: - величиною (потенціал спокою)

- величиною ЄК - тієї критичної величиною, до якої цей потенціал повинен бути доведений для виникнення потенціалу дії. Чим ближче до своєї критичної величини-ЄК, тим меншу силу повинен мати подразливої струм для того, щоб викликати потенціал дії.

Мінімальний зсув мінімального потенціалу спокою, необхідний для того, щоб досяг критичної величини, називається порогом деполяризації.

Лабільність нервової тканини

Поняття лабільності вперше було введено в фізіологію Введенським. Це поняття характеризує фізико-хімічні властивості збудливого освіти. Під лабільності розуміють здатність збудливого освіти засвоювати певну кількість імпульсів в одиницю часу. Наприклад: при стимуляції нервового волокна, з частотою 400 імпульсів в секунду, за нервового волокна буде проводитися кожен імпульс. При збільшенні стимуляції до 700 імпульсів в секунду, буде проводитися кожен другий імпульс. При ще більшій частоті (800 імпульсів), буде проводитися кожен третій імпульс. Однак при підвищеній частоті стимуляції лабільність нервової тканини може підвищитися і при частоті 700 імпульсів спочатку буде проводитися кожен другий, а потім кожен імпульс. Однак, підвищення лабільності НЕ безмежно, і через деякий час може знизитися провідність збудливого освіти.

При підготовці цієї роботи були використані матеріали з сайту http://www.studentu.ru