A neuromuszkuláris szinapszis élettana
A Synapse (görög szinapszis-kapcsolat) egy speciális struktúra, amely jelátvitelt biztosít sejtről sejtre. A szinapszis során számos farmakológiai hatóanyag jön létre.
Strukturálisan működőképes szervezet. Minden szinapszis elő- és posztszinaptikus membránnal és szinaptikus hasítással rendelkezik (17. ábra).
Ábra. 17. Vázizmok neuromuszkuláris szinapszise: 1 - axon ág; 2 - az axon preszinaptikus vége; 3 - mitokondriumok; 4 - acetilkolin tartalmú szinaptikus vezikulák; 5 - szinaptikus hasítás; 6 - a mediátor molekulái a szinaptikus hasadékban; 7 - izomszálas posztszinaptikus membrán N-kolin receptorokkal
A neuromuszkuláris szinapszis preszinaptikus membránja a motor neuron axon preszinaptikus végének membránja. Ezáltal a közvetítő (latin közvetítő - mediátor) kilökődése (egzocitózis) a szinaptikus hasadékba kerül. Az acetilkolin a mediátor a neuromuszkuláris szinapszisban. A mediátor preszinaptikus végeket a szinaptikus vezikulumok (vezikulumok) tartalmazzák, amelyek átmérője körülbelül 40 nm. A Golgi-komplexumban alakulnak ki, gyors axonszállítással a preszinaptikus végződésbe kerülnek, ahol közvetítővel és ATP-vel töltik őket. A preszinaptikus végződés több ezer vesikulumot tartalmaz, amelyek mindegyike 1 000-10 000 molekulát tartalmaz.
Posztszinaptikus membránban (véglemez a neuromuszkuláris szinapszis) - része a sejtmembrán beidegzett izomsejt tartalmazó receptorok kötésére képes acetilkolin molekula. A különlegessége a membrán: több kis redők, növelve annak terület és a receptorok számának erről 10-20 millió per egy szinapszis.
Szinaptikus résben a neuromuszkuláris szinapszisokban átlagos szélessége 50 nm. Ez magában foglalja az intercelluláris folyadék, mukopoliszacharid acetilkolinészteráz és sűrű anyag formájában csíkok, a hidak együttesen alkotó alapmembrán, összekötő pre- és posztszinaptikus membránokra.
A szinaptikus átvitel mechanizmusa három fő szakaszból áll (18. ábra).
Az első szakasz a mediátor bejutásának folyamata a szinaptikus hasadékba, amelyet a preszinaptikus végpontok váltanak ki. A membránjának depolarizálása potenciálisan szabályozott Ca csatornák felfedezéséhez vezet. A Ca 2+ az elektrokémiai gradiens szerint az idegvégződésekbe kerül. A preszinaptikus végződésben a mediátor egy része a preszinaptikus membránon belülről van elhelyezve. Ca 2+ aktiválja ekzotsitozny berendezés presinapsa képviselő egy sor fehérjék (szinapszin, spectrin et al.), A preszinaptikus terminál, aktiválása amely az acetilkolin felszabadulását által exocitózis a szinaptikus résbe. A preszinaptikus terminálból felszabaduló acetil-kolin mennyisége arányos a negyedik fokkal a bejutott Ca 2+ mennyiségével. A neuromuszkuláris szinapszis preszinaptikus végétől egy PD-nél a mediátor 200-300 kvantumát (vezikulumok) kiürítik.
A második szakasz az acetilkolin 0,1-0,2 ms-os diffúziója a posztszinaptikus membránon és annak N-kolinerg receptorokra gyakorolt hatása (szintén nicotinnal stimulálva, ezért kapták a nevüket). Az acetilkolin eltávolítása a szinaptikus hasadékból a szinaptikus hasadék bazális membránjában található acetilkolinészteráz hatására, tizedmillió másodperc alatt megsemmisül. A kolin mintegy 60% -át visszafogja a preszinaptikus végződés, ami gazdaságosabbá teszi a mediátor szintézisét, az acetilkolin egy része diszpergálódik. A PD között a preszinaptikus végtől a spontán 1-től 2-ig terjedő kvantum spontán felszabadulása a szinaptikus hasadékba 1 másodpercig történik, ami az úgynevezett miniatűr potenciálokat (0,4-0,8 mV) képezi. Támogatják a beágyazódott sejtek magas funkcionalitását a funkcionális nyugalmi állapotban és trófikus szerepet töltenek be, és a központi idegrendszerben - hozzájárulnak központjainak hangneme fenntartásához.
Harmadik szakasz - acetilkolin képletű vegyületekből N-acetil-kolin-receptorok a posztszinaptikus membrán, ami a nyitott ioncsatornákat és 1 ms, mivel a túlsúlya N + behatolását a sejtbe, akkor fordul elő postsinaptichedkoy depolarizáció (véglemez). Ez a depolarizáció a neuromuszkuláris szinapszisokban nevezett véglemez potenciál (PEP) (ábra. 19).
A jellemzője a neuromuszkuláris szinapszis vázizom rostok az, hogy ha egyetlen aktiválási a központ van kialakítva nagy amplitúdójú (30-40 mV), egy elektromos mező, amely létrehozását eredményezi AP membránján izomrostok közel a szinapszis. A nagy amplitúdója a központ annak a ténynek köszönhető, hogy az idegvégződésekben vannak osztva több ága, amelyek mindegyike bocsát ki mediátor.
Ábra. 19. A véglap potenciálja (Schmidt, 1985): KP - kritikus potenciál; PD - az akciós potenciál; A - normál izomba jutó PKP; B - gyengített PEP a gyógyító izomban; A nyilak jelzik az inger pillanatát
A kémiai szinapszisokban a gerjesztés jellemzői. Az egyirányú gerjesztés az idegrostból az idegi vagy effektor sejtbe, mivel a preszinaptikus végződés csak az idegimpulzusra érzékeny, és a posztszinaptikus membrán a közvetítőhöz tartozik.
Szigeteletlen - számos lokális posztszinaptikus membrán gerjesztése összefoglalva.
Synaptic átviteli késleltetés a jel egy másik cella (a neuromuszkuláris szinapszis 0,5-1,0 ms), amely kapcsolatban van a neurotranszmitter felszabadulásának a idegvégződés történő diffúziója a posztszinaptikus membrán és a előfordulása posztszinaptikus potenciálok okozhat PD.
A kémiai szinapszisokban a gerjesztés csökkenése (csillapítása), mivel a mediátor nem elegendő a preszinaptikus végződésekből a szinaptikus szakadékokba.
Az alacsony lágyitás (a neuromuszkuláris szinapszisban 100 Hz), ami 4-8-szor alacsonyabb, mint az idegrost képessége. Ez szinaptikus késleltetésnek tudható be.
A neuromuszkuláris szinapszis vezetése (valamint a központi idegrendszer kémiai szinapszisei) gátolják, vagy fordítva, különféle anyagok stimulálják.
Pl, kuráre és Curariform anyag (diplatsin, tubokurarin) reverzibilisen kötődnek az N-acetil-kolin-receptorok a posztszinaptikus membrán, blokkolják az acetilkolin hatását rajta, és helyezzük a szinapszis. Éppen ellenkezőleg, bizonyos farmakológiai hatóanyagok, mint például a neosztigmin-metilszulfát, gátolják a acetilkolinészteráz, segít mérsékelt a felhalmozódása a acetilkolin és megkönnyítése a szinaptikus átvitel, amely alkalmazható az orvosi gyakorlatban.
Fáradtság (szinaptikus depresszió) - a vezetőképesség csökkenése a szinapszis hosszú távú működése során a gerjesztés teljes blokkolásáig (fő oka a mediátor kimerülése a preszinaptikus végződésben).
Kérdések az önkontrollhoz
1. Mi az a mechanizmus, amely a gerjesztés terjedését idegrostok mentén végzi? Milyen szerepet játszik a Ranvier beavatkozása a mielinált idegrost stimuláció végrehajtásában?
2. Mi az az előnye, hogy a gerjesztés gerás (sólyagos) terjedése a folyamatos vezetőképességgel szemben a szálmembrán mentén van?
3. Mi az izolált gerjesztés fiziológiai jelentősége az idegrostokon keresztül?
4. Milyen idegrostok (afferens vagy efferens, vegetatív vagy szomatikus) az A csoporthoz tartoznak? Mekkora a gerjesztés mértéke?
5. Milyen idegrostok (afferens vagy efferens, vegetatív vagy szomatikus) a B csoporthoz tartoznak? Mennyi a sebességük?
6. Milyen idegrostok (afferens vagy efferens, vegetatív vagy szomatikus) a C csoporthoz tartoznak? Mekkora a gerjesztés mértéke?
7. Sorolja fel a neuromuszkuláris szinapszis (vázizmok) szerkezetét. Mi az úgynevezett véglap?
8. Sorolja fel azokat a folyamatokat, amelyek a mediátor elengedését eredményezik a preszinaptikus membránból a szinaptikus hasadékba a szinapszis gerjesztése során.
9. Van-e a véglemez potenciálja a helyi potenciálnak vagy a gerjesztésnek?
10.Mi a zárólemez miniatűr potenciálja, mi az előfordulásuk mechanizmusa?
11. Mi a nómusz trofikus hatása az izomra a neuromuszkuláris szinapszison keresztül?
12. Milyen anyagok közvetítenek a sima és csíkos izomzat neuromuszkuláris szinapszisában?
13. Mi az érzékelő receptor?
14. Milyen két érzékszervi receptort osztanak meg az alkalmazkodás sebességével? Melyek azok a receptorok, amelyek mindegyikükre vonatkoznak?
15. Mit értünk az elsődleges és a másodlagos receptorokon?
16. Sorolja fel a receptorok fő tulajdonságait.
17. Mi nevezik receptor adaptációnak? Hogyan változik meg az impulzusok gyakorisága az afferens idegrostban, amikor a receptor adaptálódik?
18. Adja meg a helyi potenciálokat, amelyek az elsődleges és másodlagos receptorok gerjesztésében merülnek fel.
19. Receptor potenciál, hol jelenik meg, mi a jelentősége?
20.Hogy jelentkezik, milyen jelentőségű?
21. Hol jelenik meg az akció potenciálja, amikor az elsődleges érzékelő receptor izgatott?
22. Hol jelenik meg a cselekvés lehetősége a másodlagos szenzoros receptor izgatásakor?
1.3.1. A vázizmok szerkezeti és funkcionális jellemzői
Az izmok keresztmetszetesen elválasztottak (csontváz és szív) és sima (edények és belső szervek, a szív kivételével).
A vázizmok izomrostokból állnak. strukturálisan és funkcionálisan egymástól elkülönítve, amelyek hosszúkás multinukleáris sejtek. A szálvastagság 10-100 μm, és hosszúsága néhány millimétertől néhány centiméterig terjed. Az izomrostok száma, amelyet a postnatalis ontogenezis negyedik-ötödik hónapjának állandójával állapítanak meg, nem változik; Korral csak hosszuk és átmérőjük változik (növeli).
Funkciója a fő szerkezeti elemek. Jellemzői a fő elemei az izomrostok. A sejtmembrán az izomrostok (sarcolemma) kiterjesztése mély süllyesztékekbe számos keresztirányú (T-tubulus), amelyek kölcsönhatása szarkoplazmatikus retikululom (PRL) (ábra. 20).
Ábra. 20. A kapcsolat a sejtmembrán (1), keresztirányú cső (2), az oldalsó tartályok (3) és a hosszirányú csövek (4) sarkoplpzmaticheskaogo retikulum kontraktilis fehérjék (5): A - a nyugalmi állapotban; B - miközben csökkenti az izomrostok; pontok jelzik Ca 2+ ionok
SPR egy olyan rendszer egymással kapcsolatban és abból kinyúló a tartály hosszirányában a csőszerű között elhelyezett miofibrillumok. A terminál (terminál) szomszédos a PRL tartály T tubulusok, alkotó úgynevezett triáddal. A tartályok tartalmaznak Ca 2+. fontos szerepet játszik az izom-összehúzódás. A szarkoplazma intracelluláris elemek: sejtmag, mitokondriumok, proteinek (beleértve a mioglobin), zsírcseppek, glikogén granulátumok, foszfátot tartalmazó anyag, különböző elektrolitok és kis molekulák.
Mioibrilly - alegysége az izomrostok. Egy izomrost is összesen több mint kétezer. Miofibrillumok átmérője 1-2 mikron. A single myofibril tartalmaz 2-2500 protofibrillumokká -. Párhuzamos fehérje szálak (vékony - aktin, vastag - miozin). Aktin filamentumok két alegységből áll, csavart egy spirál. A készítmény tartalmaz finom szálak szabályozó fehérjék - tropomiozin és a troponin (21. ábra).
Ábra. 21. A kölcsönös elrendezése szerkezeti elemeinek miofibrillumok során relaxációs (A, B) és redukáló (B)
Ezek a fehérjék zavarja a kapcsolatot gerjesztett izom aktin és a miozin, ezért az izom nyugalomban egy nyugodt állapotban. Miofibrillumok közé sorba kapcsolt blokkokat - szarkomer (B), elválasztva Z-csíkok. Sarcomer (2-Zmkm hossza) van az izomrostok kontraktilis egység; a hossza 5 cm, hogy tartalmaz mintegy 20 ezer. sorosan kapcsolódó szarkomer. Miofibrillumok egyes izomrostok vannak kötve oly módon, hogy az elrendezés egybeesik szarkomer és ez létrehoz egy képet a keresztirányú csíkosság szál nézve fénymikroszkóp alatt (ábra. 22).
Sarkomera elemek (lásd. Ábra. 21). A miozin protofibrilekhez alkotják a legtöbb sötét rész sarcomer - A lemezt (anizotrop, erősen polarizálja a fehér fény). A könnyebb részletét a lemez középpontja az úgynevezett A-H területen. Bright sarcomer része a két korong között az úgynevezett A-1-lemezt (izotróp szinte nem polarizálja fény). Ez képződik aktin protofibrilekhez húzódó mindkét oldalán a Z-rudak. Mindegyik sarcomer van két vékony szálak csatolt Z-csíkok, és egy készlet vastag filamentumok koncentrálódik az A meghajtóba. A nyugodt izmok vastag és vékony végét a szálak különböző mértékben fedik egymást a határ között az A és a B-1 lemezek.
Besorolás izomrostok:
Szerint a szerkezeti és funkcionális tulajdonságait és a színek megkülönböztetésére két fő csoportba izomrostok: gyors és lassú.
Fehér (gyors) izomrostok tartalmaznak miofibrillumok nagyobb és kisebb - mitokondrium, mioglobin és a zsír, hanem több, glikogén és glikolitikus enzimek; Ezeket a szálakat úgynevezett glikolitikus. Kapilláris hálózat, amely körülveszi a szál viszonylag ritka. Speed a működési ciklus a szálak kb 4-szer nagyobb, mint a lassú, köszönhetően a magas ATP-áz aktivitás gyors rostokat, de van egy kis kitartás. A fehér izomrostok száma szálak aktin és a miozin több, mint a piros, így a vastagabb és azok erejének csökkenése nagyobb, mint a vörös szálak.
Vörös izomrostok tartalmaznak sok mitokondrium, myoglobin. zsírsavak. Ezek a szálak vannak körülvéve sűrű vér kapillárisok, hogy van egy kisebb átmérőjű. A mitokondriumok biztosítanak a magas szintű oxidatív foszforiláció, így az adatok az oxidatív rostok. Vörös izomrostok két alcsoportra oszlanak: gyors és lassú. Lassú szálak végezhet munkát viszonylag hosszú ideig; fáradtság azok lassabban alakul. Ők jobban alkalmazkodik az tónusos összehúzódás. Red gyors kimerülése aránya a szálak foglalnak el köztes helyzetben a fehér és piros lassú. Sebességkorlátozás közeli sebességgel csökkentése fehér szálak is köszönhető, hogy a nagy aktivitású miozin ATP-gyors vörös szálak.
Van is egy kis számú igaz tónusos izomrostok; ezek lokalizált 7-10 szinapszisok tartozó rendszerint több motoneuronok, például, a szemmozgató izmok, izmok a középfülben. A központ az izomrostok nem okoznak a generációs PD őket, és azonnal kiváltó izom-összehúzódás.
A csoport izomrostok, motoros (neuromotoros) egységet. Az izmok, hogy gyors és pontos mozdulatokat, a szemmozgató, neuromotoros az egységek 3-5 izomrostok. Az izmok, gyakorlása kevésbé pontos mozgások (mint például a törzsön és a végtagokon izom) motor egységek közé százezer izomrostok. Nagy motoros egység, míg egy kis, magában foglalja a nagy motoneuron axonok viszonylag vastag, amely egy nagy számú végén ágak izom és ennek következtében a nagy számú innerválja izomrostok. Minden izomrostok egy motoros egység, függetlenül azok száma, amelyek azonos típusúak. Minden vázizmok összetételük összekeverjük, azaz képződött vörös és fehér izomrostok.
A különlegessége az összes izomkontraktilitást jelentése - az összehúzódó képességét, azaz lerövidíti, vagy fejleszteni feszültséget. Végrehajtása ezt a képességet segítségével a gerjesztés és annak megtartását izomrost (rendre ingerelhetőség tulajdonságok és vezetőképesség).
Vázizmok nincs gépek által ellenőrzött szervezet véletlenszerűen impulzusok a központi idegrendszert, így ők is nevezik önkényes. Simaizmok saját ne oltsák ki, így ők is nevezik akaratlan, de van géppuska.
Funkció vázizom:
Rendelkezni mozgási aktivitás a szervezet - keresés és kitermelése víz és az élelmiszer, a rögzítés, rágás, nyelés, védekező reakció, munka - fizikai és kreatív munkát a művész, író, tudós, zeneszerző végül kifejezett mozgás: festés, írás, játszik egy zenei műszer, stb
Karbantartás légzés (mozgás a mellkas és a rekeszizom).
Kommunikatív funkciót (írásbeli és szóbeli nyelvi, arckifejezéseket és gesztusokat).
Részvétel a hőszabályozás a szervezet által változó intenzitása a kontraktilis hőtermelés.