ok Fizjologia Czynność komórek nerwowych i mięśniowych

background image

Czynność komórek

nerwowych i

mięśniowych

background image

Pobudliwość i

pobudzenie

Pobudzenie (excitation) jest to

zmiana właściwości błony
komórkowej lub metabolizmu
komórkowego pod wpływem
czynników działających z zewnątrz
komórki, czyli pod wpływem
bodźców.

background image

• W warunkach fizjologicznych

bodźcami działającymi na
przeważającą liczbę komórek w
organizmie są przekaźniki chemiczne.
Komórki natomiast, tworzące w
organizmie narządy odbiorcze, czyli
receptory, odbierają w warunkach
fizjologicznych również bodźce
fizyczne w różnej postaci, np. fal
świetlnych, fal akustycznych, energii
cieplnej, energii mechanicznej (jako
ucisk lub rozciąganie itp.).

background image

Bodźce fizjologiczne są to takie

bodźce, które nie uszkadzają komórki
wywolują całkowicie odwracalne
procesy.

background image

Pobudliwość (excitability) jest to zdolność

reagowania na bodziec.

• do pobudliwych zalicza się te tkanki, których

komórki szybko odpowiadają na bodźce.

• Są to tkanki zbudowane z komórek

nerwowych i ich wypustek oraz z komórek
mięśniowych: mięśni poprzecznie
prążkowanych, mięśni gładkich i mięśnia
sercowego.

background image

• W komórkach mięśniowych i

nerwowych pod wpływem bodźca
dochodzi do wędrówki jonów do
wnętrza komórki, a następnie z
wnętrza komórki na zewnątrz. Tym
szybkim wędrówkom przez błonę
komórkową jonów obdarzonych
ładunkiem elektrycznym towarzyszą
wahania potencjału elektrycznego.

background image

Potencjał spoczynkowy

• Pomiędzy wnętrzem komórek tkanek

pobudliwych a płynem
zewnątrzkomórkowym występuje
stale w spoczynku różnica potencjału
elektrycznego, czyli potencjał
spoczynkowy błony komórkowej
(resting membrane potential).

background image

Potencjał spoczynkowy

• Jest on spowodowany właściwościami

błony komórkowej, przez ktorą jony o
dodatnim ładunku elektrycznym
przenikają z trudnością.

background image

• Stężenie poszczególnych jonów w

płynie wevrnątrzkomórkowym nie
zmienia się, jeśli metabolizm nie
ulegnie zmianie i jeśli na błonę
komórkową nie działają bodźce z
zewnątrz. W tych warunkach
wytwarza się równowaga pomiędzy
stężeniem poszczególnych jonów
na
zewnątrz i wewnątrz komórek.

background image

Pompa sodowo-potasowa

• Utrzymanie wewnątrz komórek

dużego stężenia K+ i małego
stężenia Na+ wymaga aktywnego
transportu obu tych kationów przez
błonę komórkową przeciwko
gradientowi stężeń.

background image

Napęd pompy sodowo-potasowej

wiąże się z metabolizmem
wewnątrzkomórkowym.
Okolo
30% całego metabolizmu
komórkowego tkanek pobudliwych
jest zużywane na napęd pompy
sodowo-potasowej.

background image

Optymalna praca pompy i związana z tym

optymalna pobudliwość wymagają:

• 1) stałego dopływu do komórek tlenu i

substancji energetycznych (glukozy);

• 2) stałej resyntezy ATP z ADP i fosforanu w

procesie oddychania komórkowego;

• 3) stałego odprowadzania z komórek

ostatecznego produktu rozpadu substancji

energetycznych - dwutlenku węgla;

• 4) odpowiedniego stosunku kationów

[Na+] do [K+] w płynie

zewnątrzkomórkowym;

• 5) odpowiedniej temperatury dla procesów

enzymatycznych wewnątrzkomórkowych,

jaką jest 37°C.

background image

• Wystarczy zmiana jednego z wymienionych

warunków, aby nastąpiło zwolnienie lub
zatrzymanie pompy sodowo-potasowej.


• Po zatrzymaniu pompy następuje

wyrównanie stężenia Na+ i K+ po obu
stronach błony komórkowej i zanika różnica
potencjałów elektrycznych pomiędzy
wnętrzem komórki a otoczeniem.

background image

• Po wyrównaniu różnicy

potencjałów pomiędzy wnętrzem
komórki a jej otoczeniem wskutek
zatrzymania pompy komórki tkanek
pobudliwych tracą swoje
właściwości.
Przestają reagować na
bodźce i stają się niepobudliwe.

background image

Komórka nerwowa

• W organizmie człowieka znajduje się około 30

miliardów komórek nerwowych, czyli neuronów.

• Znaczna większość z nich skupia się w

ośrodkowym układzie nerwowym.

• Stosunkowo niewielka ich liczba występuje poza

ośrodkowym układem nerwowym w zwojach
nerwowych. Są to zwoje nerwowe nerwów
czaszkowych i nerwów rdzeniowych oraz zwoje
nerwowe należące do układu autonomicznego.

background image

• Zasadniczą funkcją

neuronu jest
przekazywanie
informacji
zakodowanych w postaci
impulsów nerwowych.

background image

• W organizmie człowieka występują

zarówno neurony o krótkich
aksonach rozgałęziających się w
pobliżu ciała komórki, jak i o długich
aksonach, z których najdłuższe mają
około 1,2 m.

background image

• Jedne z największych komórek

nerwowych w organizmie człowieka,

o długich aksonach, występują w

jądrach ruchowych pnia mózgu i

rdzenia kręgowego.

• Aksony tych komórek biegną w

nerwach czaszkowych lub nerwach

rdzeniowych do mięsni

szkieletowych, gdzie znajdują się ich

zakończenia.

background image

Odmienną budowę mają

neurony czuciowe w zwojach

rdzeniowych

• Jedna ich wypustka, długa, podobna do

aksonu, odbiera pobudzenie z
receptorów i przewodzi je w postaci
impulsów nerwowych do ciała
komórkowego.

• Za pośrednictwem zaś krótszej wypustki,

wstępującej do rdzenia kręgowego,
neurony przekazują do innych komórek
nerwowych impulsy nerwowe.

background image

Potencjał czynnościowy

• Bodziec działając na błonę

komórkową neuronu zmienia jej
właściwości, co z kolei wywołuje
potencjał czynnościowy.

background image

Depolaryzacja błony

komórkowej

• Zjawisko napływania jonów Na+ do

wnętrza neuronu, co powoduje wyrównanie

ładunków elektrycznych pomiędzy

wnętrzem a otoczeniem.

– Jony Na+ początkowo wnikają do wnętrza

neuronu tylko w miejscach zadziałania bodźca.

Z chwilą wyrównania ładunków elektrycznych w

tym jednym miejscu depolaryzacja zaczyna się

rozszerzać na sąsiednie odcinki błony

komórkowej, przesuwając się również wzdłuż

aksonów.

background image

Impuls nerwowy

Impulsem nerwowym jest

przesuwanie się fali
depolaryzacji
od miejsca
zadziałania bodźca na błonę
komórkową aż do zakończenia
neuronu.

background image

• Miejsce stykania się ze sobą błony

komórkowej zakończenia aksonu z
błoną komórkową drugiej komórki
nosi nazwę synapsy.

• Błonę komórkową neuronu

przekazującego impuls przyjęto
nazywać błoną presynaptyczną,
błona komórkowa neuronu
odbierającego impuls nosi zaś nazwę
błony postsynaptycznej.

background image

Postsynaptyczny potencjał

pobudzający

• Z zakończeń aksonów w obrębie

synaps wydzielają się przekaźniki
chemiczne, czyli transmittery, które
zmieniają właściwości błony
postsynaptycznej.

background image

Postsynaptyczny potencjał

pobudzający c.d.

• Pod wpływem cząsteczek transmittera, który

pośredniczy w przewodzeniu przez synapsę

impulsów pobudzających, jony Na+ wnikają do

wnętrza neuronu odbierającego impuls nerwowy.

• Zmniejszenie się ujemnego potencjału

wewnątrzkomórkowego przyjęto nazywać

postsynaptycznym potencjałem pobudzającym

- EPSP (excitatory postsynaptic potential),

• synapsy wywołujące depolaryzację błony

komórkowej noszą zaś nazwę synaps

pobudzających.

background image

Potencjał iglicowy

• Pod wpływem transmittera

wydzielającego się na synapsach
pobudzających depolaryzacja błony
komórkowej neuronu osiąga pewien
próg, przy którym dochodzi do
wyzwolenia potencjału iglicowego.

Potencjał progowy czyli krytyczny

potencjał błony komórkowej ciała
neuronu.

background image

• Po szybko

narastającej
depolaryzacji
zakończonej
nadstrzałem
następuje
repolaryzacja
błony
komórkowej,

background image

Potencjał następczy

• Zjawisko zwalniania repolaryzacji

błony komórkowej neuronu po
powrocie ujemnego potencjału
wewnątrzkomórkowego i po
przekroczeniu potencjału progowego.

background image

Postsynaptyczny potencjał

hamujący

• Transmitter hamujący zmienia właściwości

błony komórkowej w ten sposób, że jony K+
uciekają z wnętrza neuronu na zewnątrz i
jednocześnie jony Cl- wnikają do wnętrza.

• Ubywanie jonów o dodatnim ładunku

elektrycznym i przybywanie jonów o
ładunku ujemnym
powoduje zwiększenie
ujemnego potencjału elektrycznego we
wnętrzu komórki.

background image

Transmittery pobudzające

• Do transmitterów chemicznych

pobudzających zalicza się
acetylocholinę, aminy (dopamina,
adrenalina, noradrenalina, serotonina
i histamina) oraz aminokwasy (sole
kwasu asparaginowego i
glutaminowego).

background image

Transmittery hamujące

• Zasadniczym transmitterem

hamującym jest kwas gamma-
aminomasłowy -
GABA powstający
w wyniku dekarboksylacji
aminokwasu - kwasu glutaminowego.

background image

Modulatory synaptyczne

• poza transmitterami z pęcherzyków

synaptycznych uwalniają się również
związki o większej cząsteczce,
którym przypisuje się rolę
modulatorów synaptycznych.

background image

Modulatory synaptyczne

• Do związków tych zalicza się biologicznie

aktywne peptydy. (wazopresyna

argininowa, neurotensyna, cholecystokinina)

• Modulatory synaptyczne uwolnione z

zakonczeń nerwowych oddziałują na błonę

postsynaptyczną i presynaptyczną.

• Aktywują lub inaktywują enzymy

występujące w tych błonach, tym samym

zmieniają właściwości błon komórkowych,

wzmacniając lub tłumiąc działanie

transmitterów.

background image

Hamowanie

presynaptyczne

W zależności od lokalizacji synaps na błonie
postsynaptycznej neuronu odbierającego dzielą
się one na trzy zasadnicze rodzaje:

1)

dendrytów, zwane synapsą aksono-
dendrytyczną,


2)

ciała neuronu, czyli synapsa aksono-
somatyczna,

3)

aksonów, zwane synapsą aksono-aksonalną.

background image

• Neurony kończące się synapsami

pobudzającymi mogą również
hamować przekazywanie impulsów
przez inne neurony pobudzające w
wyniku hamowania
presynaptycznego.

• Ten typ hamowania wywołują synapsy

aksono-aksonalne.

background image

Błona komórkowa ciała neuronu i
odcinka początkowego aksonu:

I w spoczynku,

II - w czasie depolaryzacji ciała
neuronu,

III - w czasie przewodzenia
depolaryzacji wzdłuż aksonu bez
osłonki mielinowej.

Przewodzenie impulsów we
włóknach bezrdzennych.

background image

Błona komórkowa ciała neuronu i
odcinka początkowego aksonu:

I w spoczynku,

II - w czasie depolaryzacji ciała
neuronu,

III - w czasie przewodzenia
skokowego depolaryzacji wzdłuż
aksonu z osłonką mielinową.

Przewodzenie impulsów
we włóknach rdzennych.

background image

Grupy włókien nerwowych

• Włókna nerwowe dzieli się zarówno

pod względem morfologicznym, jak i
czynnościowym.

background image

Morfologiczne kryteria

podziału

odnoszą się do:

• obecności lub braku osłonki

mielinowej,

• średnicy aksonów,
• miejsca występowania:

– zarówno w ośrodkowym układzie

nerwowym, gdzie tworzą drogi nerwowe,
jak i obwodowym układzie nerwowym,
gdzie są skupione w postaci nerwów.

background image

Czynnościowe kryteria

podziału

pod względem czynnościowym
włókna nerwowe dzielą się na
przewodzące impulsy:

• z obwodu do ośrodków - są to włókna

dośrodkowe, czyli aferentne,

• z ośrodków na obwód - włókna

odśrodkowe, czyli eferentne,

background image

Mięśnie poprzecznie

prążkowane

Komórka mięśniowa:
Miesień poprzecznie
prążkowany, czyli
szkieletowy, jest
zbudowany z wielu
tysięcy komórek
mięśniowych
tworzących pęczki.

background image

Włókienko mięśniowe, czyli

miofibryla, ma odcinki o większym i

mniejszym współczynniku załamania

światła występujące naprzemiennie.

• Odcinki silniej załamujące światło

tworzą ciemniejsze prążki zwane

prążkami anizotropowymi (A),

odcinki słabiej załamujące światło

tworzą zaś jasne prążki izotropowe

(I),

background image

Sarkomer

Sarkomer obejmuje
jeden cały prążek
anizotropowy i
sąsiadujące z nim dwie
połówki prążka
izotropowego.

background image

• Prążek anizotropowy tworzą nitki

grube miozyny, prążek izotropowy
zaś nitki cienkie aktyny, które są
doczepione do błony granicznej Z.

• Błona Z dzieli każdy prążek

izotropowy na dwie połówki, należące
do dwóch sąsiednich sarkomerów.

background image

• W czasie skracania się komórki

mięśniowej nitki aktyny tworzące
prążki izotropowe wsuwają się
pomiędzy nitki miozyny
i dzięki
temu wszystkie prążki I nikną.

• W rozkurczu nitki aktyny wysuwają

się spomiędzy nitek miozyny i prążki
I ponownie stają się widoczne.

background image

Skurcze mięśni

• Pod wpływem działającego na komórkę

mięśniową pojedynczego bodźca o sile

progowej lub wyższej od progowej jego

błona komórkowa ulega depolaryzacji, po

której następuje skurcz całej komórki.

• Bodziec podprogowy me wywołuje

depolaryzacji błony komórkowej i komórka

mięśniowa nie kurczy się.

• Komórka mięśniowa odpowiada na bodziec

zgodnie z prawem „wszystko albo nic”,

background image

Wyróżnia się dwa rodzaje

pojedynczych skurczów mięśni

szkieletowych

• izotoniczne

• (W czasie skurczu izotonicznego komórki

mięśniowe skracają się i cały miesień ulega

skróceniu, jego napięcie zaś nie zmienia się.

Przyczepy mięśnia w układzie szkieletowym

zbliżają się do siebie).

• izometryczne

• (Skurcz izometryczny charakteryzuje się

wzrostem napięcia mięśnia bez zmian jego

długości. Przyczepy mięśnia w układzie

szkieletowym nie zmieniają swojej

odległości).

background image

• Powtarzające się z pewną

częstotliwością bodźce nadprogowe

wywołują kolejne skurcze mięśnia.

• Przy pewnej częstotliwości bodźca

zaczyna występować zjawisko

sumowania się skurczów

pojedynczych.

• Dochodzi do skurczu tężcowego

zupełnego lub do skurczu

tężcowego niezupełnego.

background image

• Skurcz tężcowy zupełny występuje

wtedy, kiedy bodźce pobudzają
miesień w odstępach czasu krótszych,
niż trwa skurcz pojedynczy.


• Pobudzanie mięśnia w odstępach

czasu dłuższych niż czas trwania
skurczu pojedynczego pozwala na
częściowy rozkurcz mięśnia pomiędzy
bodźcami.

background image

• Pobudzenie wszystkich komórek

mięśniowych wywołuje skurcz
maksymalny.

background image

Jedna komórka nerwowa, jej
wypustka biegnąca do mięśnia i
wszystkie komórki mięśniowe
przez nią unerwione stanowią
jednostkę motoryczną.

background image

Siła skurczu mięśnia w

organizmie zależy od:

1. liczby jednostek motorycznych

biorących udział w skurczu,

2. częstotliwości, z jaką poszczególne

jednostki motoryczne są pobudzane,

3. stopnia rozciągnięcia mięśnia przed

jego skurczem.

background image

Napięcie mięśniowe jest

regulowane:

• przez nadrzędne ośrodki ruchowe w

ośrodkowym układzie nerwowym.

2. dzięki samoregulacji (muscle tonus

regulation).

background image

Samoregulacja napięcia

mięśniowego

• Rozciągnięcie mięśnia wyzwala

odruchowy wzrost jego napięcia.

• Na przykład skurcz izotoniczny zginaczy

powoduje jednoczesne rozciągnięcie mięśni
antagonistycznych, czyli prostowników, i
wzrost ich napięcia mięsniowego na drodze
odruchowej.

background image

W mięśniach szkieletowych

występują dwa rodzaje

komórek mięśniowych:

• komórki ekstrafuzalne

• komórki intrafuzalne

background image

Komórki mięśniowe

intrafuzalne

• w swej części środkowej nie mają poprzecznego

prążkowania i część ta nie kurczy się.

• są skupione w pęczki, czyli wrzecionka

nerwowo-mięśniowe, które otacza torebka
łącznotkankowa.

• wrzecionka nerwowo-mięśniowe przyczepiają

się swoimi końcami do komórek
ekstrafuzalnych. We wrzecionkach tych
znajdują się receptory wrażliwe na rozciąganie
mięśnia.

background image

Komórki mięśniowe

ekstrafuzalne

• stanowią podstawową masę każdego mięśnia

szkieletowego,

• unerwione są przez duże neurony ruchowe,

zwane neuronami alfa.

• Komórki intrafuzalne unerwiają mniejsze

neurony ruchowe, zwane neuronami gamma.

• Pobudliwość receptorów wrażliwych na

rozciąganie we wrzecionkach nerwowo-

mięśniowych jest regulowana przez neurony

gamma.

background image

Wrzecionko nerwowo-mięśniowe.

W nerwie mięśniowym biegną
włókna aferentne:

pierwotne od zakończeń
pierścieniowato-spiralnych (IA),

wtórne - od zakończeń w postaci
„wiązanki kwiatów",

oraz wlokna eferentne kończące
się zakończeniami synaptycznymi
nerwowo-mięśniowymi w
odcinkach poprzecznie
prążkowanych intrafuzalnych
komórek mięśniowych (wg
Barkera).

background image

• W każdej jednostce motorycznej

występuje jedna komórka nerwowa,
która łączy się z komórkami
mięśniowymi za pomocą zakończeń
aksonu.

• Miejsce stykania się wypustki komórki

nerwowej, czyli aksonu, z komórką
mięśniową nosi nazwę zakończenia
synaptycznego nerwowo-
mięśniowego
(terminatio synapsis
neuromuscularis).

background image

Mięśnie gładkie

• Komórka mięśniowa gładka

(myocytus glaber) w odróżnieniu od
komórki mięśniowej poprzecznie
prążkowanej nie ma jednostek
kurczliwych w postaci sarkomerów.

background image

Komórki mięśniowe gładkie występują

w organizmie w dwóch różnych pod

względem czynnościowym

skupieniach. Tworzą one:

1. Wielojednostkowe mięśnie
gładkie,
w których poszczególne
komórki kurczą się niezależnie i
pobudzenie nie przenosi się z jednej
komórki na drugą. Występują w
ścianach naczyń krwionośnych i w
tęczówce.

background image

2. Trzewne mięśnie gładkie

stanowiące warstwy lub pierścienie
równolegle ułożonych komórek, w
których pobudzenie przenosi się z
jednej komórki na drugą. Trzewne
mięśnie gładkie występują w
ścianach przewodu pokarmowego, w
moczowodach, pęcherzu moczowym
i macicy.

background image

Mięśnie gładkie kurczą się pod

wpływem:

Samoistnego pobudzenia

które występuje rytmicznie w
niektórych komórkach trzewnych
mięśni gładkich. Pobudzenie szerzy
się na komórki sąsiednie
doprowadzając cały miesień do
skurczu. Komórki te spełniają funkcję
rozrusznika dla pozostałych komórek..

background image

Mięśnie gładkie kurczą się pod

wpływem:

Czynnika miejscowego

mechanicznego lub chemicznego
działającego bezpośrednio na
komórki, np. rozciąganie mięśnia,
zmiany pH, wzrost prężności
dwutlenku węgla.

background image

Mięśnie gładkie kurczą się pod

wpływem:

Związków chemicznych

wytworzonych w odległych tkankach
i przenoszonych drogą humoralną -
kontrola humoralna, np. hormony
rdzenia nadnerczy.

background image

Mięśnie gładkie kurczą się pod

wpływem:

Związków chemicznych

wydzielonych z aksonów neuronów
należących do układu
autonomicznego,
czyli na zasadzie kontroli nerwowej
za pośrednictwem uwalnianych
transmitterów.

background image

Na komórki mięśniowe gładkie

działają dwa transmittery:

noradrenalina (NA) wydzielana na

zakończeniach neuronów zazwojowych

należących do układu współczulnego

(pars sympathica systematis

autonomici)

acetylocholina (ACh) wydzielana na

zakończeniach neuronów układu

przywspółczulnego (pars

parasympathica systematis autonomici).

background image

Mięsień sercowy

Mięsień sercowy składa się w istocie
z dwóch mięśni. Są to:

miesień przedsionków i
miesień komór,

odgrodzone od siebie pierścieniami
włóknistymi
(anuli fibrosi)
otaczającymi ujścia przedsionkowo-
komorowe (ostia atrioventricularia).

background image

Siła skurczu mięśnia sercowego

zależy od początkowej długości jego
komórek, podobnie jak to występuje
w mięśniach poprzecznie
prążkowanych szkieletowych.

background image

• Energię potrzebną do skurczów

miesień sercowy czerpie ze
składników odżywczych.

• Są nimi w 60% tłuszcze, których

połowę stanowią wolne kwasy
tłuszczowe – FFA, w 35%
węglowodany oraz aminokwasy, ciała
ketonowe, kwas mlekowy i kwas
pirogronowy.

background image

Komórki układu

przewodzącego serca

• Poza komórkami mięśnia

przedsionków i mięśnia komór
występują w sercu komórki układu
przewodzącego.

background image

Komórki układu

przewodzącego

W komórkach tych brak jest wyraźnego

poprzecznego prążkowania, są bogate w glikogen i

zawierają więcej sarkoplazmy.
Lezą bezpośrednio pod wsierdziem tworząc

skupienia:

węzeł zatokowo-przedsionkowy, czyli węzeł

Keitha-Flacka,

węzeł przedsionkowo-komorowy, czyli węzeł

Aschoffa-Tawary,

pęczek przedsionkowo-komorowy, czyli pęczek

Palladino-Hisa, który dzieli się na dwie odnogi

kończące się komórkami mięśniowymi sercowymi

przewodzącymi (włóknami Purkinjego).

background image

komórki układu przewodzącego

samoistnie i rytmicznie pobudzają
się.
Tworzą tym samym rozrusznik
(pacemaker) dla całego mięśnia
sercowego

background image

komórki węzła zatokowo-

przedsionkowego
narzucają swój rytm wszystkim
pozostałym komórkom układu
przewodzącego i komórkom całego
mięśnia sercowego.

background image

KONIEC


Document Outline


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Fizjologia Czynność komórek nerwowych i mięśniowych
Czynność komórek nerwowych i mięśniowych
ok Fizjologia czynności mięśni
ok Fizjologia czynności mięśni
Czynność komórek nerwowych
Czynność komórek nerwowych
Zagadnienia z fizjologii nerwów i mięśni na kolokwium OPRACOWANIE(1) (1)
Budowa komorek tkanki miesniowej i nerwowe j
czynność komórek mięśniowych 1
Złącze nerwowo mięśniowe
Fizjologia czynności tkanek krwiotwórczych

więcej podobnych podstron