Pobudzenie jest to zmiana właściwości błony komórkowej pod wpływem czynników działających z zewnątrz pod wpływem bodźców:
Pobudzenie może być:
Lokalne
Rozprzestrzeniające się
Pobudliwość jest to zdolność reagowania na bodźce procesem pobudzenia
Tkanki pobudliwe to te, które odpowiadają na bodźce skutecznie procesem pobudzenia
Są to tkanki zbudowane z komórek nerwowych i ich wypustek oraz komórek mięśniowych
Mięśni poprzecznie prążkowanych
Mięśni gładkich
Mięśnia sercowego
Potencjał czynnościowy neuronu
Pobudzenie komórki(zmiana potencjału błonowego w kierunku dodatnim przez napływ do wnętrza jonów sodowych) powoduje osiągnięcie przez nią potencjału progowego
Depolaryzacja – otwarcie dużej liczby szybkich kanałów sodowych (szybki dokomórkowy prąd sodowy) odpowiedzialnych za szybką składową potencjału ( przewodność tych kanałów wzrasta 50-krtonie), inaktywowane w 50% przy potencjale -50mV. Wraz z jonami napływają również jony wapniowe do komórki.
Wzrost przepuszczalności błony komórkowej dla jonów potasowych – aktywacja kanałów zależnych od napięcia przy potencjale od -50 do -40 mV oraz otwarcie zależnych od wapnia kanałów potasowych. Potencjał wnętrza może maksymalnie wzrastać do +35mV.
Repolaryzacja – przy zamkniętych kanałach sodowych nadal są otwarte kanały potasowe zależne od Wapnia i niezależne od wapnia do momentu osiągnięcia potencjału ujemnego równego potencjałowi progowemu. Towarzyszyć temu może napływ jonów chlorkowych do wnętrza komórki oraz czynność pomp jonowych, które przywrócą potencjał spoczynkowy.
Prawo „wszystko albo nic”
Potencjał czynnościowy nie pojawia się wcale jeśli bodziec ma wielkość podprogową, natomiast występuje ze stała, jednakową amplitudą dla każdego bodźca o sile progowej lub większej. DOTYCZY KOMÓRKI, NIE TKANKI.
Zmiany pobudliwości komórki w czasie trwania potencjału czynnościowego
Refrakcja bezwzględna – jest to przerwa czasowa w której nie może pojawić się kolejny potencjał czynnościowy (pobudzenie jest niemożliwe); komórka jest w okresie depolaryzacji lub 1/3 repolaryzacji i posiada potencjał wyższy niż potencjał inaktywacji sodowej.
Refrakcja względna – powraca pobudliwość komórki w okresie repolaryzacji ( może powstać potencjał czynnościowy) , ale próg pobudliwości jest powiększony.
Próg pobudliwości
Wartość potencjału czynnościowego komórki po przekroczeniu którego ulega ono pobudzeniu. Obniżenie progu pobudliwości powoduje wzrost pobudliwości. Pobudliwość komórki zależy do różnicy między potencjałem spoczynkowym a potencjałem progowym.
Bodziec
Zmiana w środowisku wewnętrznym lub wewnętrznym ustroju wywołująca pobudzenie.
Bodziec może mieć charakter chemiczny lub fizyczny
Cechy bodźca:
Dostatecznie silny (duży)
Dostatecznie dynamiczny (zmiana środowiska musi być gwałtowna, znaczna w krótkim czasie)
Nie może być zbyt krótkotrwały – czas niezbędny dla wyzwolenie a pobudzenia przez bodziec nazywamy czasem użytecznym
Czas użyteczny zależy od:
Siły bodźca
Pobudliwości tkanki
Podział bodźców:
W zależności od siły:
podprogowe – zbyt słabe aby mogły wywołać pobudzenie nerwu ale zmieniające jego pobudliwość (sumowanie)
Progowe – najsłabszy bodziec zdolny do wywołania pobudzenia
Nadprogowe – większe niż bodźce progowe:
W tkankach:
Submaksymalne – wyzwalają pobudzenie zależne od siły
Maksymalne – powodujące największe pobudzenie
Hypermaksymalne – większe od maksymalnych ale dające pobudzenie takie jak bodźce maksymalne
W zależności od ich charakteru i miejsca działania:
Homologiczne – przystosowane do pobudzenia danej tkanki, komórki
Heterologiczne – nienaturalne, pobudzają komórkę, gdy posiadają dużą siłę np. ucisk na oko daje wrażenia świetlne
Pobudliwości tkanki
Opisują dwa pojęcia:
Reobaza jest to taka siła bodźca, którą możemy wywołać najmniejsze widoczne pobudzenie tkanki pobudliwej działając w czasie użytecznym nieskończenie długim
Chronaksja jest to czas użyteczny przy zastosowaniu bodźca o sile podwójnej reobazy
Ćwiczenia z symulatorem bodźca nerwu
Sumowanie czasowe i przestrzenne
Sumowanie czasowe bodźców jest to stopniowe zwiększanie depolaryzacji błony komórkowej neuronu wskutek pobudzenia wywołanego przez kolejne bodźce, co prowadzi do zwiększenia pobudliwości neuronu i wywołania prądu czynnościowego.
Sumowanie przestrzenne bodźców jest ro sumowanie się postsynaptycznych potencjałów pobudzających powstałych w skutek pobudzenia różnych synaps w obrębie tego samego neuronu, co prowadzi do wywołania prądu czynnościowego.
Konwergencja:
Skupianie się synaps różnych neuronów na jednym neuronie
Dywergencja:
Rozprzestrzenianie się pobudzenia z jednego neuronu na liczne:
Otwarta – rozprzestrzenianie ma charakter jednokierunkowy lub wielokierunkowy i nie powraca do neuronu
Zamknięta – pobudzenie rozprzestrzenia się w obszarze zamkniętym i powraca do neuronu wysyłającego
Działanie następcze – utrzymywanie się reakcji odruchowej dłużej niż działa bodziec (przykład dywergencji zamkniętej)
Mechanizm hamowania synaptycznego:
Presynaptyczne włókno hamujące łączy przed połączeniem wł. Pobudzającego z aksonem
Postsynaptyczne
Odruchy rdzenia kręgowego
Łuk odruchowy
Receptor
Włókno wstępujące
Ośrodek nerwowy
Włókno eferentne (zstępujące)
Efektor
Kontralateralnie skrzyżowany odruch prostowania (np. nadepnięcie na pinezkę)
Odruch zginania ( cofania ) – odruch z eksteroreceptorów często o charakterze obronnym
Działanie ipsilateralne (noga która nadepnęła na pinezkę) – pobudzenie zginaczy i hamowanie prostowników
Działanie kontralateralne (druga noga) – pobudzenie prostowników, hamowanie zginaczy
Doświadczenie Turcka
Badanie rdzeniowego odruchu zginania u żaby pozbawionej mózgowia, ale z zachowanym rdzeniem kręgowym.
Czynnik drażniący – roztwór kwasu siarkowego
Czas odruchu przy jednakowej sile podniety jest miarą pobudliwości łuku odruchowego; odruch może podlegać hamowaniu lub torowaniu.
Czas odruchu zależny od siły bodźca (stężenie kwasu) -> wzrost stężenia kwasu -> skrócenie czasu odruchu oraz zwiększenie zakresu odruchu ( jest toi efekt irradiacji pobudzenia w rdzeniu – zjawisko rekrutacji i działania następczego).
Doświadczenie Seczenowa
Strychnina podana do worków limfatycznych zwiększa pobudliwość ośrodków odruchowych rdzenia blokowanie synaps hamujących) odprowadzając do wygórowania odruchów – skurcze tężcowe nawet po zadziałaniu bardzo słabego bodźca (np. dmuchnięcie, dotknięcie)
U żaby pozbawionej półkul mózgowych podanie NaCl na płaty oczne powoduje hamowania czynności odruchowej – po wypłukaniu soli czynność odruchowa po pewnym czasie powraca.
W czasie wywoływania odruchu jednocześnie zastosowanie innego silnego bodźca powoduje wydłużenie czasu odruchu lub całkowite jego hamowania.
Doświadczenie Brondgeesta
Napięcie mięśni jest utrzymywane na drodze odruchowej – ośrodki w rdzeniu kręgowym
Przerwanie ciągłości łuku odruchowego znosi napięcie mięśniowe.