[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Fizjologia i funkcjonowanie człowieka
Wykład 2
1.Zależność długość- napięcie w mięśniach szkieletowych
Mięsień maksymalnie skurczony, strefa grubych miofilamentów wciśnięta pomiędzy prążkami Z. Cienkie filamenty wykazują utrudniony ruch ślizgowy. Bardzo niewielki napięcie(lub brak) generowane pod wpływem pobudzenia mięśnia.
Mięsień skurczony w mniejszym stopniu. Cienkie filamenty częściowo nachodza na siebie..Rozwiniete przez miesien napiecia osiaga mniejsza wartość niż maksymalna
Miesien o długości spoczynkowej .
Większość mostkow poprzecznych lub wszystkie mostki zostaly utworzone.
Elektryczne i mechaniczne następstwa pobudzenia:
potencjał spoczynkowy (błonowy)- wstępnie istniejąca roznica potencjałow pomiedzy wnętrzem a czescia zewnetrzna komorki ( wnetrze ujemne, cz. Zewnetrzna- dodatnia)
Potencjał spoczynkowy wynika z:
- gradientu stężeń jonów K +, Cl- i Na+
po obu stronach błony komorkowej
- różnej przepuszczalności błony dla K+ Cl- i Na+ (1: 0,45 : 0,04)
- nierozpuszczalności błony dla wielocząsteczkowych anionów granicznych
- działania pompy – sodowo- potasowej, aktywowanej ATP-azą ( transport aktywny) pojedynczy cykl powoduje przeniesienie 3 jonów Na+ na zewnątrz i 2 jonów K+ do wnętrza komórki
potencjal spoczynkowy -70 à -90 mV
Równanie nersta - potencjał równowagi dla jonów E= RT/F lg ( [X]zew/ [X]wew}
R- stala gazowa
T- temperatura absolutna ustroju
F=stala Faradaya
x- stan jonow
lg n licznb < od jeden jest ujemny , a .>od 1 – dodatni
Rozkład jonow w czasie spoczynku *stezenie i potencjal roznowagi
strona zewnetrzna|| strona wewnterdzna || potencjał równowag
K+ 4 155 -90
Cl- 120 5 -90
Aniony organiczne 7 155 -90
Na+ 145 10 +60
potencjał równowagi jonów – wielkość potencjalu po jednej stronie blony która roznowaazy sile dyfuzji tego jonu ze strony przeciwnej.
rozkład jonów w czasie spoczynku i potencjału szybkościowego
strona wen strona zewn ładunek wnętrza (mV
potencjal spoczynkowy K+ Na+ -90
depolaryzacja K+ Na+ K+ Na+ +30
repolaryzacja Na+ K+ -90
pot. Spoczynkowy K+ Na+ -90
zadziałanie bodźca progowego – refrakcja bezwzględna à okres całkowitej niepobudliwości komórki
słabe bodźce- bodźce podprogowe
Stopnie depolaryzacji :
zmiany elektroniczne (katelotroniczne):
-charakteryzują się wystepowaniem miejscowym, ciagloscia, przenoszeniem na dalsze odległości z dekrementem ( z zanikiem depolaryzacji). Przenoszone są na bardzo male odległości. Zmiany mogą się sumowac i dezelu będą dostatecznie silne mogą wywołać potencjal czynnościowy
Potencjał czynnościowy:
charakteryzuje się niestopniowalnosci, wysokim napięciem i krótkotrwałością. Stosuje Si e do niego prawo „ wszystko albo nic” Jest zawsze taki sam – amplituda 120 mV . przenoszony jest na dalsze odległości bez dekrementu( ubytku), w sposób regeneratywny..
Potencjal krytyczny
granica pomiedzy zmianami katelektronicznymi a potyencjalem czynnościowym. Jego wartość wzgledna wynosi od -75 mV do 70 mV. W zakresie tych wartości zmiabt katelektroniczne przechodzą w potencjal czynnościowy.
Inne rodzaje depolaryzacji:
- odpowiedz lokalna, potencjal generujący ( receptorowy) – jest stopniowy ( czyli zalezny od siły bodźca) i nie przewodzi się
-miniaturowy potencjał plytki koncowej – opróżnieniu 1 pecherzyka synaptycznego : wartość 1mV, pelni role troficzna dla miesnia ( odnerwieni daje jego zanik; gdy opróżnionych zostanie wiecej pęcherzyków, to może powstac potencjal czynnościowy…
-EPSP i IPSP- postsynaptyczny potencjał pobudzający i hamujący - sumuje się w czasie i przestrzeni.
*do prawa „wszystko albo nic” stosuje się
akson, miesien sercowy , pojedyncze włókno mięśniowe ( miesien jako całość nie stosuje się do prawa „ wszystko albo nic” ) jednostka motoryczna ( motoneuron wraz ze swoimi wypustkami oraz włóknami mięśniowymi unerwianymi przez te wypustki)
Metody wykazania potencjalu czynnościowego
Dwufazowy zapis potencjalu czynnościowego.
W pobliżu elektrody stymulującej ustawia się na elekrode rejestrujaca (obie na powierzchni włókna) Po zadzialaniu bodzca pobudzenia przechodzi przez elekrode stymulujaca nastpenie mierzy dwiema elektrodami a na koncu elektrode rejestrujaca
jednofazowy zapis potencjalu czynnościowego: (FIND !!! )
W pobliżu elektrody stymulującej ustawia się na elekrode rejestrujaca (jedna pod powierzchni włókna)
a) Stan spoczynku : Komorka nerwu ruchowego przedstawiona wraz z kolbami synaptycznymi pobudzających i hamujących włókien nerwowych.
b) Czesciowa depolaryzacja: bodziec z jednego z włókien pobudzających powoduje czesciowa ( poniżej wartości progowej) depolaryzację.,.,.
c) Sumowanie czasowo- pobudzające: seria bodźców przewodzonych jednoczescie przez jedno włokno nerwowoe pobudzające powoduje depolaryzację nadprożowa , która inicjuje potencjał czynnosciowy.
d) Sumowanie czasowo- pobudzające: seria bodźców przewodzonych jednoczescie przez dwa włokna nerwowoe pobudzające powoduje depolaryzację nadprożowa , która inicjuje potencjal czynnosciowy
e) sumowanie przestrzenne pobudzające z hamującym: bpdzce dwoch włokien pobudzajacyh dochdza do neuronu ruchowego, ale bodzce z włokna hamjacego zapobiegaja osiągnięciu wartości potencjalu czynnościowego
Przekazywanie impulsów synaptycznych.
Cechy taknki mięśniowej:
Elastyczność –rozciagliwosc i sprężystość ) = zdolność do wydłużania się pod wpływem sily odkszatalcajacej. Energia skurczu magazynuje się w sprężystości miesnia. Sprężystość – zdolność do powrotu do pierwotnej długości po zaniku sily odkształcającej. Energia skurczu magazynuje się w sprężystości miesnia
Miesnie znuzone, wyosobnione z ustroju, stezale, obumarłe-staja się coraz bardziej sprężyste a mniej elastyczne.
wydajność miesnia0 około 30 %, co oznacza, ze tyle energii jest przetwarzane w prace, reszta jest tracona w postaci ciepla. ( jest Ti wydajność wysoka, bo np. wydajność maszyny termodynamiczne – 10-40%)
Skurcz izotoniczny- (gr, izos- stały, tonus- napiecie)
stałe napiecie, zmienia się długość
Napiecie – pewna odporność miesnia na rozciaganie,. Utrzymywane jest na drodze odruchowej, przy udziale OUN
W= FL
skurcz izometryczny- stala długość miesnia, zmienia się napiecie.
Skurcze auksotoniczne (mieszane)- roznie napiecie, i skraca się długość rownoczenie
Sila skurczu: zalezy od:
1) liczby jednostek motorycznych biorących udzial w skurczu
2) częstotliwości, z jaka poszczegolne jednostki motoryczne są pobudzane
3) stopnia rozciągnięcia miesnia przed jego skurczem.
Zmęczenie :
cechy zmęczenia miesnia:
1) dłuzsza latencja
2) zmniejszona amplituda skurczow
3) dłuższy czas rozkurczow
w trakcie intensywenje pracy miesnia zapotrzebowanie na tlen jest duze, ze nie zostaje ono pokryte przez zwiekszone oddychanie i krazenie krwi. Miesnie pracuja beztlenowo, tworząc duza ilość kwasu mlekowego, który musi zostac utleniony pozniej, powstaje DLUG TLENOWY- dotyczy zarówno miesni jak i osroskow czuciowo- ruchowych w korze mozgowej.
Przykurcz:
à zmiany narastaja wraz ze zmeczeniem
Stezenie pośmiertne:
- skrocenie miesnia
- brak elastyczności
- sztywne, twarde
glowna przyczyna wystepowania jest spadek zawartości wysokoenergetycznych fosforanow.
Miesnie gładkie : * ( zostanie dokończone)
- pływający potencjal czynnościowy - 25 à -70 mV
przekazywanie impulsow nerwowych : rodzaje mediatorów synaptycznych:
Prawo Dale’a – jeden neuron może syntetyzwac i uwalniac ze swoich zakończeń tylko jeden rodzaj mediatorow – JEST KŁAMSTWEM!!!!! IT”S A LIE ! ! !! !!
transmitery pobudzające:
- acetylocholina (Ach), kwas glutaminowy (Glu) kwas asparaginowy (Asp)
transmitery hamujące:
kwas gammaaminomaslowy (GABA), glicyna
Neuromodulatory:
wolniejsze od transmiterów , efekt dzialania zalezy od receptora , z którym się laczy np., dopamina (DA), noraedranalina ( NA), serotonina (5-HT)
Neuropeptydy:
większość hormonow ( neurohormonow): ACTH, beta-endorfina, OXY, ADH itp.
receptory metabotropowe- związane z białkami G. Przyłączanie transmitera do bialka G daje rozne efekty ( np, zmienia metabolizm komórki, zmienia przepuszczalność blony komorkowej). Bialka G mogą zmieniac przepuszczalność blony bezpośrednio ( wiązać się z akanalami jonowymi) lub pośrednio ( aktywując enzymy pobudzane układami wtornych przekaźników, które z kolei fosforylujac kanaly jonowe zmieniaja ich przepuszczalność ( Jest to tzw, WOLNE przekaźnictwo synaptyczneL Przekaźnikami II rzedu są cAMP, układ fosfatydyloinozytolu lub jony wapnia
Np.:
- receptory typu D1 i D5
- receptor muskarynowy
Najczęściej transmitery uczestnica w obu typach przekaznictwa , ze względu na możliwość laczenia się roznymi typami receptow również w obrebie jednej synapsy.
receptory jonotropowe- zwiazane z kanalami jonowymi. Przylaczanie neuroprzekaznika otwiera kanal jonowy , bezpośrednio zwiększając przepuszczalność blony dla danego jonu.- SZYBKIE przekaznictwo synaptyczne
np.:
- receptor nikotynowy
- receptor NMDA
-receprot GABA
cechy przewodnictwa impulsu w nerwach .
1. Przewodzenie we włoknach rdzennych i bezrdzennych skokowe i ciągłe
2. Zależność szybkości przewodzenia od średnicy włókna nerwowego.
(Im wieksza srednica tym większa predkosc przewodzenia)
3. Zależnośc szybkości przewodzenia od stopnia zmielinizowania włokna nerwowego,
(Im bardziej zmielinizowane , tym wieksza przedkosc przewodzenia )
4. prawo izolowania przewodnictwa ( impuls nerwowy nie przenosi się na rownolegle wlokna nerwowe, nawet gdy nie posiada ono oslonek)
5. prawo jednokierunkowego przewodnictwa
Izolowane wlokno nerwowe ( akson) przewodzi impulsy w obu kierunkach od miejsca pobudzenia
(orto- i antydromowo)
W warunkach fizjologicznych ( w luku odruchowym) wystpepuje przewodnictwo ORTOdromowe- jednokierunkowe, uwarunkowane obecnością synaps.
PRAWO BELLA- MAGENDLE’GO
(prawo jednokierunkowego przewodnictwa przez rdzeń)
Z przewodnictwem antydromowym ( przeciwnym do ortodromowego) mamy do czynienia przy ( PSEUDO) odruchu aksonowym.
Doświadczenia koohnego
!!
Włókna A- Somatyczne (FIND!!)
B- autonomiczno- bólowe
C- autonomiczno – bólowe
Protoneuron- neuron czuciowy
motoneuro- neuron ruchowy
Wykład 3.
Cechy czynności odruchowej.
Zjawiska pobudzenia i hamowania terminologii elektrofizjologicznej.
Pobudzenie Hamowanie
depolaryzacja hiperpolaryzacja
katelektrotonus aneletrotonus
EPSP IPSP
wzrost przepiuszaczalnosci dla jonow Na+ zmniejszenie przepuszaczalnosci dla jonow Na+
zmniejszenie asymetrii jonowej zwiększenie asymetrii jonowej
wzrost pobudliwosci zmniejszenie pobudliwości
Cechy czynności odruchowej
Odruch- reakcja efektora na bodziec, zachodząca za pośrednictwem ośrodkowego układu nerwowego.
Odruch jest podstawową jednostka OUN
Łuk odruchowy- droga, jaką przebywa impuls w reakcji odruchowej.
czas odruchu synaps à 0,5 ms
Elementy łuku odruchowego.
zredukowany (2 – elementowy): droga dośrodkowa- droga doosrodkowa
5- elementowy : receptor – droga doosrodkowa
( neuron czuciowy)……
Podział odruchow:
1. ze względu na złożoność- liczbe synaps pomiedzy protoneuronem a motoneuronem
- monosynaptyczne ( odruch proprioreceptywny)
ppolisynaptyyczne( odruchy eksteroreceptywne)
2. ze względu na rodzaj receptora:
-proprioreceptywny( odruch wlasny miesnia )- prioproreceptor
- eksteroreceptywny- eksteroreceptor ( reagująca na podzcie pochodzące ze środowiska zenetrzneggo)
-interoreceptywny- interoreceptor ( zlokalizowany w ścianach narządów wenwetrznych)
3. ze względu na poziom integracji:
- rdzeniowe
- podkorowe
- korowe
* odcinkowy- protoneuron i motoneuron związane są tym samym segmentem rdzenia kregowego
*międzyodcinkowy- protoneuron i motoneuron związane są z roznymi segmentami
* nadodcinkwoe- mintegracjha reakcji łańcuchowej nastepuje powyżej rdenia kregowego
odruchy nadoodcinkowe i miedzy odcinkowe SA integrowane na poziomie rdzenia krgowego lub kory mozgowej
à rdzeniowe, odcinkowy, miedzy odcinkowy
à podkorowe, korowe, nadodcinkowe
4. ze względu na rodzaj efektora:
-somatyczne- mięsień szkieletowy
- wegetatywne:
*trzewowo- ruchowe- miesień gładki
wydzielnicze- gruczoł
5. ze względu na znaczenie biologiczne( 3+1)
- obronne
-pokarmowe
-seksualne
- eksploracyjne
Cechy reakcji odruchowej ( wg Sherringtona)
1. Posrednitwo OUN
- miejsce pobudzenia nie pokrywa się z miejscem reakcji
2. Jednokierunkowość przewodzenia
Jednokierunkowość przewodzenia determinuje synapsa ( przewodzenie orrtodromowe), co wiaze się z prawem Bella- Magendie’go
Cechy reakcji odruchowej ( wg, Sherringtonsa)
3. Brak prostej zależności pomiedzy bodzceem a reakcja na niego
(niezależność efektora od czasu i siły trwania bodzca)
Czas podzca nie pokrywa się z czasem reakcji, Czas który upływa od momentu zadzialania bodzca do momentu pojawienia się reakcji jest to czas ODRUCHU ( latencji, utajonego pobudzenia), czyli czas jaki potrzebuje impuls , aby pokonać drogę pomiędzy receptorem a a efektorem zaelzey glownie od synaps.
czas dzialania bodzca efekty nastepcze
___________________________________ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -_______________________________
Latencja ( czas odruchu czas utajonego pobudzenia) Reakcja na bodziec
Brak prostej zależności
Zredukowany czas odruchu :
Tz=To - (Ta+Te) = suma Os
zredukowany czas odruchu jest to suma opóźnień synaptycznych (Os) W launku odruchowym. Jedno opóźnienie synaptyczne ( na jednej synapsie( wysoni 0,5 ms. Latencja w reakcji odruchowej trwa dłużej niż w reakcji bezpośredniej: od ulamka sekundy do kilku lat.
W reakcji odruchowej maja miejsce także efekty nastepcze, czyli utrzymywane się reakcji po zakonczeniou dzialania bodzca- podstawa SA petle zwrotnego pobudzenia, efekty nastepcze nie trwaja nieskończenie dlugo, ze wzgldu na obecność neuronow hamujących.
czas odruchu :
T0= Ta + Suma Os + Te
4. Rekrutacja:
zwiekszenie liczby pobudzonych neronow w obrebie osrodka ( rozchodzenie się impulsu w obrebie jednego osrodka pod wpływem bodzca o stalej sile)
wzrost wielkości (amplitudy) skurczu pod wpływem bodzca o stalej sile spowodowany jest rekrutacja motoneuronow w oberebie osrodka danego odruchu
5. promieniowanie
rozchodzenie się impulsow podziemy osrodkami apo określonych anatomicznych drogach( rozchodzenie się pobudzenia na inne określone drogi, osrodki)
przykład: hamowanie antagonistyczne – pobudzanie prostownikow z jednoczesnym hamowanie zginaczy
6. sumowanie stanu pobudznia w czasie i przestrzeni
sumowanie stanu pobudzenia w czasie- seria
do jednego neuronu po jednym włóknie docieraja po sobie kolejne pobudzenia, przez co dochodzi do sumowania zmian podprogowych Az do wywolania potencjalu czynnosciowego.
Sumowanie stanu pobudznie w przestrzeni- salwa
do jednego neurony po wielu włóknach dciera pobudzenie
7. Sumowanie odruchu stanu pobudzenia w okluzji i frędzli podporgowych
*Sumowanie w warunka...