Сущность явления парабиоза. Лабильность, парабиоз и его фазы (Н.Е.Введенский). Механизмы возникновения парабиотических фаз
Н. Е. Введенский в 1902 г. показал, что участок нерва, подвергшийся альтерации - отравлению или повреждению,- приобретает низкую лабильность. Это значит, что возникающее в этом участке состояние волнения исчезает медленнее, чем в нормальном участке. Поэтому на определенной стадии отравления при действии на вышележащий нормальный участок частым ритмом раздражения отравленный участок не в состоянии воспроизводить этот ритм, и возбуждение через него не передаётся. Такое состояние пониженной лабильности Н.Е.Введенский назвал парабиозом (от слова "para" - около и "bios"- жизнь), чтобы подчеркнуть, что в участке парабиоза нарушена нормальная жизнедеятельность.
Парабиоз - это обратимое изменение, переходящее при углублении и усилении действия вызвавшего его агента в необратимое нарушение жизнедеятельности - смерть.
Классические опыты Н. Е. Введенского были проведены на нервно-мышечном препарате лягушки. Исследуемый нерв на небольшом участке подвергали альтерации, т. е. вызывали изменение его состояния под влиянием приложеиия какого-либо химического агента - кокаина, хлороформа, фенола, хлористого калия, сильного фарадического тока, механического повреждения и т. п. Раздражение наносили либо на отравленный участок нерва или же выше его, т. е. таким образом, чтобы импульсы возникали в парабиотическом участке или проходили через него на своем пути к мышце. О проведении возбуждения по нерву Н. Е. Введенский судил по сокращению мышцы.
В нормальном нерве увеличение силы ритмического раздражения нерва приводит к повышению силы тетанического сокращения (рис. 160, А ). При развитии же парабиоза эти отношения закономерно изменяются, причем наблюдаются следующие последовательно сменяющие друг друга стадии.
- Провизорная, или уравнительная, фаза . В эту начальную фазу альтерации способность нерва к проведению ритмических импульсов понижается при любой силе раздражения. Однако, как показал Введенский, понижение это резче сказывается на эффектах более сильных раздражений, чем более умеренных: в результате этого эффекты тех и других почти пуравнинаются (рис. 160, Б ).
- Парадоксальная фаза следует за уравнительной и является наиболее характерной фазой парабиоза. По Н. Е. Введенскому, она характеризуется тем, что сильные возбуждения, выходящие из нормальных точек нерва, не передаются совсем к мышце через наркотизируемый участок или вызывают лишь начальные сокращения, между тем как возбуждения очень умеренные способны вызывать довольно значительные тетанические сокращения (рис. 160, В ).
- Тормозящая фаза - последняя стадия парабиоза. В этот период нерв полностью утрачивает способность к проведению возбуждения любой интенсивности.
Зависимость эффектов раздражения нерва от силы тока обусловлена тем, что при повышении силы стимулов увеличивается число возбужденных нервных волокон и возрастает частота импульсов, возникающих в каждом волокне, так как сильный стимул способен вызвать залп импульсов.
Таким образом, нерв реагирует высокой частотой возбуждений в ответ на сильное раздражение. При развитии парабиоза способность к воспроизведению частых ритмов, т. е. лабильность, падает. Это и приводит к развитию описанных выше явлений.
При малой силе или редком ритме раздражений каждый импульс, возникший в неповрежденном участке нерва, проводится и через парабиотический участок, так как к моменту его прихода в эту область возбудимость, сниженная после предыдущего импульса, полностью успевает восстановиться.
При сильном раздражении, когда импульсы следуют друг за другом с большой частотой, каждый следующий импульс, приходящий в парабиотический участок, попадает в стадию относительной рефрактерности после предыдущего. В эту стадию возбудимость волокна резко снижена, а амплитуда ответа уменьшена. Поэтому распространяющееся возбуждение не возникает, а происходит лишь еще большее снижение возбудимости.
В участке парабиоза быстро приходящие друг за другом импульсы как сами себе преграждают путь. В уравнительную фазу парабиоза все эти явления выражены еще слабо, поэтому происходит лишь трансформация частого ритма в более редкий. В результате эффекты частых (сильных) и относительно редких (умеренных) по силе раздражений уравниваются, парадоксальную же стадию циклы восстановления возбудимости настолько затягиваются, что частые (сильные) раздражения вообще оказываются малоэффективными.
С особой наглядностью эти явления могут быть прослежены на одиночных нервных волокнах при раздражении их стимулами разной частоты. Так, И.Тасаки воздействовал на один из перехватов Ранвье миелинового нервного волокна лягушки раствором уретана и исследовал проведение через такой перехват нервных импульсов. Он показал, что, в то время как редкие стимулы проходили через перехват беспрепятственно, частые задерживались им.
Н. Е. Введенский рассматривал парабиоз как особое состояние стойкого, неколеблющегося возбуждения, как бы застывшего в одном участке нервного волокна. Он полагал, что волны возбуждения, приходящие в этот участок из нормальных частей нерва, как бы суммируются с имеющимися здесь «стационарным» возбуждением и углубляют его. Такое явление Н. Е. Введенский рассматривал как прообраз перехода возбуждения в торможение в нервных центрах. Торможение, по мысли Н. Е. Введенского,- это результат «перевозбуждения» нервного волокна или нервной клетки.
Парабиоз - означает "около жизни". Он возникает при действии на нервы парабиотических раздражителей (аммиак, кислота, жирорастворители, КCl и т.д.), этот раздражитель меняет лабильность , снижает ее. Причем снижает ее фазно, постепенно.
^ Фазы парабиоза:
1. Сначала наблюдается уравнительная фаза парабиоза. Обычно сильный раздражитель дает сильный ответ, а меньший - меньший. Здесь наблюдаются одинаково слабые ответы на различные по силе раздражители(Демонстрация графика).
2. Вторая фаза - парадоксальная фаза парабиоза. Сильный раздражитель дает слабый ответ, слабый - сильный ответ.
3. Третья фаза - тормозная фаза парабиоза. И на слабый и на сильный раздражитель ответа нет. Это связано с изменением лабильности.
Первая и вторая фаза - обратимые , т.е. при прекращении действия парабиотического агента ткань восстанавливается до нормального состояния, до исходного уровня.
Третья фаза - не обратимая, тормозная фаза через короткий промежуток времени переходит в гибель ткани.
^ Механизмы возникновения парабиотических фаз
1. Развитие парабиоза обусловлено тем, что под действием повреждающего фактора происходит снижение лабильности, функциональной подвижности . Это лежит в основе ответов, которые называют фазы парабиоза .
2. В нормальном состоянии ткань подчиняется закону силы раздражения. Чем больше сила раздражения, тем больше ответ. Существует раздражитель, который вызывает максимальный ответ. И эту величину обозначают как оптимум частоты и силы раздражения.
Если эту частоту или силу раздражителя превысить, то ответная реакция снижается. Это явление - пессимум частоты или силы раздражения.
3. Величина оптимума совпадает с величиной лабильности. Т.к. лабильность - это максимальная способность ткани, максимально большой ответ ткани. Если лабильность меняется, то величины, на которых вместо оптимума развивается пессимум, сдвигаются. Если изменить лабильность ткани, то та частота, которая вызывала оптимум ответа, теперь будет вызывать пессимум.
^ Биологическое значение парабиоза
Открытие Введенским парабиоза на нервно-мышечном препарате в лабораторных условиях имело колоссальные последствия для медицины :
1. Показал, что явление смерти не мгновенно , существует переходный период между жизнью и смертью.
2. Этот переход осуществляется пофазно .
3. Первая и вторая фазы обратимы , а третья не обратимая .
Эти открытия привели в медицине к понятиям - клиническая смерть, биологическая смерть.
Клиническая смерть - это обратимое состояние.
^ Биологическая смерть - необратимое состояние.
Как только сформировалось понятие "клиническая смерть", то появилась новая наука - реаниматология ("ре" - возвратный предлог, "анима" - жизнь).
^ 9. Действие постоянного тока…
Постоянный ток на ткань оказывает два вида действия :
1. Возбуждающее действие
2. Электротоническое действие .
Возбуждающее действие сформулировано в трех законах Пфлюгера:
1. При действии постоянного тока на ткань возбуждение возникает только в момент замыкания цепи или в момент размыкания цепи, или при резком изменении силы тока.
2. Возбуждение возникает при замыкании под катодом, а при размыкании - под анодом.
3. Порог катодзамыкательного действия меньше, чем порог анодразмыкательного действия.
Разберем эти законы:
1. Возбуждение возникает при замыкании и размыкании или при сильном действии тока, потому что именно эти процессы создают необходимые условия для возникновения деполяризации мембран под электродами.
2. ^ Под катодом , замыкая цепь, мы по существу вносим мощный отрицательный заряд на наружную поверхность мембраны. Это приводит к развитию процесса деполяризации мембраны под катодом.
^ Поэтому именно под катодом возникает процесс возбуждения при замыкании.
Рассмотрим клетку под анодом . При замыкании цепи происходит внесение мощного положительного заряда на поверхность мембраны, что приводит к гиперполяризации мембраны . Поэтому под анодом никакого возбуждения нет. Под действием тока развивается аккомодация . КУД смещается вслед за потенциалом мембраны, но в меньшей степени. Возбудимость снижается. Нет условий для возбуждения
Разомкнем цепь - потенциал мембраны быстро вернется к исходному уровню.
^ КУД быстро меняться не может, он будет возвращаться постепенно и быстро меняющийся потенциал мембраны достигнет КУД - возникнет возбуждение. В этом главная причина того, что возбуждение возникает в момент размыкания.
В момент размыкания под катодом ^ КУД медленно возвращается к исходному уровню, а потенциал мембраны это делает быстро.
1. Под катодом при длительном действии постоянного тока на ткань возникнет явление - катодическая депрессия.
2. Под анодом в момент замыкания возникнет анодный блок.
Главным признаком катодической депрессии и анодного блока является снижение возбудимости и проводимости до нулевого уровня. Однако, биологическая ткань при этом остается живой.
^ Электротоническое действие постоянного тока на ткань.
Под электротоническим действием понимают такое действие постоянного тока на ткань, которое приводит к изменению физических и физиологических свойств ткани. В связи с эти различают два вида электротона:
Физический электротон.
Физиологический электротон.
Под физическим электротоном понимают изменение физических свойств мембраны, возникающее под действием постоянного тока - изменение проницаемости мембраны, критического уровня деполяризации.
Под физиологическим электротоном понимают изменение физиологических свойств ткани. А именно - возбудимости, проводимости под действием электротока.
Кроме того, электротон разделяют на анэлектротон и катэлектротон.
Анэлектротон - изменения физических и физиологических свойств тканей под действием анода.
Каэлектротон - изменения физических и физиологических свойств тканей под действием катода.
Изменится проницаемость мембраны и это будет выражаться в гиперполяризации мембраны и под действием анода будет постепенно снижаться КУД.
Кроме того, под анодом при действии постоянного электрического тока развивается физиологический компонент электротона . Значит под действием анода изменяется возбудимость. Как изменяется возбудимость под действием анода? Включили электроток - КУД смещается вниз, мембрана гиперполяризовалась, резко сместился уровень потенциала покоя.
Разница меджду КУДом и потенциалом покоя увеличивается в начале действия электрического тока под анодом. Значит возбудимость под анодом в начале будет снижаться . Потенциал мембраны будет медленно смещаться вниз, а КУД - достаточно сильно. Это приведет к восстановлению возбудимости до исходного уровня, а при длительном действии постоянного тока под анодом возбудимость вырастет, так как разница между новым уровнем КУДа и потенциалом мембраны будет меньше, чем в покое.
^ 10. Строение биомембран…
Организация всех мембран имеет много общего, они построены по одному и тому же принципу. Основу мембраны составляет липидный бислой (двойной слой амфифильных липидов), которые имеют гидрофильную "головку" и два гидрофобных "хвоста". В липидном слое липидные молекулы пространственно ориентированы, обращены друг к другу гидрофобными "хвостами", головки молекул обращены на наружную и внутреннюю поверхности мембраны.
^ Липиды мембраны: фосфолипиды, сфинголипиды, гликолипиды, холестерин.
Выполняют, помимо формирования билипидного слоя, другие функции:
формируют окружение для мембранных белков (аллостерические активаторы ряда мембранных ферментов);
являются предшественниками некоторых вторых посредников;
выполняют "якорную" функцию для некоторых периферических белков.
Среди мембранных белков выделяют:
периферические - располагаются на наружной или внутренней поверхностях билипидного слоя; на наружной поверхности к ним относятся рецепторные белки, белки адгезии; на внутренней поверхности - белки систем вторичных посредников, ферменты;
интегральные - частично погружены в липидный слой. К ним относятся рецепторные белки, белки адгезии;
трансмембранные - пронизывают всю толщу мембраны, причем некоторые белки проходят через мембрану один раз, а другие - многократно. Этот вид мембранных белков формирует поры, ионные каналы и насосы, белки-переносчики, рецепторные белки. Трансмембранные белки играют ведущую роль во взаимодействии клетки с окружающей средой, обеспечивая рецепцию сигнала, проведение его в клетку, усиления на всех этапах распространения.
В мембране этот тип белков формирует домены (субъединицы), которые обеспечивают выполнение трансмембранными белками важнейших функций.
Основу доменов составляют трансмембранные сегменты, образованные неполярными аминокислотными остатками, закрученными в виде ос-спирали и внемембранные петли, представляющие полярные области белков, которые могут достаточно далеко выступать за пределы билипидного слоя мембраны (обозначают как внутриклеточные, внеклеточные сегменты), отдельно выделяют СООН- и NН 2 -терминальные части домена.
Часто просто выделяют трансмембранную, вне- и внутриклеточную части домена - субъединицы. Белки мембраны также делят на:
структурные белки: придают мембране форму, ряд механических свойств (эластичность и т.д.);
транспортные белки:
формируют транспортные потоки (ионные каналы и насосы, белки-переносчики);
способствуют созданию трансмембранного потенциала.
белки, обеспечивающие межклеточные взаимодействия:
Адгезивные белки, связывают клетки друг с другом или с внеклеточными структурами;
белковые структуры, участвующие в образовании специализированных межклеточных контактов (десмосомы, нексусы и т.д.);
белки, непосредственно участвующие в передаче сигналов от одной клетки к другой.
В состав мембраны входят углеводы в виде гликолипидов и гликопротеидов . Они формируют олигосахаридные цепи, которые располагаются на наружной поверхности мембраны.
^ Свойства мембраны:
1. Самосборка в водном растворе.
2. Замыкание (самосшивание, замкнутость). Липидный слой всегда замыкается сам на себя с образованием полностью отграниченных отсеков. Это обеспечивает самосшивание при повреждении мембраны.
3. Асимметрия (поперечная) - наружный и внутренний слои мембраны отличаются по составу.
4. Жидкостность (подвижность) мембраны. Липиды и белки могут при определенных условиях перемещаться в своем слое:
латеральная подвижность;
вращения;
изгибание,
А также переходить в другой слой:
вертикальные перемещения (флип-флоп)
5. Полупроницаемость (избирательная проницаемость, селективность) для конкретных веществ.
^ Функции мембран
Каждая из мембран в клетке играет свою биологическую роль.
Цитоплазматическая мембрана:
Отграничивает клетку от окружающей среды;
Осуществляет регуляцию обмена веществ между клеткой и микроокружением (трансмембранный обмен);
Производит распознавание и рецепцию раздражителей;
Принимает участие в образовании межклеточных кон тактов;
Обеспечивает прикрепление клеток к внеклеточному матриксу;
Формирует электрогенез.
Дата добавления: 2015-02-02 | Просмотры: 3624 |
Парабиоз следует рассматривать как активное состояние, характеризующееся местным, неподвижным актом возбуждения. Парабиотический участок обладает всеми признаками возбуждения, он лишь неспособен проводить бегущие волны возбуждения. Когда это состояние достигает полного развития, ткань как бы утрачивает свои функциональные свойства, так как, находясь в состоянии собственного сильного возбуждения, она становится рефрактерной по отношению к новым раздражителям. Местное возбуждение проявляется поэтому, как торможение, исключающее возможность функционирования ткани.
Местное парабиотическое возбуждение наряду со своей стойкостью и непрерывностью способно углубляться под влиянием приходящих импульсов возбуждения. При этом, чем сильнее и чаще эти импульсы, тем более углубляют они местное возбуждение и тем хуже проводятся через альтерированный участок. Поэтому эффекты сильных и слабых раздражений в уравнительную фазу выравниваются, а в парадоксальную фазу сильные раздражения совсем не проходят, тогда как слабые еще могут пройти. В тормозную фазу импульс, пришедший с нормального участка, не проходит сам и препятствует развитию распространяющегося возбуждения, так как, суммируясь со стационарным возбуждением, делает его стойким и неколеблющимся.
Наблюдаемые закономерности позволили Н. Е. Введенскому выдвинуть теорию, согласно которой устанавливается единая природа процесса возбуждения и торможения. Возникновение того или иного состояния зависит, согласно этой теории, от силы и частоты раздражения и функционального состояния ткани. Закономерности парабиотического торможения, установленные Н. Е. Введенским, согласно данным И. П. Павлова, воспроизводятся на" нервных клетках коры больших полушарий головного мозга и таким образом оказываются справедливыми для целостной деятельности организма.
О с н а щ е н и е: препаровальный набор, универсальный штатив с горизонтальным миографом, электростимулятор, раздражающие электроды, раствор Рингера, одно из следующих веществ: 1 % раствор калия хлорида (панангин), эфир, спирт или новокаин,. Работу проводят на лягушке.
С о д е р ж а н и е р а б о т ы. Приготовьте нервно-мышечный препарат и зафиксируйте его в миографе. Стимулируя нерв в режиме одиночного раздражения, подберите надпороговую и субмаксимальную силу раздражений, вызывающих слабое и сильное сокращение мышцы. Запишите их значения (мВ).
Смочите маленький ватный тампон раствором имеющегося у вас вещества. Наложите его на нерв ближе к месту его вхождения в мышцу. Через каждые 30 сек наносите одиночные раздражения на нерв выше альтерированного участка. При бережном приготовлении препарата удается проследить последовательное развитие фаз парабиоза (рис. 10).
Рис. 10. Последовательное развитие фаз парабиоза: А – исходное состояние;
Б – уравнительная фаза; В – парадоксальная фаза; Г – тормозная фаза.
Оформление протокола.
1. Запишите результаты опыта в тетради.
2. Вклейте кимограммы в соответствии с фазами парабиоза, сравните их с эталоном (рис. 10).
3. Объясните механизм парабиоза.
КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ.
Тестовое задание к занятию «Механизмы распространения и передачи возбуждения»
1. Активацией Na+/K+-АТФ-азы;
2. Снижением интенсивности раздражителя;
3. Инактивацией системы Na+-каналов;
4. Активацией системы К+-каналов;
5. Утомлением клетки;
2. Мембрана нервного волокна ограничивающая нервное окончание называется:
1. постсинаптической
2. субсинаптической
3. синаптической щель
4. пресинаптической
3. Электротоническое распространение возбуждение по мембране нервной клетки:
1. Сопровождается деполяризацией мембраны
2. Сопровождается гиперполяризацией мембраны;
3. Происходит без изменения заряда мембраны;
4. Происходит без изменения проницаемости мембранных ионных каналов;
5. Невозможно
4. Тормозной и возбуждающий синапсы различаются:
1. специфическим расположением на клетке;
2. механизмом выброса медиатора
3. химической структурой медиатора
4. рецепторным аппаратом постсинаптической мембраны;
5. размером
5. При возникновении возбуждения (ПД) в теле нейрона (соме) холмике:
1. Оно будет распространяться в направлении от тела нейрона;
2. Оно будет распространяться по направлению к телу нейрона;
3. оно будет распространяться в обоих направлениях
4. Возникновение возбуждения в теле нейрона (соме) невозможно;
6. Роль ацетилхолина в механизме синаптической передачи возбуждения в мионевральном синапсе заключается в следующем:
1. Ацетилхолин взаимодействует со специфическим рецептором на постсинаптической мембране
и тем самым способствует открытию натриевых каналов.
2. Ацетилхолин, способствует накоплению медиатора в пресинаптическом аппарате
3. Ацетилхолин способствует выходу медиатора из пресинаптического аппарата.
4. Ацетилхолин проникает через постсинаптическую мембрану и деполяризует ее (формирует ВПСП);
5. Ацетилхолин проникает через постсинаптическую мембрану и гиперполяризует ее (формирует ТПСП);
7. Медиатор обеспечивает передачу возбуждения
1. Только в межнейронных синапсах;
2. Только в нервно-мышечных синапсах;
3. Во всех химических синапсах;
4. В любых синапсах
5. Во всех электрических синапсах;
8. На пресинаптичнеской мембране нервно-мышечного синапса скелетных мышц человека формируются:
1. только возбуждающие потенциалы
2. только тормозные потенциалы
3. и возбуждающие и тормозные потенциалы
4. для сокращения мышцы возбуждающие, для расслабления - тормозные
5. на пресинаптической мембране потенциал не формируется
9. ТПСП нервно-мышечного синапса формируется:
1. На пресинаптической мембране;
2. В аксонном холмике
3. На постсинаптической мембране
4. В нервно-мышечных синапсах ВПСП не формируются;
10. Выброс ацетилхолина в синаптическую щель в мионевральном синапсе приводит к:
1. деполяризации постсинаптической мембраны;
2. гиперполяризации постсинаптической мембраны;
3. деполяризации пресинатической мембраны;
4. блокированию проведения возбуждения;
5. гиперполяризации пресинаптической мембраны;
11. Диффузионный механизм распространения медиатора в синаптической щели является причиной:
1. Синаптической депрессии;
2. Синаптической задержки;
3. Инактивации медиатора;
4. Сальтаторного распространения возбуждения;
12. Сальтаторное проведение нервного импульса осуществляется:
1. По мембране тела нейрона;
2. По мембране миелинизированных нервных волокон;
3. По мембране немиелинизированных нервных волокон;
4. По нервам;
13. В момент прохождения волны возбуждения по нервному волокну, возбудимость волокна в месте ее прохождения:
1. Возрастает до максимальной;
2. Снижается до минимальной;
3. Снижается до пороговой;
4. Не изменяется;
14. Направления распространения возбуждения по нервному волокну и его мембранного тока на его мембране:
1. Параллельны и совпадают;
2. Параллельны и противоположны;
3. Перпендикулярны;
4. Синусоидальны;
15. Возбуждение в безмиелиновых нервных волокнах распространяется:
1.Скачкообразно, (перепрыгивая) через участки волокна, покрытые миелиновой оболочкой;
3. Непрерывно вдоль всей мембраны от возбужденного участка расположенному рядом
невозбужденному участку
4. Электротонически и в обе стороны от места возникновения
Возбудимых тканей профессор Н. Е. Введенский , изучая работы нервно-мышечного препарата при воздействии на него различных раздражителей.
Энциклопедичный YouTube
1 / 3
✪ ПАРАБИОЗ: красота, здоровье, работоспособность (Познавательное ТВ, Олег Мульцин)
✪ Почему менеджмент не подходит для русских? (Познавательное ТВ, Андрей Иванов)
✪ Система создания будущего: Производство идиотов (Познавательное ТВ, Михаил Величко)
Субтитры
Причины парабиоза
Это самые разные повреждающие воздействия на возбудимую ткань или клетку, не приводящие к грубым структурным изменениям, но в той или иной мере нарушающее её функциональное состояние. Такими причинами могут быть механические, термические, химические и другие раздражители.
Сущность явления парабиоза
Как считал сам Введенский, в основе парабиоза лежит снижение возбудимости и проводимости , связанное с натриевой инактивацией. Советский цитофизиолог Н.А. Петрошин полагал, что в основе парабиоза лежат обратимые изменения белков протоплазмы. Под действием повреждающего агента клетка (ткань), не теряя структурной целостности, полностью прекращает функционировать. Это состояние развивается фазно, по мере действия повреждающего фактора (то есть зависит от продолжительности и силы действующего раздражителя). Если повреждающий агент вовремя не убрать, то наступает биологическая смерть клетки (ткани). Если же этот агент убрать вовремя, то ткань так же фазно возвращается в нормальное состояние.
Эксперименты Н.Е. Введенского
Введенский проводил опыты на нервно-мышечном препарате лягушки. На седалищный нерв нервно-мышечного препарата последовательно наносились тестирующие раздражители разной силы. Один раздражитель был слабый (пороговой силы), то есть вызывал минимальное по величине сокращение икроножной мышцы. Другой раздражитель был сильный (максимальный), то есть наименьший из тех, которые вызывают максимальное сокращение икроножной мышцы. Затем в какой-либо точке на нерв наносился повреждающий агент и каждые несколько минут нервно-мышечного препарат подвергался тестированию: поочередно слабыми и сильными раздражителями. При этом последовательно развивались следующие стадии:
- Уравнительная , когда в ответ на слабый раздражитель величина сокращения мышцы не изменялась, а в ответ на сильный амплитуда сокращения мышцы резко уменьшалась и становилась такой же, как при ответе на слабый раздражитель;
- Парадоксальная , когда в ответ на слабый раздражитель величина сокращения мышцы оставалась прежней, а в ответ на сильный раздражитель величина амплитуды сокращения становилась меньше, чем в ответ на слабый раздражитель, или мышца вообще не сокращалась;
- Тормозная , когда и на сильный и на слабый раздражители мышца не отвечала сокращением. Именно это состояние ткани и обозначается как парабиоз.
Биологические значение парабиоза
. Впервые подобный эффект был замечен у кокаина , однако вследствие токсичности и способности вызывать привыкание на данный момент применяют более безопасные аналоги – лидокаин и тетракаин . Один из последователей Введенского, Н.П. Резвяков предложил рассматривать патологический процесс как стадию парабиоза, поэтому для его лечения необходимо применять антипарабиотические средства.
Есть ряд законов, которым подчиняются возбудимые ткани: 1. Закон «силы» ; 2. Закон «всё или ничего» ; 3. Закон «силы – времени» ; 4. Закон «крутизны нарастания тока» ; 5. Закон «полярного действия постоянного тока» .
Закон «силы» Чем больше сила раздражителя, тем больше величина ответной реакции. К примеру, величина сокращения скелетной мышцы в определенных пределах зависит от силы раздражителя: чем больше сила раздражителя, тем больше величина сокращения скелетной мышцы (до достижения максимального ответа).
Закон «все или ничего» Ответная реакция не зависит от силы раздражения (пороговая или сверхпороговая). Если сила раздражителя ниже пороговой, то ткань не реагирует («ничего»), но если сила достигла порогового значения, то ответная реакция – максимальная («всё»). Соответственно этому закону сокращается, к примеру, сердечная мышца, которая реагирует максимальным сокращением уже на пороговую (минимальную) силу раздражения.
Закон «силы – времени» Время ответа ткани зависит от силы раздражения: чем больше сила раздражителя, тем меньше времени он должен действовать, чтобы вызвать возбуждение ткани и, наоборот.
Закон «аккомодации» Чтобы вызвать возбуждение, раздражитель должен нарастать достаточно быстро. При действии медленно нарастающего тока, возбуждение не возникает, так как происходит приспособление возбудимой ткани к действию раздражителя. Это явление называется аккомодацией.
Закон «полярного действия» постоянного тока При действии постоянного тока возбуждение возникает только в момент замыкания и размыкания цепи. При замыкании – под катодом, а при размыкании – под анодом. Возбуждение под катодом больше, чем под анодом.
Физиология нервного ствола По структуре различают миелиновые и безмиелиновые нервные волокна. В миелиновых – возбуждение распространяется скачкообразно. В безмиелиновых – непрерывно вдоль всей мембраны, с помощью локальных токов.
Законы проведения возбуждения по н/в 1. Закон двухстороннего проведения возбуждения: возбуждение по нервному волокну может распространяться в двух направлениях от места его раздражения – центростремительно и центробежно. 2. Закон изолированного проведения возбуждения: каждое нервное волокно, входящее в состав нерва, проводит возбуждение изолированно (ПД не передается от одного волокна на другое). 3. Закон анатомической и физиологической целостности нервного волокна: для проведения возбуждения необходимы анатомическая (структурная) и физиологическая (функциональная) целостность нервного волокна.
Учение о парабиозе Разработал Н. Е. Введенский в 1891 году Фазы парабиоза Уравнительная Парадоксальная Тормозная
Нервно-мышечный синапс – это структурно-функциональное образование, которое обеспечивает передачу возбуждения с нервного волокна на мышечное. Синапс состоит из следующих структурных элементов: 1 — пресинаптической мембраны (это часть мембраны нервного окончания, которая контактирует с мышечным волокном); 2 — синаптической щели (её ширина 20 -30 нм); 3 — постсинаптической мембраны (концевая пластинка); В нервном окончании располагаются многочисленные синаптические пузырьки, содержащие химический посредник передачи возбуждения с нерва на мышцу – медиатор. В нервно-мышечном синапсе медиатором является ацетилхолин. В каждом пузырьке – около 10 000 молекул ацетилхолина.
Этапы нервно-мышечной передачи Первый этап – выброс ацетилхолина (АХ) в синаптическую щель. Он начинается с деполяризации пресинаптической мембраны. При этом активируются Са-каналы. Кальций по градиенту концентрации входит в нервное окончание и способствует выбросу путем экзоцитоза ацетилхолина из синаптических пузырьков в синаптическую щель. Второй этап: медиатор (АХ) путем диффузии достигает постсинаптической мембраны, где взаимодействует с холинорецептором (ХР). Третий этап – возникновение возбуждения в мышечном волокне. Ацетилхолин взаимодействует с холинорецептором на постсинаптической мембране. При этом активируются хемовозбудимые Na -каналы. Поток ионов Na+ из синаптической щели внутрь мышечного волокна (по градиенту концентрации) вызывает деполяризацию постсинаптической мембраны. Возникает потенциал концевой пластинки (ПКП). Четвертый этап – удаление АХ из синаптической щели. Этот процесс происходит под действием фермента – ацетилхолинэстеразы.
Ресинтез АХ Для передачи через синапс одного ПД требуется около 300 пузырьков с АХ. Поэтому необходимо постоянное восстановление запасов АХ. Ресинтез АХ происходит: За счет продуктов распада (холина и уксусной кислоты); Новый синтез медиатора; Подвоз необходимых компонентов по нервному волокну.
Нарушение синаптической проводимости Некоторые вещества могут частично или полностью блокировать нервно-мышечную передачу. Основные пути блокирования: а) блокада проведения возбуждения по нервному волокну (местные анестетики); б) нарушение синтеза ацетилхолина в пресинаптическом нервном окончании, в) угнетение ацетилхолинэстеразы (ФОС); г) связывание холинорецептора (-бунгаротоксин) или длительное вытеснение АХ (кураре); инактивация рецепторов (сукцинилхолин, декаметоний).
Двигательные единицы К каждому мышечному волокну подходит отросток мотонейрона. Как правило, 1 мотонейрон иннервирует несколько мышечных волокон. Это и есть двигательная (или моторная) единица. Двигательные единицы различаются размерами: объемом тела мотонейрона, толщиной его аксона и числом мышечных волокон, входящих в двигательную единицу.
Физиология мышц Функции мышц и их значение. Физиологические свойства мышц. Виды мышечного сокращения. Механизм мышечного сокращения. Работа, сила и утомление мышц.
18 Функции мышц В организме существуют 3 вида М. (скелетные, сердечные, гладкие), которые осуществляют Передвижение в пространстве Взаимоперемещение частей тела Поддержание позы (сидя, стоя) Выработку тепла (терморегуляция) Передвижение крови, лимфы Вдох и выдох Передвижение пищи в ЖКТ Защиту внутренних органов
19 Свойства мышц М. обладают следующими свойствами: 1. Возбудимость; 2. Проводимость; 3. Сократимость; 4. Эластичность; 5. Растяжимость.
20 Виды сокращения мышц: 1. Изотонические – когда при сокращении изменяется длина мышц (они укорачиваются), но напряжение (тонус) мышц при этом остается постоянным. Изометрические сокращение характеризуются повышением тонуса мышц, при этом длина мышцы не меняется. Ауксотонические (смешанные) – сокращения, при которых меняется и длина, и тонус мышц.
21 Виды сокращения мышц: Различают также одиночные и тетанические сокращения мышц. Одиночные сокращения возникают в ответ на действие редких одиночных импульсов. При высокой частоте раздражающих импульсов происходит суммация мышечных сокращений, которая вызывает длительное укорочение мышцы – тетанус.
Зубчатый тетанус Возникает в условиях когда каждый последующий импульс попадает в период расслабления одиночного мышечного сокращения
Гладкий тетанус Возникает в условиях когда каждый последующий импульс попадает в период укорочения одиночного мышечного сокращения.
31 Механизм мышечного сокращения (теория скольжения): Переход возбуждения с нерва на мышцу (через нервно-мышечный синапс). Распространение ПД вдоль мембраны мышечного волокна (сарколемме) и в глубь мышечного волокна по Т- трубочкам (поперечным трубочкам – углублениям сарколеммы в саркоплазму) Высвобождение ионов Ca++ из боковых цистерн саркоплазматического ретикулума (депо кальция) и диффузия его к миофибриллам. Взаимодействие Ca++ с белком – тропонином, находящимся на актиновых нитях. Освобождение центров связывания на актине и контакт поперечных мостиков миозина с этими участками актина. Высвобождение энергии АТФ и скольжение актиновых нитей вдоль миозиновых нитей. Это приводит к укорочению миофибриллы. Далее активируется кальциевый насос, который обеспечивает активный транспорт Са из саркоплазмы в саркоплазматический ретикулм. Снижается концентрация Са в саркоплазме, в результате происходит расслабление миофибриллы.
Сила мышц Максимальный груз, который мышца подняла, или максимальное напряжение, которое она развивает при своем сокращении называют силой мышцы. Измеряется она в килограммах. Сила мышцы зависит от толщины мышцы и её физиологического поперечного сечения (это сумма поперечных сечений всех мышечных волокон, составляющих эту мышцу). В мышцах с продольно расположенными мышечными волокнами физиологическое поперечное сечение совпадает с геометрическим. У мышц с косым расположением волокон (мышцы перистого типа) физиологическое поперечное сечение значительно превосходит геометрическое сечение. Они относятся к силовым мышцам.
Виды мышц А — параллельная Б — перистая В — веретенообразная
Работа мышцы Поднимая груз, мышца выполняет механическую работу, которая измеряется произведением массы груза на высоту его подъема и выражается в килограммометрах. A = F x S , где F – масса груза, S – высота его подъема Если F =0, то и работа А=0 Если S =0, то и работа А=0 Максимальная работа мышцей совершается при средних нагрузках (закон «средних нагрузок).
Утомлением называют временное снижение работоспособности мышц в результате длительных, чрезмерных нагрузок, которое исчезает после отдыха. Утомление — это сложный физиологический процесс, связанный, прежде всего, с утомлением нервных центров. Согласно теории «засорения» (Е. Пфлюгер) определенную роль в развитии утомления играет накопление в работающей мышце продуктов обмена (молочная кислота и др.). Согласно теории «истощения» (К. Шифф) утомление вызвано постепенным истощением в работающих мышцах энергетических запасов (АТФ, гликоген). Обе эти теории сформулированы на основании данных, полученных в экспериментах на изолированной скелетной мышце и объясняют утомление односторонне и упрощенно.
Теория активного отдыха До настоящего времени единой теории, объясняющей причины и сущность утомления нет. В естественных условиях утомление двигательного аппарата организма является многофакторным процессом. И. М. Сеченов (1903), исследуя на сконструированном им эргографе для двух рук работоспособность мышц при поднятии груза, установил, что работоспособность утомленной правой руки восстанавливается полнее и быстрее после активного отдыха, т. е. отдыха сопровождаемого работой левой руки. Таким образом, активный отдых является более эффективным средством борьбы с утомлением мышц, чем простой покой. Причину восстановления работоспособности мышц в условиях активного отдыха Сеченов связывал с действием на ЦНС афферентных импульсов от мышечных, сухожильных рецепторов работающих мышц.
