II Электрофизиологические явления в нейроне.

1) Свойства мембраны элементовнейрона.

Мембрана тела нейрона состоит из липидов, белков, мукополисахаридов. Двойной липидный слой образует матрикс мембраны. Белки, встроенные в липидный матрикс, образуют каналы для воды и ионов (ионные насосы).

Мукополисахариды, расположенные на поверхности мембраны, осуществляют рецепторную функцию. Мембрана хорошо проницаема для жирорастворимых веществ. Крупные водорастворимые молекулы, в том числе и анионы органических кислот, практически не проходят через мембрану и покидают клетку путем экзоцитоза.

Мембрана нервного волокна имеет каналы для K, Na, Сl.

2) Потенциал покоя нейрона.

В различных частях нейрона и в различных нейронах ПП колеблется от 50 до 70 мВ. ПП обусловлен пассивным выходом калия из клетки и незначительным входом натрия в клетку. Ионные градиенты поддерживаются работой калий-натриевого насоса.

3) Потенциал действия нейрона.

Величина потенциала действия от 80 до 110 мВ. Длительность пика в нейронах теплокровных: 1 – 3 мс. Пик ПД сопровождается следовыми потенциалами: следовой депляризацией и следовой гиперполяризацией. Длительность следовых потенциалов неодинакова у различных нейронов

ПД возникает при деполяризации мембраны до критического уровня. Величина критического уровня деполяризации неодинакова в различных частях нейрона, поэтому и возбудимость частей нейрона неодинакова. Наиболее возбудим начальный сегмент аксона.

По аксону потенциал действия распространяется различными способами в зависимости от наличия миелиновой оболочки.

В мякотных волокнах ПД распространяется скачкообразно (сальтаторно), возникая в перехватах Ранвье. Это обеспечивает высокую скорость проведения возбуждения.

В безмякотных волокнах ПД распространяется путем возникновения локальных токов, деполяризуя каждый участок мембраны последовательно. Это создает низкую скорость проведения возбуждения.

Возбудимость нейрона зависит:

1) от величины потенциала покоя;

2) от фазы возбуждения (смотри изменение возбудимости при возбуждении);

3) от активности возбуждающих и тормозных импульсов на нейроне;

3. Температура тела человека, изотермия, ее прчины. Хар-ка поведенческих реакций и автоматизированного управления Т. тела (терморецепторы, регуляция активности химического и сократительного термогенеза и функционирование каналов выведения тепла).

 

Температурная карта тела.

Температура крови притекающей к правому предсердию – 37 ^оС, t^о печени – 38^оС. Температура кожи лица – 33,5^о, кистей и стоп – 24 – 28^оС. Различия в температуре обусловлены различиями в кровообращении.

Зона температурного комфорта:

для одетого человека – 18 – 20^о С, раздетого – 26 – 29^о С.

В восприятии температуры играет роль влажность, скорость движения воздуха.

Температурные пределы жизнедеятельности:

35,8 – 37,8^оС – биохимические процессы протекают нормально,

40 – 42^оС – возникает тепловой удар из – за снижения активности ферментов,

43^оС – денатурация ферментов,

31 – 34^оС – возникает централизация кровообращения,

20 – 27^оС – фибрилляция сердца, потеря сознания,

19,3^оС – полный анабиоз.

В клинической практике используют гипотермию. При этом тело охлаждают до 24 – 28^оС. Уменьшается потребность нервных клеток в О₂ и есть возможность проводить операции на сердце и ЦНС, выключая кровообращение на 15 – 20 минут, вместо 3 – 5 при нормальной температуре.

Изотермия.

Это постоянство температуры сердцевины тела, несмотря на колебания внешней температуры. Обеспечивается регуляцией процессов теплопродукции и теплоотдачи.

У недоношенных детей низкий уровень теплопродукции, поэтому их держат в боксах. У новорожденных часто бывает перегревание из – за слишком теплой одежды.

Функциональная система поддержания температуры тела.

Характеристика элементов ФС

1) Терморецепторы. Экстерорецепторы – это окончания чувствительных нейронов. Имеются тепловые и холодовые. В коже, роговице, мошонке холодовых больше, чем тепловых.

В коже холодовые рецепторы находятся в эпидермисе, Тепловые – в верхнем и среднем слоях собственно кожи. Раздражение наружных терморецепторов формирует соответствующую поведенческую реакцию.

Интерорецепторы расположены в кожных венах, в венах органов, продуцирующие тепло. Раздражение их обеспечивает вегетативные реакции, связанные с терморегуляцией (теплопродукцию, теплоотдачу, сосудистые реакции).

Проявления активности рецепторов.

Холодовые. Постоянная импульсация наблюдается при t^о 26–32^о – 10 импульсов в секунду.

При быстром охлаждении – возникает резкое учащение, затем стабилизация на одном уровне. При быстром согревании – урежение и стабилизация на новом уровне.

Тепловые рецепторы – стационарная импульсация (4имп/сек. при t 38 – 40^о). При охлаждении согревании – урежение импульсации и увеличение интервалов между ними.

Афферентный путь температурной чувствительности.

1^ый нейрон – в спинальном ганглии.

2^ой нейрон – в спинном мозге, затем перекрест.

3^ий нейрон – в таламусе, затем сигнал поступает в заднюю центральную извилину. Декодируется в виде ощущений. Одновременно сигнал поступает в гипоталамус, где находится центр терморегуляции, имеющий центр теплопродукции и теплоотдачи. Интенсивность температурных ощущений зависит от ряда условий:

1) от локализации рецепторов,

2) величины раздражаемой поверхности,

3) окружающей температуры,

4) предшествующих температурных раздражений.

Аппарат управления в функциональной системе терморегуляции – это лимбико-ретикулярный комплекс (ЛРК) и гипоталамус. Обеспечивает автоматизированное управление температурой тела через АНС и ЖВС.

Аппарат исполнения. Температура тела поддерживается процессами теплопродукции и теплоотдачи.

Пути теплопродукции.

Химический термогенез.

а) окислительное фосфорилирование Б, Ж, У, при этом 25% энергии превращается в тепловую.

Активируется: - физической активностью:

ходьба – в 3 – 4 раза,

работа – в 7 – 10 раз,

- адреналином (при эмоциях, страхе).

б) неокислительное фосфоририрование – в тепло превращается 75% энергии.

Активируется при снижении температуры в течение нескольких дней при снижении температуры окружающей среды. При этом увеличивается выработка тироксина, адреналина.

В результате – распад жира в адипоцитах и выход ЖК в кровь, их окисление с образованием тепла. Используется бурый жир (особенно у новорожденных; содержит много цитохрома – отсюда название).

Сократительный термогенез.

а) 60% теплопродукции в покое образуется за счет тонуса мышц.

При снижении температуры появляются терморегуляторные тонические сокращения, развивающиеся в области мышц спины, шеи и некоторых других областей. Теплопродукция возрастает на 40 – 50%.

Повышение тонуса мышц происходит путем активации α – мотонейронов. При этом формируется поза, уменьшающая теплоотдачу.

б) Холодовая дрожь – непроизвольное сокращение мышц, возникающее при снижении температуры сердцевины тела. Осуществляется через активацию α – мотонейрона. В отличие от теплообразования при произвольных мышечных сокращениях теплообразование при дрожи является экономным способом теплопродукции, т. к. в тепловую энергию переходит почти вся энергия мышечного сокращения.

Теплоотдача.

Осуществляется путем испарения воды с поверхности тела и несколькими способами, связанными с величиной кожного кровотока.

Характеристика способов теплоотдачи.

1) Испарение. На испарение 1мл. воды расходуется 580кал тепла.

Через легкие испаряется в норме за сутки 350мл. Н₂О, что обеспечивает отдачу 8% тепла. Этот процесс регулируется частотой и глубиной дыхания (тепловая одышка).

С поверхности кожи:

В покое этим путем выводится 25%тепла. Связано с диффузией воды к поверхности кожи. Это так называемое неощутимое испарение. За сутки этим способом испаряется 500мл. Н₂О. При повышении температуры тела неощутимое испарение дополняется работой потовых желез.

За счет испарения организм способен выдерживать достаточно высокие температуры.

Т^о = 45^оС – выдерживается долго при поступлении воды.

Т^о = 55^оС – 2 часа без повышения температуры тела.

Т^о = 120^оС – (финская баня) тренированный человек – 20 минут.

2) Теплоизлучение с поверхности кожи. Эффективно если температура воздуха ниже температуры тела. При температуре воздуха 20^о таким способом отдается 70% образующегося тепла. Только с поверхности непокрытой головы в зависимости от температуры воздуха отдается от 50 до 75% тепла.

Излучение зависит от величины кожного кровотока – зависимость прямопропорциональная. Температура кожи 19 – 30^о является зоной вазомоторной регуляции теплоотдачи:

Температура кожи = 19 – 30^о и ниже – централизация кровообращения – излучение снижается, выше 30^о – увеличивается кожный кровоток – излучение увеличивается, но одежда препятствует этому.

3) Конвекция – теплоотдача за счет перемещения нагретого кожей воздуха и смена его на холодный. Увеличивается при большой скорости движения воздуха (ветре). Способ эффективен, если температура воздуха ниже температуры кожи.

4) Теплопроведение – отдача тепла нагретым телом менее нагретому (например, охлаждение при купании в водоеме).