Медиаторы и рецепторы ЦНС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Шуйский филиал ИВГУ

Кафедра педагогики и психологии детства

Контрольная работа

по нейрофизиологии

на тему: «Медиаторы и рецепторы ЦНС»

Выполнил:

студентка 1 курса заочного отделения

Киняева Е.А.

Шуя 2014

Содержание

Введение

1. Нейроны, их строение и функции

2. Понятие о синапсе, медиаторах и рецепторах

3. Химические медиаторы

Заключение

Список литературы

Введение

Физиология - наука о жизненных функциях организма и его органов. Функция органа - это его работа. Нервная система обеспечивает приспособление организма к воздействию природной, а у человека и социальной среды. Она составляет материальную основу психической деятельности человека, его осознанного поведения. Вместе с органами чувств нервная система участвует в распознавании предметов и явлений внешнего мира, в восприятии, обработке и хранении информации, а также в использовании полученной информации для удовлетворения потребностей организма.

1. Нейроны, их строение и функции

Строение органов и их функции тесно связаны между собой. Эта связь обеспечивается двумя способами регуляции: нервным и гуморальным. Элементарной структурной и функциональной единицей сложного организма является клетка. Она обладает возбудимостью - способностью реагировать на различные раздражители деятельностью, определенной ее наследственностью. Нервные клетки вырабатывают нервные импульсы - электрохимические сигналы, регулирующие работу органов. Клетки объединяются в ткани. Тканями называют группы клеток и межклеточного вещества, выполняющие общие функции и обладающие общим строением. Совокупность клеток, образующих нервную систему, относится к нервной ткани. В ней различают два типа клеток: вспомогательные (глиальные) клетки и собственно нервные клетки - нейроны. Глиальные клетки составляют 90% от общего числа клеток в нервной ткани. Это позволяет им заполнять все пространство между нейронами. Глиальные клетки выполняют питательную, опорную и защитную функцию, создавая при этом условия для функционирования нейронов.

Из нервной ткани состоят головной и спинной мозг, а также нервы. Нервная клетка состоит из тела с отростками. Отростки бывают короткими и длинными. Длинные отростки нервных клеток пронизывают организм и обеспечивают связь головного и спинного мозга с любым участком тела.

Различают дендриты - отростки, воспринимающие раздражения, и аксон - отросток, передающий нервные сигналы другим клеткам. Дендритов у нейрона может быть много (до 15), аксон только один.

Различают чувствительные (центростремительные), вставочные и исполнительные (центробежные) нейроны. Чувствительный нейрон, как правило, имеет длинный дендрит и длинный аксон. Начальные веточки дендрита связаны с рецепторами. Рецепторами называют нервные образования, преобразующие воспринимаемые раздражения в нервные импульсы. В простейшем случае рецепторами могут быть веточки самого дендрита, их окончания. Возникающие при раздражении нервные импульсы передаются в мозг. Там их воспринимают вставочные нейроны. Они называются вставочными потому, что их отростки не выходят за пределы центральной нервной системы (головного и спинного мозга). После обработки полученной информации сигналы передаются исполнительным нейронам, которые и изменяют работу органа. Ответ организма на раздражение, который осуществляется и контролируется центральной нервной системой, называется рефлексом. Если прикоснуться пальцем к внутреннему углу глаза - произойдет мигание, а если к наружному - нет, потому что в коже наружного угла глаза (со стороны щеки) нет рецепторов мигательного рефлекса. Мигательный рефлекс может быть легко заторможен, если сигналы, идущие от коры больших полушарий по вставочным нейронам, вызовут процесс торможения в синапсах нейрона, составляющего одно из звеньев нейронной цепи.

медиатор рецептор нервный система

2. Понятие о синапсе, медиаторах и рецепторах

Место контакта передающего информацию нейрона с принимающими ее нейронами или с клетками исполнительных органов называют синапсом. Синапс (гр.синапсис - сопряжение) - соединение между аксоном одного нейрона и дендритом (или телом) другого. Обычно воспринимающий нейрон имеет множество синапсов от различных передающих нейронов. В синапсе конечная веточка аксона утолщена и содержит пузырьки с раздражающим веществом. Когда по аксону нервные импульсы дойдут до синапса, пузырьки лопаются, и жидкость вытекает в синаптическую щель. В зависимости от ее состава клетка, регулируемая нейроном, может включиться в работу, то есть возбудиться, или выйти из работы (затормозиться).

Импульсы в нервной системе чем-то похожи на электрические импульсы, бегущие по проводам, между ними есть несколько существенных различий. Во-первых, в живом организме электрические процессы распространяются в жидкой, а не в твердой среде. Кроме того, проведение нервного импульса обеспечивается движением заряженных ионов через мембрану нервной клетки. При распространении импульса все новые участки мембраны становятся временно проницаемыми для ионов. Еще одно важное отличие состоит в том, что нейрон постоянно затрачивает энергию в форме АТФ на выведение поступивших в него ионов. Таким образом, способность клетки передавать информацию постоянно восстанавливается.

Прежде чем в нейроне возникнет нервный импульс, стимуляция его должна достигнуть определенного минимального, или порогового, значения. После того как пороговый уровень достигнут, возникший нервный импульс распространяется по всей длине аксона. Все импульсы одного и того же нейрона имеют одинаковую величину и движутся с одинаковой скоростью. Считается, что импульс нервной клетки подчиняется закону « все или ничего». Об этом свидетельствует наличие порога и постоянные параметры, характеризующие импульсы.

Нейрон может находиться только в двух состояниях: он либо «включен « (проводит импульс), либо « выключен « (не проводит импульса).

Синапс состоит из узкой щели между двумя клетками и двух мембран, одна из которых принадлежит клетке, посылающей сигнал, а другая - принимающей его. Информация передается через синапс от клетки к клетке одним из двух способов. Первый, сравнительно недавно обнаруженный, - это обычный «скачок» импульса с мембраны одного нейрона на мембрану другого, если клетки расположены очень близко друг к другу. Однако электрические синапсы встречаются довольно редко. Большая часть контактов принадлежит к типу химических синапсов. В них информация переносится через синаптическую щель с помощью особых химических веществ - медиаторов. Среди медиаторов наиболее широко известен ацетилхолин, который обнаружен во многих синапсах мозга, а также в других частях нервной системы и в нервно-мышечных соединениях, т.е. в контактах между нейронами и мышечными клетками.

Процесс передачи информации в химических синапсах начинается с прихода нервного импульса по аксону первого нейрона. Аксонные терминали содержат множество синаптических пузырьков, заполненных молекулами медиатора. Прибывающий импульс вызывает слияние мембран некоторых пузырьков с пресинаптической (т.е. расположенной перед синаптической щелью) мембраной. При этом пузырьки открываются и их содержимое выбрасывается в синаптическую щель. Преодолев просвет между клетками, молекулы медиатора связываются с рецепторными макромолекулами, встроенными в постсинаптическую (позади синапса) мембрану принимающего сигнал нейрона. В результате этого открываются каналы, пронизывающие постсинаптическую мембрану, и она становится проницаемой для определенных ионов. Иногда проницаемость мембраны возрастает до такой степени, что мощный поток ионов через нее приводит к формированию нервного импульса и в самом постсинаптическом нейроне.

Оставшиеся в синаптической щели свободные молекулы медиатора либо очень быстро разрушаются специальными ферментами, либо поглощаются одним из нейронов. Без такого механизма инактивации постсинаптический нейрон продолжал бы разряжаться непрерывно, т.е. генерировал бы импульсы вплоть до полного истощения.

Структура химического синапса объясняет, почему в норме импульс движется по нейрону только в одном направлении. Синапс может передавать информацию только в одну сторону, потому что из двух образующих его нейронов только первый содержит пузырьки с молекулами медиатора и только второй имеет рецепторы для их связывания. Таким образом, информация может передаваться постсинаптической мембраной только от синапса, т. е. по дендриту к телу клетки, а пресинаптической мембраной - только к синапсу, т. е. по аксону от тела клетки. В возбуждающих синапсах передатчик стимулирует постсинаптические дендриты. В тормозных синапсах связывание медиатора с рецепторами постсинаптической мембраны приводит к тому, что для генерации импульса в ней требуется стимул, превышающий обычный уровень. Иными словами, когда тормозной синапс активирован, пороговый стимул не вызывает ответа нейрона. Информация о величине стимула может быть закодирована тремя основными способами:

1. Частота. Чем сильнее стимул, тем выше будет частота импульсации нейрона, т.е. тем быстрее очередной импульс будет следовать за предыдущим.

2. Длительность серии импульсов (разряда). Чем больше сила стимула, тем дольше продолжается вызванная им импульсация нейрона.

3. Количество разряжающихся нейронов. Чем сильнее стимул, тем больше клеток ответят на него импульсами.

Аксон нейрона на конце разделяется на множество тонких веточек - терминалей, формирующих синапсы с другими клетками. С разными клетками нейроны образуют разное число синапсов. Кроме того, с одними клетками он может быть связан возбуждающими синапсами, а с другими - тормозными. От суммарного эффекта возбуждающих и тормозных воздействий на дендриты нейрона зависит будет ли клетка генерировать нервный импульс или нет. Такая сложная организация входов обеспечивает весьма тонкий контроль обработки информации и позволяет нервной системе по-разному отвечать на один и тот же стимул в различных ситуациях. Например, на телефонный звонок мы реагируем совершенно по-разному в зависимости от того, какого звонка мы ждем.

3. Химические медиаторы

Медиатор химический - вещество, выделяемое окончанием аксона в области синапса и активирующее постсинаптический нейрон или мышцу.

Полипептиды - это пептиды, состоящие из большого числа остатков аминокислот. Образование линейных молекул белков (первичная структура) происходит в результате соединения аминокислот друг с другом с помощью прочной ковалентной связи. Карбоксильная группа одной аминокислоты сближается с аминогруппой другой, и при отщеплении молекулы воды между аминокислотными остатками возникает пептидная связь. Каждый белок по своему химическому строению является полипептидом.

В состав белков входят аминокислоты.

Аминокислоты - это органические кислоты, содержащие одну или несколько аминогрупп.

По числу карбоксильных групп различают моно- и дикарбоновые аминокислоты, а по числу аминогрупп моно - и диаминокислоты. Из аминокислот синтезируются в организме белки различных органов и тканей, гормоны, ферменты и другие биологически важные вещества.

Аминокислоты по структурным признакам бывают двух групп: Ациклические (алифатические) и Циклические. К первой группе относятся моноаминомонокарбоновые (глицин, аланин, лейцин, изолейцин, валин), оксимоноаминокарбоновые (серин, треонин), моноаминодикарбоновые (аспарагиновая и глутаминовая кислоты).

В зависимости от свойств радикала, определяющего химическую природу аминокислот, последние могут быть классифицированы по такой схеме:

1. Радикал неполярный, или гидрофобный - аланин,валин, лейцин, изолейцин, пролин, оксипролин, фенилаланин, триптофан, метионин.

2. Радикал полярный незаряженный - глицин, серин, треонин, цистеин, тирозин.

3. Радикал, заряженный отрицательно (кислый) - аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота

4. Радикал, заряженный положительно (основной) - лизин, аргинин, гистидин.

Ацетилхолин (нейрогормон) - медиатор парасимпатической нервной системы, участвующий в проведении нервного импульса. В форме хлорида (температура плавления 147-151 градус) является одновременно и четвертичной аммониевой солью, и сложным эфиром:

Ацетилхолин - уксуснокислый эфир органического основания холина, выделяемый окончаниями многих нейронов.

Это широкораспространенное в растительных и животных тканях вещество получено синтетически. В обмене ацетилхолина участвуют два гормона: трансацетилаза (холинацетилаза) в биосинтезе из холина и ацетата в присутствии АТФ и холинэстераза в расщеплении его на холин и уксусную кислоту. В отсутствии АТФ ацетилхолин может образоваться в головном мозге из фосфорилхолина.

Концентрация различных медиаторов в бодрствующем и спящем мозге во время разных фаз сна различаются. Например, концентрация ацетилхолина выше в мозгу бодрствующего человека, а концентрация серотонина, наоборот, увеличивается у спящих.

Помимо ацетилхолина различные нейроны в мозгу синтезируют некоторые другие медиаторы. Среди них можно назвать норадреналин (норэпинефрин), очень схожий с адреналином (эпинефрином), который тоже обнаруживается в периферической нервной системе. Он является гормоном мозгового вещества надпочечников и является предшественником адреналина. Такой же химической структурой обладают дофамин и серотонин, характерные только для головного мозга. Дофамин служит медиатором для большой группы нейронов, связанных исключительно с контролем мышечной активности. Это промежуточный продукт биосинтеза норадреналина, относящийся к катехоламинам. Болезнь Паркинсона, проявляющаяся в сериях неконтролируемых движений, иногда вызывается недостатком этого медиатора, поэтому нередко при введении дофамина больные выздоравливают. Серотонин - медиатор, синтезируемый группой клеток, тела которых располагаются в стволе головного мозга, прямо над спинным мозгом. Считается, что серотонинергическая система играет важную роль в регуляции цикла сон-бодрствование и в формировании эмоциональных состояний.

Сравнительно недавно из различных областей мозга удалось выделить вещества, получившие название эндорфины. Эти вещества подавляют чувство боли. Их роль в организме пока еще не вполне ясна, но интересно отметить, что по химической структуре они сходны с морфином. Наличием в центральной нервной системе рецепторов эндорфинов можно объяснить высокую чувствительность мозга к морфину, опиуму и родственным им веществам.

Согласно теории химической передачи, процесс, происходящий в синапсах, в корне отличается от механизма передачи возбуждения по волокну. Предполагается, что физическое разъединение нервных волокон в синапсе препятствует « кабельной « передаче в месте соединения и вместо нее вступает в действие химический медиатор. В кончике аксона синтезируется специфическое вещество, которое освобождается под действием приходящего нервного импульса. Оно диффундирует через синаптическое пространство и связывается специальным хеморецептором на поверхности дендрита соседней клетки. В результате соединения медиатора с хеморецептором происходят изменения в мембране, вызывающие ее деполяризацию и возникновение нового потенциала действия. Этот потенциал распространяется по нейрону до следующего синапса, где в свою очередь стимулирует выделение другого химического медиатора.

Заключение

Большая часть контактов принадлежит к типу химических синапсов. В них информация переносится через синаптическую щель с помощью особых химических веществ - медиаторов.

Структура химического синапса объясняет, почему в норме импульс движется по нейрону только в одном направлении.

Все импульсы одного и того же нейрона имеют одинаковую величину и движутся с одинаковой скоростью. Считается, что импульс нервной клетки подчиняется закону «все или ничего». Об этом свидетельствует наличие порога и постоянные параметры, характеризующие импульсы.

Список литературы

1. Биохимический справочник. Коллектив авторов. - Киев, изд-объединение «Вища- школа», 1979

2. Кемп П., Армс К. Введение в биологию: Пер. с англ.- М.: Мир, 1988

3. К.Вилли Биология: Пер. с англ.- М.: Мир, 1968

Размещено на Allbest.ru