Podstawowe pojęcia elektrofizjologii: Pod względem kierunku przekazywania
Pobudliwość - zdolność komórki lub tkanki do reagowania stanem pobudzenia na sygnału neurony dzielimy na:
bodziec w sposób swoisty: mięsień - skurczem, kom. nerwowa – impulsem, tk.
•czuciowe (dośrodkowe, aferentne,
gruczołowa – wydzielaniem itd.
wstępujące) - biegną od receptora do
ośrodka;
Pobudzenie - zmiana stanu spoczynku na stan czynny; zmiany fizykochemiczne w
•ruchowe (odśrodkowe, eferentne,
tkance/komórce wskutek działania bodźca. Aby wywołać pobudzenie tkanka musi być zstępujące) – biegną z OUN do efektora; pobudliwa, a bodziec odpowiednio silny.
•pośredniczące (kojarzeniowe, interneurony) Impuls nerwowy - zmiana elektryczna lub fala depolaryzacji rozchodząca się wzdłuŜ – występują m. in. pomiędzy neuronami włókna nerwowego (aksonu) i rejestrowana w postaci zmiany potencjału czuciowymi i ruchowymi
Ośrodki nerwowe - skupiska neuronów
Stymulacja – wywoływanie stanu czynnego działaniem bodźca tworzących zespoły czynnościowe:
Bodziec - dostatecznie silna i szybka zmiana środowiska zewnętrznego lub
•jądra – z wyraźnymi granicami
wewnętrznego wywołująca pobudzenie komórki lub tkanki anatomicznymi, połoŜone w OUN
Stan spoczynku = potencjał błonowy = potencjał spoczynkowy – wstępnie istniejąca •pola, strefy lub obszary – bez róŜnica potencjałów pomiędzy wnętrzem a otoczeniem komórki; polaryzacja wyraźnych granic, połoŜone w OUN
(elektroujemność wnętrza względem powierzchni zewnętrznej komórki); w komórce (znaczenie funkcjonalne, a nie
nerwowej wynosi -70mV
morfologiczne)
Depolaryzacja - zmniejszenie wstępnie istniejącej róŜnicy potencjałów
•zwoje - poza mózgowiem lub rdzeniem
Hiperpolaryzacja - pogłębienie wstępnie istniejącej róŜnicy potencjałów kręgowym
Cechy przewodnictwa impulsu w nerwach
Podział bodźców ze względu na ich siłę:
1. Przewodzenie we włóknach rdzennych i bezrdzennych –
Bodźce podprogowe – bodźce zbyt słabe do wywołania skokowe i ciągłe, odpowiednio
pobudzenia,
2. ZaleŜność szybkości przewodzenia od średnicy włókna Bodziec progowy – najmniejszy bodziec wywołujący reakcję nerwowego
Bodźce nadprogowe – bodźce o sile większej niŜ progowy (im Im większa średnica, tym większa prędkość (mniejszy opór silniejszy bodziec tym silniejsza reakcja)
przewodnika)
Bodziec maksymalny – najmniejszy bodziec wywołujący 3. ZaleŜność szybkości przewodzenia od stopnia maksymalną reakcję. Większy bodziec nie powoduje zwiększania zmielinizowania włókna nerwowego
wielkości reakcji
Im grubsza warstwa mieliny, tym większa prędkość Bodziec supramaksymalny lub ponadmaksymalny –
przewodzenia
zwiększenie bodźca bez większego efektu, po określonej sile 4. Prawo izolowanego przewodnictwa
bodziec supramaksymalny jest bodźcem uszkadzającym mięsień.
Impuls nerwowy nie przenosi się na równoległe włókna Podział bodźców ze względu na swoistość:
nerwowe, nawet gdy nie posiada ono osłonek
Swoiste (adekwatne)
5. Prawo jednokierunkowego przewodnictwa w rdzeniu Nieswoiste (nieadekwatne)
kręgowym – prawo Bella-Magendiego
Prawo „wszystko albo nic”: bodziec progowy jest bodźcem maksymalnym Zgodnie z prawem „wszystko albo nic” reaguje:
-
pojedyncze włókno nerwowe
-
pojedyncze włókno mięśniowe
-
jednostka motoryczna
-
mięsień sercowy (w całości)
Prawo „ wszystko albo nic” nie stosuje się do mięśni szkieletowych jednostka motoryczna mięśnia – motoneuron + włókna mięśniowe, które ten motoneuron unerwia
Rodzaje skurczów mięśniowych:
1)
izotoniczny – mięsień ulega skróceniu, napięcie się nie zmienia (zmienia się długość, stałe napięcie), (skrócenie mięśnia)
2)
izometryczny – długość taka sama, zmienia się napięcie (prioproreceptory), (zmiana napięcia mięśniowego)
3)
auksotoniczny – jednoczesne skrócenie i zwiększenie napięcia mięśnia (L > 0 oraz F > 0) (wykonana praca)
OUN – reguluje efekt skurczu mięśnia poprzez: 1)
zmianę siły mięśnia (skurcz izometryczny, regulacja izometryczna) 2)
zmianę szybkości skurczu (regulacja izotoniczna) Siła skurczu mięśnia w organizmie zaleŜy od: 1)
liczby jednostek motorycznych biorących udział w skurczu 2)
częstotliwości, z jaką poszczególne jednostki motoryczne są pobudzane 3)
stopnia rozciągnięcia mięśnia przed jego skurczem
Miary pobudliwości tkanki/ komórki ZaleŜne od siły bodźca:
Krzywa Hoorwega –
Próg pobudliwości
najmniejsza siła bodźca
Weissa – Lapicque’a
wywołującego reakcję
Reobaza (R)
• Im większa siła bodźca
caź
tym jest krótszy czas jego
najmniejsze natęŜenie
do
działania potrzebny do
prądu elektrycznego
wywołania pobudzenia
konieczne do
siła b
• Im słabszy bodziec, tym
wywołania reakcji
dłuŜej musi działać, aby
wywołac stan pobudzenia
2R
ZaleŜne od czasu działania
bodźca:
R
Czas uŜyteczny
najkrótszy czas działania
bod
Ch
czas działania bod
źca potrzebny do
źca
wywołania reakcji
Labilność
maksymalna częstotliwość
Chronaksja (Ch)
bodźców, na którą w przedziale
czas uŜyteczny dla bodźca
czasu odpowie tkanka/ komórka
o sile podwójnej reobazy
Większa labilność – większa
(2R)
pobudliwość
Podział bodźców ze względu na ich siłę bodźce skuteczne
wielkość
reakcji
bodźce nadprogowe
bodźce supramaksymalne
bodźce
podprogowe
bodziec
maksymalny
siła bodźca
bodziec
progowy
Bodźce podprogowe – bodźce zbyt słabe do wywołania pobudzenia, Bodziec progowy – najmniejszy bodziec wywołujący reakcję, Bodźce nadprogowe – bodziec o sile większej niŜ progowy (im silniejszy bodziec tym silniejsza reakcja) Bodziec maksymalny – najmniejszy bodziec wywołujący maksymalną reakcję. Wzrost siły bodźca nie powoduje zwiększania wielkości reakcji
Bodziec supramaksymalny lub ponadmaksymalny – zwiększenie bodźca bez większego efektu, po określonej sile bodziec supramaksymalny jest bodźcem uszkadzającym mięsień.
Podział włókien ze względu na budowę anatomiczną, funkcje i występowanie szybkość
średnica
przynaleŜność
grupa
podgrupa
przewodzenia
osłonka
występowanie
(µm)
do UN
(m/s)
wł. niektórych protoneuronów (dendryty) i
α
12-20
70-120
somatyczne
motoneuronów (aksony)
β
5-12
30-70
somatyczne
dendryty protoneuronów dotyku i ucisku
A
γ
3-6
15-30
somatyczne
aksony motoneuronów
mielina
δ
2-5
12-30
somatyczne
dendryty protoneuronów bólu i temperatury
B
autonomiczne
ok. 3
13-15
wł. autonomiczne przedzwojowe
i bólowe
s
wł. sympatyczne zazwojowe
autonomiczne
C
0,4-1,3
0,5-2
nagie
dr
i bólowe
wł. aferentne korzeni grzbietowych
PodłoŜe jonowe potencjału spoczyn
y kowego (błonowego)
s t ę Ŝ e n i e ( µ m o l / m l)
E
j o n
p o t e n c ja ł r ó w n o w a g i
s t r o n a z e w n ę t r z n a
s t r o n a w e w n ę t r z n a
( m V )
K +
4
1 5 5
– 9 0
C l –
1 2 0
5
– 9 0
A n io n y o r g a n ic z n e
7
1 5 5
– 9 0
N a +
1 4 5
1 0
+ 6 5
RT
[ X ] zew
Równanie Nernst’a – potencjał równowagi dla jonów E =
lg
F
[ X w
] ew
R – stała gazowa; T – temperatura absolutna ustroju; F – stała Faraday’a
Odruch jest to reakcja organizmu na
bodziec, zachodząca przy udziale OUN
1. ze względu na złoŜoność (ilość synaps pomiędzy protoneuronem a motoneuronem):
Elementy
y łuku odruchowego:
•
monosynaptyczne (odruch proprioreceptywny)
zredukowany (2-elementowy): droga
•
oligosynaptyczne
doośrodkowa – droga odośrodkowa
•
polisynaptyczne (odruchy eksteroreceptywne)
5-elementowy: receptor-droga
2. ze względu na rodzaj receptora:
doośrodkowa (neuron czuciowy) –
•
proprioreceptywny (odruch własny mięśnia) – proprioreceptor ośrodek (1 lub więcej neuronów w OUN)
•
interoreceptywny – interoreceptor (zlokalizowany w ścianach
– droga odośrodkowa (neuron ruchowy) –
narządów wewnętrznych)
efektor (mięsień, kom. gruczołowa)
•
eksteroreceptywny – eksteroreceptor (reagujący na bodźce pochodzące ze środowiska zewnętrznego)
Cechy reakcji odruchowej (wg
Sherringtona):
3. ze względu na poziom integracji:
1. pośrednictwo OUN
•
rdzeniowe – odcinkowe i międzyodcinkowe
2. jednokierunkowość przewodzenia
(protoneuron i motoneuron związane są z tym samym lub 3. czas działania bodźca nie pokrywa
róŜnymi segmentami rdzenia kręgowego, odpowiednio) się z czasem reakcji
•
podkorowe – nadodcinkowe – integrowane powyŜej 4. rekrutacja
rdzenia kręgowego
5. promieniowanie
•
korowe – nadodcinkowe
6. sumowanie stanu pobudzenia w
4.
ze względu na rodzaj efektora:
czasie i przestrzeni
•
somatyczne
•
wegetatywne (trzewno-ruchowe lub wydzielnicze) 5.
ze względu na znaczenie biologiczne (3+1): 7. konwergencja
•
pokarmowe
•
seksualne
•
obronne
•
eksploracyjne
8. dywergencja