Рецептори, значення,види

Рецептори – це спеціалізовані структури, що забезпечують:

а) сприйняття інформації про дію подразника;

б) первинний аналіз цієї інформації (сила, якість, час дії, новизна подразника).

в) кодування інформації.

Існують різні класифікації рецепторів, в основі яких лежать різні властивості рецепторів:

1. За психофізіологічними відчуттями, що виникають при збудженні рецепторів, вони поділяються на:

зорові; слухові; смакові; нюхові;

термічні;

кінетостатичні, тощо.

2. За особливостями будови:

2.1. За наявністю спеціалізованої сенсорної клітини:

первинні

вторинні

.

2.2. За наявністю чи відсутністю допоміжних структур:

вільні нервові закінчення - допоміжних структур не мають;

рецептори, що мають допоміжні структури (більшість); усі допоміжні структури;
створюють оптимальні умови для сприйняття рецептором інформації про дію
адекватного подразника (подразник, до дії котрого рецептор спеціалізований у ході еволюції);

3. За природою адекватного подразника:

механорецептори;

хеморецептори;

терморецептори;

фоторецептори.

4. За локалізацією:

екстерорецептори - сприймають інформацію про дію зовнішніх чинників (шкірні рецептори, зорові, тощо);

інтерорецептори - сприймають інформацію про дію внутрішніх чинників (вісцерорецептори, пропріорецептори, тощо);

5. За швидкістю адаптаці- рецептори, що швидко адаптуються (дотикові рецептори шкіри);

рецептори, що адаптуються з середньою швидкістю (більшість рецепторів);

рецептори, що повільно адаптуються (вестибулярні).

Теорія функціональних систем П. К. Анохіна

Функціональна система - це сукупність органів і тканин, які належать до різних анатомо-фізіологічних утворень, для досягнення позитивного для організму результату (нормалізація АТ, рівня цукру крові). Функціональна система включає:

1. рецептори;

2. провідний апарат, який передає сигнал від рецепторів.

3. центральні нейрони, в яких складається програма і зберігається прогноз майбутніх результатів.

4. еферентний апарат, який змінює функцію периферичних органів.

5.зміна функцій периферичних органів сприймається рецепторами робочого органу, виникає зворотня аферентація у вигляді сигналів про результати у нервових центрах.

В разі неспівпадання результата і прогноза структура функціональної системи змінюється.

Зворотні зв'язки бувають:

- позитивний зворотній зв'язок - при збільшенні якого - небудь параметра дія підсилюється;

- негативний зворотній зв'язок - зниження функціональної активності органа;.

 

 

ЛЕКЦІЯ №2

Фізіологія і властивості збудливих тканин. Фізіологія м’язів і нейронів

 

План

 

1.Подразливість та збудливість. Збудливі тканини. Збудження. Роль клітинних мембран в утворенні збудження. Транспорт йонів та інших речовин через мембрани, його види, механізм реалізації.

2.Мембранний потенціал спокою (МПС), механізм утворення, методи реєстрації. Фізіологічна роль МПС.

3.Потенціал дії (ПД), його фази, методи реєстрації, параметри ПД. Йонні механізми розвитку ПД. Фізіологічна роль ПД.

4.Механізм проведення нервового імпульсу мієліновими та безмієліновими нервовими волокнами. Швидкість проведення збудження, фактори, від яких вона залежить.

5.Властивості м’язового волокна. Механізми утворення та передачі збудження, скорочення скелетних м’язів. Будова та функції нервово-м’язового синапсу

6.Функції та властивості скелетних м’язів (типи м’язових волокон, типи вкорочень, сила і робота мязів, фази теплоутворення, втома).

7.Властивості гладких м’язів, їх функції. Автоматія

8.Нейрон і нейроглія як структурно-функціональні одиниці ЦНС. Координація та інтеграція. Синапси ЦНС. Нейромедіатори, види, функції

9.Процеси збудження та гальмування у ЦНС.

Самостійне вивчення тем:

Фізіологія іонних каналів і помп.

Фізіологія нервових волокон, їх трофічна функція.

Визначення функціональних показників фізичного розвитку. Антропометрія.

Виконайте завдання № 3, 4, 5 збірника самостійної позааудиторної роботи.

Література:

Основна Л – 1 «Нормальна фізіологія» за ред. В.І.Філімонова, К. «Здоров’я»;

Федонюк Я.І. Анатомія та фізіологія з патологією», Тернопіль, 2001 р.

Фізіологія людини за ред. В.І. Філімонова, К. Медицина, 2011 р, с.

Додаткова:

Атлас з нормальної фізіології А.В. Коробков, С.А. Чеснокова, р..

 

Фізіологія і властивості збудливих тканин

Живий організм - це складна система, яка складається із великої кількості клітин,

кожна клітина - є структурною, функціональною і генетичною одиницею живого організму.

Клітини, органи можуть перебувати у 2-х станах:

фізіологічний спокій

активний стан або збудження.

Перехід від спокою до збудження відбувається завдяки тому, що всі живі клітини мають здатність до подразливості.

Подразливість - це здатність змінювати свою активність під дією подразника.

Подразнення - це дія подразника.

Збудливість - це здатність реагувати на дію подразника

Подразники бувають різні:

-За біологічними ознаками: адекватні(специфічні); неадекватні(неспецифічні).

-По силі: порогові; надпорогові; допорогові.
-По характеру подразника: електричні, хімічні; температурні; механічні.

Будь - якій живій тканині (нервова, м'язова, залозиста) притаманна збудливість.

Збудливість- це основна фізіологічна властивість тканини, яка полягає у здатності приходити в стан збудження при дії подразника.

Збудження- це фізіологічний процес, який розвивається у збудливій тканині при дії подразника і полягає у зміні перебігу процесів обміну речовин у тканині, що викликає характерну для тканини діяльність. Наприклад, м'яз починає скорочуватись, залоза секретувати.

Мембранний потенціал спокою. Збудлива тканина постійно генерує електричний струм. Усі живі клітини мають поляризовану клітинну мембрану, тобто в стані спокою її зовнішня поверхня має позитивний заряд, а внутрішня - негативний. Між внутрішньою і зовнішньою поверхнями клітинної мембрани в стані спокою завжди виникає електричний струм, який називається мембранним потенціалом спокою. У різних клітинах він коливається від 50 до 90 мВ.

Потенціал дії - це швидке коливання мембранного потенціалу, яке виникає при збудженні клітин. Головною причиною розвитку потенціалу дії є зміна проникності мембрани для іонів. Виникнувши у місці подразнення, потенціал дії поширюється уздовж нервового чи м'язового волокна, завдяки чому відбувається передача інформації.Відповідь на подразнення може бути локальною, тобто розвиватись тільки в місці подразнення, або розповсюджуватись уздовж мембрани по всій клітині, це називається збудження. Клітини епітеліальної і сполучної тканини здатні тільки до місцевих біологічних реакцій. А клітини нервової, м'язової, залозистої органів здатні до збудження їх відповідна реакція проявляється яскраво і наступає швидко. Тому нервову, м'язову, залозисту тканини називають збудливими.

Однією із властивостей живих клітин є їх електрична збудливість, тобто здатність збуджуватись під дією електричного струму (дослід Гальвані, Вольта, Матеуччі)

В кінці 19 ст. завдяки дослідам Л. Германа, Е. Дюбуа-Раймона, Ю. Бернштейна стало очевидним, що електричні явища, які виникають у збудливих тканинах, обумовлені електричними властивостями клітинних мембран.

 

Зміна збудливості. Збудження, яке виникло в нерві або мязі, розповсюджується по тканині. Під час збудження змінюється збудливість тканини. Під час максимального розвитку збудження тканина на деякий час стає незбудливою. Цей період незбудливості тканини називається рефрактерним періодом. Розрізняють абсолютну і відносну рефрактерність.

 

Функції клітинних мембран, роль в утворенні збудження.

Більшість фізіологічних процесів в клітинах проходить при участі клітинної мембрани, яка оточує клітину, відокремлюючи її від зовнішнього середовища.

Значення клітинної мембрани:

-утворює структуру клітини та її органоїдів,

-ізолююча, тобто стає перепоною на шляху речовин, які намагаються ввійти або вийти із клітин, забезпечує сталість складу клітини,

-регулює активність процесів, які відбуваються в клітинах та органоїдах, передає їм зовнішні сигнали,

-утворює градієнти концентрації багатьох сполук між клітиною, органоїдами і зовнішнім середовищем,

-визначає імунну специфічність клітин,

-мембрана містить рецептори для сприймання зовнішніх сигналів, тобто перетворює подразнення неелектричної породи в електричну.

Будова клітинної мембрани

Найбільш розповсюдженою є рідинно-мозаїчна модель (1972 р.).

В клітинній оболонці розрізняють шари:

1.Ліпідний бі-шар. Товщина ліпідного шару 5нм.ліпіди складають 45%, молекули орієнтовані таким чином, що гідрофобні кінці знаходяться в середині бі-шару,

а гідрофільні головки направлені до рідини

Наявність ліпідного бі-шару пояснює чому через мембрану легко проникають жиророзчинні речовини, а водорозчинні іони не можуть побороти гідрофобний бар'єр, тому вони проникають в клітину через спеціальні канали і провідники.

2.Білки мембран: на їх долю доводиться 55%, термін життя білків 2-5 діб, тому в клітині постійно йде їх синтез. Білки утворюють два шари, але це не суцільні шари.Білки поділяються на види:

а) інтегральні, які пронизують мембрану наскрізь, ці білки вистеляють стінки
іонних каналів, утворюють інтегральні білки – переносники і забезпечують транспорт іонів через мембрану, тобто через ліпідний бі-шар;

б) периферійні білки занурені між ліпідами на різну глибину, вони пов'язані з
мембраною слабо. Периферійні білки входять до складу рецепторів.

Білки - рецептори (БР) «вмонтовані» в клітинну мембрану, завдяки стереохімічній будові вони здатні з'єднуватись з молекулою хімічної речовини, яка з'явилась у навколишньому середовищі. З'єднатись БР може тільки при стереохімічному співвідношенні (замок і ключ). Хімічна речовина несе інформацію (І), тому утворюється комплекс БРІ, який запускає ланцюг хімічних реакцій, виконується клітиною певна функція.

Транспорт іонів через мембрани, види.

Через клітинну мембрану проходять різні речовини. Перехід залежить від розмірів молекул, їх заряду, розчинності в ліпідах. Механізми транспорту речовин різні.

Види транспорта речовин через мембрану:

-пасивний транспорт

-активний транспорт(первинний і вторинний)

 

Пасивний транспорт іонів через клітинну мембрану не потребує витрат енергії, він відбувається по концентраційному градієнту через іонні канали(пори), які пронизують мембрану і вистелені інтегральними білками. Канали пропускають відповідні іони Фактори, що регулюють проходження іонів через канали:

а) розмір селективного фільтру; б) заряд стінки канала

Іонний канал може бути в 2-х станах (відкритими та закритими), для цього є ворота(це молекули інтегрального білка), коли ворота відкриті - канал вільний для проходження іонів, коли закриті - канал не пропускає іони.

По швидкості відкриття та закриття канали бувають: швидкі і повільні.

Стан каналу залежить:

-від величини електричної різниці потенціалів мембрани (це потенціалзалежні іонні канали),

-від хімічних речовин(медіаторів, гормонів) - це хемозбудливі канали (лігандзалежні).

Пасивний транспорт води - вода переміщується пасивно, під дією різних рушійних сил: дифузія, осмос, гідростатичний тиск.

Активне транспортування речовин. Іонні насоси

 

Активне транспортування відбувається проти градієнта концентрації речовин і вимагає затрат енергії, яка виділяється при розпаді АТФ. Активний транспорт іонів здійснюється за допомогою іонних насосів. Є різні насоси, наприклад натрієво-калієвий насос, що підтримує в клітині постійний іонний склад.

Робота Nа⁺ - К⁺ насосу забезпечує транспорт Nа⁺ і К⁺. У мембрану вбудована молекула транспортного білка Nа⁺ - К⁺ АТФ аза, яка може відкриватись на зовнішню або внутрішню поверхню мембрани, поруч розташована молекула АТФ.

Механізм роботи натрій-калієвого насосу:

За один цикл роботи насоса витрачається 1 молекула АТФ, в клітину поступає 2К⁺, а із клітини виходить ЗNа ⁺, тобто в сумі із клітини виводиться один позитивний заряд (циклів 150-600 за 1 секунду), тому натрія, калія, кальція, хлору.

Кальцієвий насос

Існує два типи кальцієвих насосів:

1.Один забезпечує викид кальцію із клітини в міжклітинний простір;

2.Другий переносить Са ⁺ із цитоплазми в саркоплазматичний ретикулюм м'язових волокон, тому в СР накопичується Са²⁺ (депо)

Для викачування одного іона Са ⁺ витрачається дві молекули АТФ.