Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова
Биологический факультет
Строение нервной клетки.
Электрофизиологические
характеристики
Выполнила:
Студентка 1 курса магистратуры
Голикова Екатерина Андреевна
Москва, 2016
Основные функции нейрона: генерация,
проведение и передача нервного импульса, который
является носителем информации в нервной системе.
Нейрон – элементарная структурно-функциональная
единица нервной ткани
Нейрон состоит из тела и дифференцированных по строению и функциям
отростков. Длинный отросток (нервное волокно) - аксон – у большинства
нейронов имеет миелиновую оболочку, состоящую из особого жироподобного
вещества – миелина. Она образуется специальными клетками – Шванновскими
клетками. По аксону сигнал передается от тела нейрона. Короткие отростки –
дендриты – участвуют в передаче сигнала к телу нейрона.
Образование миелиновой оболочки
Шванновской клеткой
Миелиновая оболочка формируется из плоского выроста тела
Шванновской клетки, многократно оборачивающего аксон подобно
изоляционной ленте. Миелиновая оболочка имеет белый цвет, что
позволило разделить вещество нервной системы на серое и белое.
Миелиновая оболочка способствует изоляции нервного волокна. Нервный
импульс проводится по такому волокну быстрее, чем по лишенному
миелина. В нем имеются промежутки – перехваты Ранвье, участвующие в
быстром проведении нервного импульса.
Типы нейронов
Синапс – межклеточный контакт между нейроном и
клеткой мишенью
Типы
Химические синапсы Электрические синапсы
• Высокая скорость проведения сигнала
• Ширина синаптической щели около 2нм
• Передача электрического сигнала
• Передача сигнала в обе стороны
• Передача только сигнала возбуждения
• Обеспечение синхронности клеток
• Существует задержка в передаче сигнала
• Ширина синаптической щели около 20 нм
• Передатчиком сигнала служит вещество-
посредник – медиатор
• Передача сигнала в одну сторону
• Передача возбуждающего и тормозного
сигнала
• Высокая точность передачи, пластичность
Строение химического синапса
Потенциал покоя нервной клетки
Потенциал покоя (мембранный потенциал) - это разность потенциалов
между наружной и внутренней поверхностью мембраны в состоянии
относительного физиологического покоя.
Причины формирования потенциала покоя
неодинаковое распределение
ионов по обе стороны мембраны
избирательная проницаемость мембраны
для ионов. В состоянии покоя мембрана
неодинаково проницаема для различных
ионов.
•Электрохимическое равновесие (силы
диффузии+силы электростатического
взаимодействия)
•Натрий-калиевый насос
Объект
Соотношение проницаемостей
PK:PNa:PCl в покое, нормированное
по отношению к PK
PK PNa PCl
Аксон
кальмара
1,0 0,04 0,25
Мышечные
волокна
лягушки
1,0 0,01 2
Мембрана
перехвата
Ранвье
1,0 0,04 0,2
Амеба 1,0 1,0 0,01
Потенциалобразующие ионы: Na, K, Cl
Для расчета ПП используется уравнение Гольдмана–Ходжкина–
Катца, учитывающее вклад трех потенциалобразующих ионов:
где ϕМ - мембранный потенциал; PK, PNa, PCl – проницаемости для K, Na, Cl;
[Na
+
]i, [K
+
]i , [Cl
-
]i - концентрация Na
+
, K
+
, Cl
-
внутри клетки; [Na
+
]0, [K
+
]0 , [Cl
-
]0 -
концентрация Na
+
, K
+
, Cl
-
снаружи клетки; R – универсальная газовая
постоянная; F – число Фарадея, T – абсолютная температура
Функция ПП состоит в стабильном обеспечении
работоспособного состояния нервных клеток!
Обладая ПП, нейрон способен из состояния ожидания переходить в
«рабочий режим» - т.е. генерировать потенциалы действия
Потенциал действия (ПД) нервной клетки
ПД – скачок потенциала на мембране, предающий информацию в ЦНС и на
периферии.
Какие ионные каналы обусловливают
основные фазы ПД в моторных
нейронах?
Деполяризация Реполяризация
K потенциал-зависимый канал
Сенсор
электрического
поля
Na потенциал-зависимый канал
h ворота
m ворота
Схема работы калиевых каналов
Вольт-амперные кривые “I-V” показывают зависимость тока
через мембрану от потенциала
INa=gNa(Vм –ENa)IК=gК(Vм –EК)
Входящий
натриевый ток
leak
Na ток
Ток утечки
Kv-ток
Порог ПД
-I Na= Ileak+ I K
ПП
Ионные токи, обеспечивающие ПД
Видеоролик по ПД
Видеоролик: работа синапса
Никотиновый ацетилхолиновый рецептор
Спасибо за внимание!

презентация

  • 1.
    Московский Государственный Университетимени М.В.Ломоносова Биологический факультет Строение нервной клетки. Электрофизиологические характеристики Выполнила: Студентка 1 курса магистратуры Голикова Екатерина Андреевна Москва, 2016
  • 2.
    Основные функции нейрона:генерация, проведение и передача нервного импульса, который является носителем информации в нервной системе. Нейрон – элементарная структурно-функциональная единица нервной ткани Нейрон состоит из тела и дифференцированных по строению и функциям отростков. Длинный отросток (нервное волокно) - аксон – у большинства нейронов имеет миелиновую оболочку, состоящую из особого жироподобного вещества – миелина. Она образуется специальными клетками – Шванновскими клетками. По аксону сигнал передается от тела нейрона. Короткие отростки – дендриты – участвуют в передаче сигнала к телу нейрона.
  • 3.
    Образование миелиновой оболочки Шванновскойклеткой Миелиновая оболочка формируется из плоского выроста тела Шванновской клетки, многократно оборачивающего аксон подобно изоляционной ленте. Миелиновая оболочка имеет белый цвет, что позволило разделить вещество нервной системы на серое и белое. Миелиновая оболочка способствует изоляции нервного волокна. Нервный импульс проводится по такому волокну быстрее, чем по лишенному миелина. В нем имеются промежутки – перехваты Ранвье, участвующие в быстром проведении нервного импульса.
  • 4.
  • 5.
    Синапс – межклеточныйконтакт между нейроном и клеткой мишенью Типы Химические синапсы Электрические синапсы • Высокая скорость проведения сигнала • Ширина синаптической щели около 2нм • Передача электрического сигнала • Передача сигнала в обе стороны • Передача только сигнала возбуждения • Обеспечение синхронности клеток • Существует задержка в передаче сигнала • Ширина синаптической щели около 20 нм • Передатчиком сигнала служит вещество- посредник – медиатор • Передача сигнала в одну сторону • Передача возбуждающего и тормозного сигнала • Высокая точность передачи, пластичность
  • 6.
  • 7.
    Потенциал покоя нервнойклетки Потенциал покоя (мембранный потенциал) - это разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностью мембраны в состоянии относительного физиологического покоя. Причины формирования потенциала покоя неодинаковое распределение ионов по обе стороны мембраны избирательная проницаемость мембраны для ионов. В состоянии покоя мембрана неодинаково проницаема для различных ионов. •Электрохимическое равновесие (силы диффузии+силы электростатического взаимодействия) •Натрий-калиевый насос Объект Соотношение проницаемостей PK:PNa:PCl в покое, нормированное по отношению к PK PK PNa PCl Аксон кальмара 1,0 0,04 0,25 Мышечные волокна лягушки 1,0 0,01 2 Мембрана перехвата Ранвье 1,0 0,04 0,2 Амеба 1,0 1,0 0,01
  • 8.
    Потенциалобразующие ионы: Na,K, Cl Для расчета ПП используется уравнение Гольдмана–Ходжкина– Катца, учитывающее вклад трех потенциалобразующих ионов: где ϕМ - мембранный потенциал; PK, PNa, PCl – проницаемости для K, Na, Cl; [Na + ]i, [K + ]i , [Cl - ]i - концентрация Na + , K + , Cl - внутри клетки; [Na + ]0, [K + ]0 , [Cl - ]0 - концентрация Na + , K + , Cl - снаружи клетки; R – универсальная газовая постоянная; F – число Фарадея, T – абсолютная температура Функция ПП состоит в стабильном обеспечении работоспособного состояния нервных клеток! Обладая ПП, нейрон способен из состояния ожидания переходить в «рабочий режим» - т.е. генерировать потенциалы действия
  • 9.
    Потенциал действия (ПД)нервной клетки ПД – скачок потенциала на мембране, предающий информацию в ЦНС и на периферии.
  • 10.
    Какие ионные каналыобусловливают основные фазы ПД в моторных нейронах? Деполяризация Реполяризация K потенциал-зависимый канал Сенсор электрического поля Na потенциал-зависимый канал h ворота m ворота Схема работы калиевых каналов
  • 11.
    Вольт-амперные кривые “I-V”показывают зависимость тока через мембрану от потенциала INa=gNa(Vм –ENa)IК=gК(Vм –EК) Входящий натриевый ток leak Na ток Ток утечки Kv-ток Порог ПД -I Na= Ileak+ I K ПП Ионные токи, обеспечивающие ПД Видеоролик по ПД
  • 12.
    Видеоролик: работа синапса Никотиновыйацетилхолиновый рецептор
  • 13.