Elektrofizjologia
Układ Somatyczny – od niego zależny jet układ mięśniowy; zawiaduje procesami ruchowymi organizmu.
Systemy regulacji:
-system nerwowy (zależny od zdolności przekazywania impulsów)
- system endokrynny (zależny od zdolności wydzilania hormonów)
Właściwości elektryczne komórki:
Jedną z podstawowych cech czynnościowych komórki jest zdolność do wytwarzania różnic potecjałuy elektrycznego. Najwększą zdolnośc w tym zakresie posiadają komórki pobudliwe np. Komórki nerwowe i komórki mięśniowe. Warunkiem wytwarzania zjawisk bioelektrycznych (różnic potencjałó elektrycznych) jest istnienie spoczynkowego zróżnicowania potecjałów pomiędzy wnętrzem komórki, a jej otoczeniem. Tę różnicę potencjałów nazywamy potencjałem spoczynkowym, a także potecjałem błonowym.
Aniony fosforanów organicznych występują wewnątrz komórki i decydują o potencjale komórki w granicach -80eV lub -90eV.
W środowisku zewnątrzkomórkowym występjuą głównie kationy sodu, a także nieliczne aniony chloru.
Komórka pobudliwa może zmniejszać przepuszczalność błon komórkowych dla jonów, czyli stan depolaryzacji (powstawanie potencjału czynnościowego). W wyniku bodźca następuje odwrócenie różnicy potencjału między wnętrzem komórki, a jej powierzchnią.
W miejscu pobudzonym błona komórkowa staje się elektroujemną na powierzchni w stosunku do elektrododatniego wnętrza.
Występuje także różnica potencjałow między miejscem gdzie dotarło pobudzenie, a miejscem gdzie ono nie dotarło.
Pobudzenie przechodzi falą wzdłuż komórki, a błona staje się znów półprzepuszczalna dzięki działaniu pompy sodowo-potasowej. Błona odzyskuje swoją wyjściową polaryzację – ulega repolaryzacji.
Podnieta progowa – im większa pobudliwość komórki tym szybsdza reakcja, im mniejsza wartość podniety progowej tym większa pobudliwość tkanek.
Wartość bodźca progwego przyjęto określać w oparciu o dwie miary pobudliwości:
- reobaza – najmniejsza wartośc prądu drażnienia, która wyzwala pobudzenie komórki
- chronaksja - najkrótszy czas działania bodźca o sile podwójnej reobazy, wystarczający do pobudzenia komórki.
Wewnątrz komórki nie może być ponad +20mV.
Pompa sodowo-potasowa – forma czynna transportu, niezbędna jest energia (ATP)
Potencjał spoczynkowy – właściwa pobudliwość komórki.
Do aktywacji pompy niezbędne są jony magnezowe. Niezbędne jest dostarczenie ATP, środowisko musi być utrzymywabe w należnej temperaturze, musi być zapewniony dostęp do tlenu. Wapń działa hamująco.
DO NAUKI: potencjał spoczynkowy i czynnościowy, pompa sodowo-potasowa i warunki jakie muszą być spełnione, co to jest podnieta progowa, jak zachodzą zmiany pobudliwości. Skurcz wtórorzędny, podnieta osmotyczna(np sól kuchenna wywołuje pobudzenie).
Fizjologia mięśni szkieletowych.
1) –mięśnie statyczne
2) - mięśnie dynamiczne – np mięśnie konczhny dolnej
Mięśnie szkieletowe – czynna część aparatu ruchowego; mięśnie są pobudzane za pośrednictwem układu nerwowego.
Sarkolema – błona mięśniowa
Prążek ciemny – amizotropowy
Prążek jasny – izotropowy
Sarkomer – najmniejsza jednostka strukturalna w włóknie mięśniowym (prążki oddzielone są linią graniczną Z)
Mięśnie => włókna mięśniowe => miofibrylle => miofilamenty => sarkomery => prążek amizotropowy, izotropowy i linia Z.
W części centralnej – miozyna; od lini Z do części centralnej – aktyna.
Miozyna:
a) Meromiozyna lekka (4 łańcuchy)
b) Meromiozyna ciężka (2 łańcuchy)
Aktyna (na niej zlokalizowane jest białko – troponina)
Na 1 włokienko miozyny przypada 6 włókienek aktyna.
Skurcz:
1) Pobudzenie mięśnia bodźcem za pomocą motoneuronu, za pośrednictwem acetylocholiny (depolaryzacja błony)
2) Wydzielane są jony wapnia ze zbiorników końcowych (cystem)
3) Jony wapnia przyłączają się do jednostki C troponiny
4) Miozyna przyłącza się do aktyny (wyzwolenie się aktywności enzymatycznej miozyny)
5) Rozpad ATP => energia powoduje zmienianie się ułożenia główek miozynowych (o 45 stopni) pod wpływem aktywnej miozyny.
Procesy, które zwiększają stężenie jonów Ca2+, zwiększenie aktywności atp-azy, która powoduje odłączenie fosforu od ATP, uwonienie filamentów aktynowych względem miozynowych (zmienia się kąt nachylenia główek miozynowcyh).
Podczas skurczu długość włókna może się skrócić o połowę.
Organella w mięśniu:
- mitochondria – oddychanie wewnątrzkomórkowe, cykl Krebsa, w którym odbudowywane jest ATP=> resynteza cząsteczki ATP w reakcjach tlenowych
- jądro komórkowe – zapisana jest w nim sekwencja aminokwasów => odbudowa białek
- cząsteczki węglowodanowe – w postaci glikogenu
- retikulum sarkoplazmatyczne – dzięki niemu rozprzestrzenia się potencjał czynnościowy (rozprzestrzeniają się jony wapnia po całej komórce).
Zasoby ustrojowe:
- ATP 4-5 mmol/kg wilgotnej tkanki
- fosfokreatyna 15-20 mmol/kg ...
- glikogen mięśniowy 200-450 g
-glikogen wątrobowy 60-80g
- WKT(wodne kwasy tłuszczowe) 0.5 mmol/l krwi
- TG 0.5 mmol/l krwi
ATP + H2O => ADP + H3PO4 + 7.3 kCal
Fosfokreatyna + ADP => kreatyna + ATP
Glukoza + 2ATP (albo glikogen + ATP) - w warunkach beztlenowych => 2 mole kwasu mlekowego + 4 mole ATP
- w warunkach tlenowych => 6CO2 + 6H2O + 40ATP
FFA => CO2 + H2O + ATP
Skurcz pojedynczy:
Skurcz – rozkurcz => jednorazowe pobudzenie podnietą progową
Skurcz tężcowy:
Podniety generowane z dużą częstotliwości:
- niezupełny – kolejne pobudzenia docierają do mięśnia podczas jego rozkurczu
- zupełny – dochodzi do osiągania maksymalnego napięci; bodźce pobudzają mięsień w odstępach czasu krótszych, niż trwanie skurczu pojedynczego.
Właściwości mięśni:
- rozciągliwy – pod wpływem ciężaru mięsień wydłuża się (elastyczny)
- sprężysty – po zciągnięciu ciężaru mięsień wraca do długości początkowej.
- pobudliwy
- kurczliwy.
O sile skurczu decyduje:
- siła bodźca
- częstotliwość generowania bodźca
- ilość substratów biorących udział w skurczu
- przekrój fizjologiczny danego mięśnia (przez wszystkie włókna danego mięśnia)
-dostępność energii
-skumulowanie energii potencjalnej dzięki wstepnemu rozciągnięczu mięśni ( o ok. 15%) – stopień rozciągnięcia mięśnia przed skurczem.
Układ Nerwowy
Rodzaje neuronów:
-aferentne (czuciowe, dośrodkowe) przewodzą informacje bezpośrednio od receptorów, ich ciała komórki leżą na obwodzie, aksony zmierzają do Ośrodkowego Układu Nerwowego.
-eferentne (ruchowe, odśrodkowe) ciało komórki wraz z dendrytami leży w rdzeniu kręgowym, a akson biegnie na obwód:
-motoneurony (efektor = włókna mięśniowe poprzecznie prążkowane)
- neurony zwojowe (efektor = gruczoł lub mięsień gładki)
- interneurony (pośredniczące, wstawkowe) przekazują informacje pomiędzy jedną a drugą komórką nerwową; ciała wraz z wypustkami w całości znajdują się w ośrodkowym układzie nerwowym.
Typy neuronów:
-jednobiegunowy
-dwubiegunowy
-pseudojednobiegunowy
-wielobiegunowy
Pobudliwość – zdolność reagowania na bodziec
Pobudzenie – zmiana właściwości błony komórkowej lub metabolizmu komórkowego pod wpływem bodźców.
Odruch – odpowiedź na specyficzny bodziec czuciowy, który zachodzi za pośrednictwem OUN.
Odruchy:
- somatyczne (efektor = mięsień poprzecznie prążkowany)
- autonomiczne (efektor – gruczoł, mięśnie gładkie, naczynia)
Łuk odruchowy – droga po jakiej przebiega impuls od receptora do efektora:
Receptor (np. Wrzeciono mięśniowe, receptor w skórze) => droga dośrodkowa (aferentna, obwodowa wypustka pseudojednobiegunowego neuronu czuciowego) => ośrodek odruchu (motoneurony, interneurony) => droga odśrodkowa (eferentna, akson motoneuronu) => efektor (jednostki ruchowe mięśnia).
- monosynaptyczne (odruch na rozciąganie)
- polisynaptyczne (odruch zginania)
Funkcje układu nerwowego: przetwarzanie i przewodzenie informacji z receptorów.
Rozwój komórki piramidowej:
1) Neuroblast (komórka macierzysta)
2) Komórka dojrzewająca
3) Komórka dojrzała piramidowa.
Typy włókien nerwowych:
- Aalfa – czucie proprioreceptywne, somatyczne, ruchowe
- Abeta – czucie dotyku i ucisku
- Agamma – ruchowe; do wrzecionek nerwowo – mięśniowych
- Adelta – czucie bólu, zimna i dotyku
-B – przedzwojowe; układ autonomiczny
-C – 1) zazwojowe układu współczulnego
2) czucie bólu, temperatury, część czucia mechanoreceptorywnego, łuk odruchowy.
Komórki glejowe:
- utrzymują barierę anatomiczną pomiędzy płynem mózgowym a krwią (bariera krew-mózg)
- funkcje odpornościowe
- funkcje ochronne
- funkcje podporowe
- funkcje transportowe
- dostarczanie składników odżywczych do układu nerwowego
Odruch – odpowiedź efektora (narzadu wykonawczego) na działające bodźce, zachodzi za pośrednictwem OUN.
1) Bezwarunkowe (mimowolne) (somatyczne – w przypadku odruchów ucieczki, obronnych.
2) Warunkowe (dowolne) autonomiczne (ośrodki układu autonomicznego znajdują się w obrębie rdzenia kręgowego i przedłużonego)
Opóźnienie synaptyczne spowodowane jest zjawiskiem sprzężenia elektrochemicznego.
Funkcje receptorów
Mają zdolność do reagowania na bodźce i przetwarzanie bod xców na potencjał receptorowy (potencjał czynnościowy)
Zjawiska w układzie nerwowym:
-zjawisko modyfikacji odruchów ( podejmowana decyzja czy dojdzie do pobudzenia czy hamowania odpowiedznich mięśni)
- zjawisko sumowania w czasie lub przestrzeni
- zjawisko dywergencji – rozbieżności pobudzenia (przekazywanie z 1 komórki nerwowej na kilka komórek nerwowych)
- zjawisko konwergencji – zbieżności pobudzenia (przekazywanie pobudzenia z kilku komórek nerwowych na jeden neuron)
-zjawisko torowania impulsacji – Jeśli pobudzi się dwie komórki to komorka znajdująca się między nimi także się pobudzi.
-zjawisko okluzji (hamowanie przedodnictwa w komórce w chwili kiedy znajduje sie w sąsiedztwie niepobudzonych komórek. Zeby pobudzić taką komórkę potrzeba silniejszego bodźca)
Najważniejsze odruchy:
1) Odruch rozciągania (miotatyczny lub odruch własny mięśnia): monosynaptyczny dwuneuronalny odruch rdzeniowy; wywołany nagłym rozciągnieciem mięśnia lub jego ścięgna;
pierwotnae zakończenie we wrzecionkach nerwowo mięśniowych => komórki zwojów rdzeniowych => rdzeń kręgowy => istota szara rdzenia kręgowego => rogi przednie rdzenia kręgowego => synapsy motoneuronów alfa => mięśnie szkieletowe.
2) Odruch zginania – (wywołany przez pobudzenie nmięśni zginaczy; np. Odruchy unikania lub odruchy w czynnościach lokomocyjnych):
Receptory skóry => włókna aferentne mielinowe => rdzeń kręgowy => dywergencja na kolaterale do odcinków rdzenia => inerneurony rdzeniowe => alfa motoneurony => hamowanie mięśni antagonistycznych => pobudzenie zginaczy.
3) Odruch statyczny (toniczny) Podobny mechanizm do odruchu rozciągania, ale wyzwalany przy słabszym rozciagnięciu wrzecion, o powolnym i stałym charakterze rozciągania mięśnia. Np. rozciąganie w pozycji stojącej mięsni postawnych ciała. Wolniejsze, asynchroniczne przewodzenie fali depolaryzacji (70-30 m/s)
Organizacja czynności ruchowych
Korowe okolice ruchowe:
a) Pierwotne pole ruchowe – pobudzenie => ruchy mięśni z jednej strony
b) Dodatkowe (wtórne) pole ruchowe – pobudzenie =>ruchy złożone mięśni po obu stronach
c) Pole przedruchowe – powstaje decyzja o konieczności ruchu, która przesyłana jest do pierwotnego pola ruchowego.
Kora mózgowa – odpowiedzialna za planowanie ruchów dowolnych i wysyłanie poleceń ruchowych iniccjujących ich wykonanie, uruchamia aparat ruchowy mowy, kieruje ruchami precyzyjnymi (np. Zginacze palców)
Móżdżek – otrzymume informacje z kory mózgowej o naturze zamierzonego ruchu, natomiast z rdzenia kręgowego o tym czy prawidłowo jest wykonywany.
Drogi doprowadzające: włókna mszyste (z rdzenia kręgowego i pnia mózgu), włókna pnące
Drogi odprowadzające: komórki Purkiniego => jądra móżdżku => ośrodki pnia mózgu i wzgórze.
Móżdżek:
- móżdżek rdzeniowy – odbiera informacje drogą rdzeniową – móżdżkową
- móżdżek przedsionkowy – impulsy z błędnika
- móżdżek mózgowy (korowy) – informacje z ruchowej części kory mózgu
Jądro podkorowe – kontrola złożonych czynności ruchowych sterowanych automatycznie (ruchy związane z lokmocją i utrzymaniem prawidłowej postawy ciała lub przyjmowaniem określonej pozycji ciała w warunkach walki czy ucieczki)
Układ pozapiramidowy:
- jądro ogoniaste
- jądro soczewkowate: gałka blada i skorupa
- jądro brzuszne przednio-boczne
-jądro niskowzgórzowe
-jądro czerwienne
-istota czarna
Czynności ruchowe:
-bezwarunkowe
-warunkowe
Czucie jest to proste wrażenie zmysłowe stanowiące subiektywną ocene bodźca
Percepcja jest to subiektywne odczucie złożonego bodźca (np. Dotyk i ciepło równocześnie)
Klasyfikacja receptorów według energii bodźców”
1) Mechanoreceptory
2) Termoreceptory
3) Receptory bólowe
4) Fotoreceptory
5) Chemoreceptory
Klasyfikacja receptorów według Sheringtona
1) Eksternoreceptory – reagują na bodźce ze środowiska zewnętrznego.
2) Teloreceptory – narzuądu wzroku, słuchu i węchu
3) Interntoreceptory – zlokalizowane w narządach wewnętrznych.
4) Proprioreceptory – występują w mięśniach, ścięgnach, torebkach stawowych, błędniku. Informują o zmianach napięcia mięśni, długości mięśni, położeniu kości względem siebie i tułowia oraz ruchach ciała w przestrzeni.
Klasyfikacja:
1) Receptory spoecjalne – wzrok, słuch, smak, węch, równowaga
2) Receptory powierzchowne
3) Receptory czucia głębokiego
4) Receptory trzewne
Odruchy kinestetyczne – zależne od przetwarzania i interpretacji informacji sensorycznej z:
-proprioreceptorów – rozciąganie, napinanie, ucisk, wibracje
-receptorów narządu równowagi – przyspieszenie liniowe oraz kątowe
-receptorów wzroku –
Odrchy poprawcze z ww. Receptorów:
-błędnikowe działacjące na tułó
-szyjne działające na tułó
-tułowia dziłające na głowę
-tułowia dziłające na tułów
-wzrokowe
Receptory kinestetyczne:
-receptory stawowe – ciałka zmysłowe, ciałka blaszkowate, wolne zakońćzenia włókien bezmielinowych
-receptory scięgniste – ciałka zmysłowe, ciałka bułkowate, wolne zakończenia nerwowe.
-receptory mięśniowe – wrzecionka nerwowo-mięśniowe z włóknami intrafuzalnymi.
Mechanizmy regulujace napięcie mięśniowe:
-mięśnie wykazują stałe napięcie, które nosi nazwę napięcia spoczynkowegoo
-podstawowe znaczenie w regulacji napięcia mięsniowego mają: odruch rozciągania, odruch scyzorykowy oraz pętla gamma.
- zależne jest także od następujących struktór ośrodkowych: pnia móżgu, jąder podkorowych i kory mózgu, a także szlaków zstępujących z układu siatkowatego i jąder przedsionkowych unerwiających alfa i gamma motoneurony.
Rola pętli rdzeniowo-mięśniowej (pętli gamma):
-prawidłowe napięcie mięśniowe wymaga współdziałania alfa i gamma motoneuronów oraz prawidłowego napływu impulsacji do rdzenia z proprioceptorów i wyższych ośrodków CUN
-krążenie z tych impulsów w pętli umożliwia utrzymanie napięcia mięśniowego.
-pobudzenie gamma motoneuronów prowadzi do skurczów zewnętrznych odcinków włókien intra-fuzalnych, rozciągnięcia ich niekurczliwej, środkowej części, co zwieksza wrażliwość zakończeń pierścieniowato-spiralnych. Prowadzi to do zwiększenia wyładowań i częstotliwości impulsacji aferentnej z wrzecion, wyzwalając odruch toniczny rozciągania i podtrzymanie napięcia mięśniowego.
Kora mózgowa:
-pola Bodmanna (4 i6)
- układ piramidowy
- twarz i dłoń => najbardziej precyzyjne mięsnie
- pole 4 – zakręt przedśrodkowy
Układ piramidowy: część układu nerwowego kontrolująca ruchy dowolne i postawę ciała.
Celowe ruchy kierowane sa przez tzw. Korę ruchową (motosensoryczną). Obejmuje ona pierwotne pole ruchowe zakrety ...
Aguuul6