Физиология рефлекторной дуги и синапса

Рефлекторная дуга состоит из рецептора, дендритов, аксонов и нейронов (афферентные, вставочные, эфферентные). Рефлекторная дуга бывает:

1. Простая - не имеет вставочного нейрона (например коленный рефлекс)
2. Сложная - имеет все звенья

Физиология рефлекторной дуги

Дендриты получая импульс (болевой, тактильный, температурный, любой другой) от рецепторов передают информацию первичному нейрону. Первичный нейрон передают информацию по аксону к чувствительному нейрону импульс, который в свою очередь передает вставочному нейрону. Информация обрабатывается, 90% энергии идёт в головной мозг, 10% передается в эфферентный нейрон. С головного мозга информацию передается в эфферентный нейрон. Последний дает команду исполнительному органу. Все передачи у нейрона осуществляется с помощью аксона, состоящий из миелиновой оболочки, клеток Шванна, плазмы, содержащий нейромедиаторы, комплексов Гольджи, митохондрий...

Энергия по аксону направляется только в одну сторону, к другому нейрону или исполнительному органу. Энергия от одной клетки к другой передается с помощью химических синапсов.

Физиология синапса

Передача сигнала в синапсах проводится с помощью нейромедиаторов. Нейромедиаторы синтезируется в телах нейронов головного мозга. Везикулы синтезируется комплексом Гольджи. Синаптические пузырьки (везикулы) с помощью аксонного транспорта доставляют в пресинаптическое окончание, где быстро заполняются нейромедиаторами и АТФ. 1 везикула может содержать до 10000 нейромедиаторов.

Нейромедиатор могут быть возбуждающими и тормозящими:

Возбуждающие:

• глутамат
• норадреналин
• дофамин
• ацетилхолин
• эндорфин (может быть и тормозящим)

Тормозящие:

• ГАМК
• глицин
• эндорфин (может быть и возбуждающим)

Иногда может быть для определенных органов возбуждающим, а для другого тормозящий, так например:
Серотонин — возбуждающий и тормозящий медиатором для ствола мозга, тормозящий — для коры
Норадреналин — возбуждающий для гипоталамуса, тормозящий — клетки Пуркинье мозжечка (хотя тут иногда возбуждающим при низкой концентрации норадреналина)

Дофамин (счастья) схож с адреналином (страх) и норадреналином (ярость), оказывает общие физиологические свойства, но имеет свои дофамино(D₁-, D₂-) рецепторы

Алгоритм передачи сигнала:

1. К пресинаптической мембране приходит возбуждение - потенциал действия (ПД)
2. От ПД открываются потенциалзависимые кальциевые каналы
3. В результате открытия каналов - в пресинаптическую мембрану поступает Ca²⁺ согласно градиенту
4. При повышении концентрации Ca²⁺ в цитоплазме активизируется экзоцитозный аппарат пресинапса - везикулы направляются к пресинаптической мембране с последующим высвобождением (экзоцитозом) части нейромедиаторов в пресинаптическую щель
5. Нейромедиаторы связываются с рецепторами на постсинаптической мембране
6. Если это возбуждающий нейромедиатор, то открываются хемозависимые Na каналы постсинаптической мембраны. При тормозящем нейромедиаторе - открываются Ca и K каналы
7. При открытии Na канала Nа+ поступает в цитоплазму постсинаптической клетки по градиенту концентрации. Клетка заполняется ионами Na+ и деполяризуется, вследствие чего происходит потенциал действие и нервный импульс.
8. При открытии Ca и K каналов K+ высвобождается, ионы Ca- входят клетку. Клетка заполняется ионами Ca- и становится гиперполиризованна (не будет возбуждаться при действии естественного медиатора).
9. После поляризации происходит инактивация нейромедиаторов с рецепторов с помощью насосов обратного захвата или ферментов расщепляющих нейромедиаторов (например ацетилхолинэстераза расщепляет на ацетилхолин на молекулу холин и уксусную кислоту)

Рецепторы обладают такими свойствами как:

Адаптация - уменьшение возбудимости при длительном возбуждении, возникает при полном деполяризации постсинапса (накапливается слишком много Na+ в клетке и K+ вне клетки, которые не успевают вернуться на свои места). Таким образом организм защищается от избыточного потока раздражения, в частности от неприятных.

Спонтанная активность - возникают иногда небольшие импульсы, такая фоновая активность нужна для поддержки тонуса ЦНС.