Transcript فیزیولوژی عصب و عضله

‫دکتر خواجوی‬
MD, PhD Candidate
‫انتقال یونها و مولکولها از غشای سلولی‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫مایع خارج سلولی محتوی مقادیر زیادی سدیم و اندکی پتاسیم است‪.‬‬
‫این مایع مقادیر زیادی کلر و کلسیم در مقایسه با مایع داخل سلولی دارد‪.‬‬
‫در مایع داخل سلولی غلظت فسفاتها و پروتئینها بیشتر است‪.‬‬
‫این اختالفات برای زندگی سلولی اهمیت زیادی دارد که حاصل مکانیسم های انتقالی در‬
‫غشای سلول است‪.‬‬
‫انتقال مواد بین داخل و خارج سلول به دو طریق وجود دارد‪:‬‬
‫مواد محلول در چربی که از الیه چربی غشاء نفوذ و انتقال می یابند‪.‬‬
‫عبور مواد بوسیله پروتئینهای سرتاسری(پ انتقال دهنده)‪.‬‬
‫انتقال یونها و مولکولها از غشای سلولی‬
‫• برای انتقال مواد(لیپیدی یا پروتئینی) دو روش اصلی داریم‪:‬‬
‫‪-1‬انتشار‬
‫‪-2‬انتقال فعال‬
‫• انتشار از غشای سلول با دو روش‪:‬‬
‫‪-1‬انتشار ساده(حرکت مولکولها یا یونها در جهت شیب غلظت از طریق منافذ غشاء‬
‫بدون نیاز به ترکیب شدن با پروتئینهای حامل)‬
‫‪-2‬انتشار تسهیل شده(‪ ...‬نیاز به ترکیب شدن با پروتئینهای حامل دارد)‬
‫• انتقال فعال‪ :‬ترکیب مواد با یک پ‪-‬غشایی که مواد را در خالف جهت شیب غلظت‬
‫انتقال میدهد و همراه با مصرف انرژی است‪.‬‬
‫اسمز‬
‫• اسمز‪ :‬حرکت خالص آب از طریق یک غشای نیمه تراوا به دنبال یک اختالف غلظت‬
‫برای آب(یعنی حرکت آب از محیطی با غلظت کمتر بطرف‪)...‬‬
‫• فشار اسمزی‪ :‬فشار الزم برای متوقف کردن اسمز آب به داخل محلول(فشاری عکس‬
‫نیروی اسمزی) که بوسیله تعداد ذرات در واحد حجم تعیین میشود‪.‬‬
‫انتقال فعال اولیه‬
‫• پمپ سدیم و پتاسیم‪ :‬درتمام سلولهای بدن وجود دارد و مسئول حفظ اختالف غلظت‬
‫‪ Na, K‬بین دو سوی غشای سلول و برقراری یک پتانسیل الکتریکی منفی در داخل‬
‫سلول هاست‪.‬‬
‫• این پمپ اساس عمل اعصاب در انتقال سیگنالها در سراسر سیستم عصبی است‪.‬‬
‫• پمپ کلسیم‪ :‬غلظت ‪ Ca‬در ‪ ICF‬بسیار کمتر از‪ ECF‬است که ماحصل کار دو پمپ‬
‫است‪:‬‬
‫غشای سلول‪ :‬کلسیم را به خارج سلول تلمبه میزند؛‬
‫اندامکها‪ :‬مثل میتوکندری که کلسیم را به داخل اندامکها میرانند‪.‬‬
‫پتانسیل های غشاء و عمل‬
‫• پتانسیلهای الکتریکی بین دو سوی غشاء در تمام سلولهای بدن وجود دارد‪.‬‬
‫برخی سلولها مثل سلولهای عصبی و عضالنی قابل تحریکند یعنی میتوانند ایمپالس‬
‫های الکتروشیمیایی در غشا خود تولید کنند‪.‬‬
‫• پتانسیل استراحت غشای اعصاب‪ :‬یعنی در حالتی که سیگنالهای عصبی را عبور‬
‫نمیدهند که منفی ‪ 90‬میلی ولت است‪(.‬داخل فیبر منفی و خارج یعنی مایع خارج سلولی‪،‬‬
‫مثبت است)‬
‫• پتانسیل عمل‪ :‬هر پتانسیل عمل با یک تغییر ناگهانی غشا از پتانسیل استراحت منفی به‬
‫یک پتانسیل مثبت غشا شروع شده و با برگشت به پتانسیل منفی خاتمه می یابد‪.‬‬
‫مراحل پتانسیل عمل‬
‫• مرحله استراحت‪ :‬غشا پوالریزه است‪.‬‬
‫• مرحله دپوالریزاسیون‪ :‬غشا ناگهان نفوذپذیری زیادی به یون سدیم میابد و مقادیر‬
‫زیادی از یونهای سدیم به آکسون راه میابد و در نتیجه پتانسیل غشا به سوی مثبت‬
‫شدن حرکت میکند‪.‬‬
‫• مرحله رپوالریزاسیون‪ :‬کانالهای سدیمی بسرعت بسته شده و کانالهای پتاسیمی بیش از‬
‫حد معمول باز میشوند و در نتیجه انتشار پتاسیم به خارج‪ ،‬باعث بازگشت پتانسیل‬
‫استراحت میشوند‪.‬‬
‫تحریک ناپذیری‬
‫• مطلق‪ :‬فاصله زمانی را گویند که در آن پتانسیل عمل دوم نمیتواند حتی با یک محرک‬
‫بسیار قوی بروز یابد‪.‬‬
‫• نسبی‪ :‬در این مرحله محرکهای قوی تر از عادی میتوانند فیبر را تحریک کنند‪.‬‬
‫کفه در برخی پتانسیلهای عمل‬
‫• غشا بالفاصله پس از دپوالریزاسیون‪ ،‬رپوالریزه نمیشود‪...‬‬
‫ریتمیسیته‬
‫• تخلیه های خود القای مکرر(ریتمیسیته) در برخی بافتهای تحریک پذیر مانند‪:‬‬
‫قلب‪ :‬ضربان قلب‬
‫عضالت صاف‪ :‬امواج دودی روده‬
‫برخی نورونهای ‪ :CNS‬کنترل ریتمیک تنفس‬
‫عضالت‬
‫• عضالت بدن به سه دسته تقسیم میشوند‪:‬‬
‫عضله اسکلتی(مخطط)‬
‫عضله صاف‬
‫عضله قلبی‬
‫عضله اسکلتی‬
‫• در بیشتر عضله اسکلتی هر فیبر در سرتاسر طول عضله گسترش میابد و هر فیبر از یک‬
‫انتهای عصبی در نزدیکی وسط فیبر عصب میگیرد‪.‬‬
‫• هر فیبر عضالنی شامل اجزای زیر است‪:‬‬
‫سارکولم‪ :‬غشا‬
‫سارکوپالسم‪ :‬سیتوپالسم‬
‫میوفیبریل ها‪ :‬از فیالمانهای اکتین و میوزین درست شده اند و مسئول اننقباض عضله‬
‫اند و در سارکوپالسم قرار دارند‪.‬‬
‫رتیکولم سارکوپالسمیک‪:‬‬
‫• میوفیبریل ها نوارهای تیره و روشن متوالی اند‪:‬‬
‫نوار روشن‪ :‬محتوی اکتین‬
‫نوار تیره‪ :‬محتوی اکتین و میوزین‬
‫منابع انرژی برای انقباض عضله‬
‫• چربی‪ :‬در شرایط استراحت و حرکات معمولی‬
‫گلیکوژن‪ :‬در هنگام حرکات ورزش ی‬
‫انرژی بصورت فسفوکراتین و ‪ ATP‬بمصرف عضله میرسد‪.‬‬
‫تعاریف‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫واحد حرکتی‪ :‬به تمام فیبرهای عضالنی که از یک فیبر عصبی عصب میگیرند‪.‬‬
‫تونوس عضله اسکلتی‪ :‬انقباض در حال استراحت ناش ی از ایمپالس های عصبی نخاع به‬
‫عضله‬
‫خستگی عضالنی‪ :‬در اثر انقباض قوی و طوالنی یک عضله در اثر‪:‬‬
‫خالی شدن از گلیکوژن‬
‫کاهش انتقال سیگنال عصبی‪-‬عضالنی‬
‫قطع جریان خون‬
‫جمود نعش ی‪ :‬چند ساعت پس از مرگ عضالت بدن در اثر فقدان کامل ‪ ATP‬دچار‬
‫سختی و انقباض میشود و پس از ‪ 25-15‬ساعت آنزیم های اتولیز آزاد شده‪ ،‬سفتی از بین‬
‫میرود‪.‬‬
‫تعاریف‬
‫• هیپرتروفی عضله‪ :‬ناش ی از افزایش تعداد فیالمانهای اکتین و میوزین و در نتیجه بزرگ‬
‫شدن فیبرهای عضالنی در پاسخ به انقباض عضله با حداکثر نیرو‬
‫• آتروفی عضالنی‪ :‬وقتی عضله بدون مصرف بماند تعداد میوفیبریلها کم میشود‪.‬‬
‫استیل کولین(اک) و عمل آن‬
‫• اک غشای عضالنی را تحریک میکند؛ در سیتو پالسم ساخته میشود؛ داخل وزیکولهای‬
‫سیناپس ی ذخیره میشود‪.‬‬
‫• در فضاهای سیناپس ی آنزیم کولیت استراز وجود دارد که میتواند اک را پس از آزاد‬
‫شدن از وزیکولهای سیناپس ی منهدم کند‪.‬‬
‫• مکانیسم تحریک انقباض ی عضله اسکلتی‪:‬‬
‫وقتی پتانسیل عمل در سراسر ترمینال عصبی پخش میشود؛ کلسیم بداخل ترمینال‬
‫انتشار میابد و اک از انتهای عصبی به فضای سیناپس ی اگزوسیتوز میشود‪.‬‬
‫غشای عضله در محل سیناپس‪ ،‬رسپتور اک دارد که در اثر اتصال اک پتانسیل عمل در‬
‫فیبر عضالنی ایجاد میشود‪.‬‬
‫عضله صاف‬
‫• ساختمان عضله صاف‪ :‬مثل عضله مخطط دارای اکتین و میوزین است‪.‬‬
‫• انقباض در عضله صاف‪ :‬در اثر تحریک عصبی‪ ،‬هورمونی یا مکانیکی‪ ،‬کلسیم از خارج‬
‫سلول بداخل عضله وارد میشود و در نتیجه سر میوزین به اکتین می چسبد و موجب‬
‫انقباض عضله میشود‪.‬‬