فیزیولوژی عصب و عضله
Download
Report
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.