- Không giống như các điện thế hoạt động khi lan truyền trên sợi trục sẽ ổn định mà điện thế hoạt động sau synap thường có cường độ thấp hơn điện thế đó ở màng trước synap vì ảnh hưởng b[r]
(1)ĐIỆN THẾ NGHỈ VÀ ĐIỆN THẾ HOẠT ĐỘNG I TẾ BÀO THẦN KINH
- Đơn vị hệ thần kinh tế bào thần kinh, gọi neuron 1 Cấu tạo neuron
- Gồm: thân, sợi trục (axon), sợi nhánh đầu tận sợi trục a Thân neuron
- Trong thân neuron chứa nhân đầy đủ thành phần cấu tạo tế bào: ti thể, ribosom, máy Golgi, mạng lưới nội chất,…nhưng trung thể nên khả phân chia, có khả tái sinh phần cuối sợi trục bị tổn thương
- Trong thân neuron cịn Nissl: thể kiềm gồm túi lưới nội chất hạt xếp song, thể Nissl tạo nên màu xám cho thân tb thần kinh
- Trên thân neuron có nhiều gai kéo dài
thành nhiều nhánh, màng thân neuron phần lớn phủ synap thân neuron có vai trị quan trọng việc thu nhận tổng hợp tín hiệu từ
các neuron khác b Sợi trục
- Trong nhánh thân neuron có nhánh dài nhất gọi sợi trục sợi trục phân nhánh thành sợi trục phụ để liên lạc với nhiều tb thần kinh khác
- Chiều dài đường kính sợi trục phụ thuộc vào loại neuron: người sợi trục dài 1m từ gót chân đến ngang thắt lưng (tuỷ sống)
- Nhiều sợi trục gộp lại tạo thành dây thần kinh, sợi trục dây thần kinh mang đồng thời thơng tin độc lập, ví dụ: neuron cảm giác da đồng thời nhận cảm giác nóng, đau, thơng tin khác
- Trong sợi trục chứa đầy bào tương, ngồi có lớp màng bao bọc, dựa vào lớp màng bao bọc sợi trục chia làm loại tb thần kinh:
+ Loại khơng có màng bao myelin: ngồi sợi trục có lớp màng tương bao bọc
+ Loại có màng bao myelin: ngồi sợi trục ngồi lớp màng tương cịn có màng myelin bao bọc Myelin tế bào Schwann tự chúng bao quanh sợi trục, tạo thành lớp myelin Khoảng cách tế bào Schwann liền gọi eo Ranvier Bao myelin tạo loại tb đệm: tb nghèo nhánh (ở hệ TKTW) tb Schwann (ở hệ thần kinh ngoại vi) Bao myelin cấu tạo chủ yếu lipit nên có tác dụng cách điện cho sợi trục có màu trắng nên sợi trục tập trung lại thành chất trắng hệ thần kinh, cịn sợi trục khơng có vỏ myelin gọi sợi xám
- Nhiệm vụ sợi trục dẫn truyền tín hiệu tb thần kinh với với quan thực tín hiệu
Các lớp myelin Sợi trục Eo Ranvier
(2)- Gò axon (đồi axon): nơi nối sợi trục với thân tb thần kinh, phát sinh xung thần kinh c Đầu tận sợi trục:- Tận sợi trục phân thành nhiều nhánh, tận nhánh (được gọi trước synap) phình to bên có túi nhỏ chứa chất trung gian hố học để truyền thông tin từ tb sang tb khác
2 Phân loại neuron: gồm neuron cảm giác, neuron trung gian, neuron vận động.
- Neuron cảm giác (neuron hướng tâm) có thân nằm ngồi trung ương thần kinh dẫn xung thần kinh trung ương thần kinh
- Neuron trung gian (neuron liên lạc) nằm trung ương thần kinh, gồm sợi hướng tâm li tâm, làm nhiệm vụ liên lạc
- Neuron vận động (neuron li tâm) có thân nằm trung ương thần kinh (hoặc hạch thần kinh sinh dưỡng), dẫn xung li tâm từ não tủy sống đến quan phản ứng để gây vận động tiết
3 Cung phản xạ
a Phản xạ: phản ứng thể để trả lời kích thích mơi trường điều khiển hệ thần kinh Bao gồm phản xạ khơng điều kiện phản xạ có điều kiện
Ví dụ: Một hạt bụi lọt vào cổ họng làm ta ho, ánh sáng chiếu vào mắt làm đồng tử mắt co lại, nhìn thấy chanh ta tiết nước bọt Đó phản xạ ho, phản xạ co đồng tử, phản xạ tiết nước bọt
- Mỗi hoạt động phản xạ theo đường vòng định gọi cung phản xạ b Cung phản xạ
- Cung phản xạ đường mà xung thần kinh truyền từ quan thụ cảm (da…) qua trung ương thần kinh đến quan phản ứng (cơ, tuyến…)
- Thành phần cung phản xạ gồm yếu tố: quan thụ cảm, nơron hướng tâm, nơron trung gian, nơron li tâm quan phản ứng
II Điện nghỉ 1 Khái niệm
- Điện nghỉ chênh lệch điện hai bên màng tế bào thần kinh tế bào khơng bị kích thích, phía màng tích điện âm so với phía ngồi
màng tế bào tích điện dương
VD: điện nghỉ tb thần kinh mực ống -70mV, tb nón mắt ong mật -50mV, tb thần kinh cua -62mV,… - Giá trị điện nghỉ trì ổn định
2 Cơ chế hình thành điện nghỉ
- Điện nghỉ hình thành chủ yếu yếu tố sau:
+ Sự phân bố ion hai bên màng tế bào di chuyển ion qua màng tế bào
+ Tính thấm có chọn lọc màng tế bào ion + Bơm Na – K
a Sự phân bố ion, di chuyển ion tính thấm của màng tế bào ion
(3)- Ở trạng thái nghỉ kênh ion có tính thấm chọn lọc (chỉ cho phép ion định qua: kênh K+ chỉ cho phép K+ khuếch tán tự qua màng mà không cho ion khác Na+ đi qua): + Kênh K+ trên màng neuron mở ion K+ có nồng độ tb cao nhiều so với bên ngồi dịng K+ đi tb bị ion tế bào hút lực hút tĩnh điện nên phân bố ở sát bề mặt màng
+ Kênh Na+ đóng nên Na+ khơng thể khuếch tán vào tế bào.
Bên tb dư ion âm so với bên tb tạo chênh lệch điện hình thành điện nghỉ
b Vai trò bơm Na – K
- Bơm Na-K hoạt động cần sử dụng ATP để vận chuyển tích cực Na+ khỏi tb vận chuyển K+ ra vào tb (theo tỉ lệ Na+ 2K+ vào) giá trị điện nghỉ khơng tăng lên trì điện nghỉ (ổn định trì điện nghỉ)
III Điện thế
hoạt động
1 Khái niệm
- Là thay
đổi điện
màng tb bị
kích thích
với
cường độ đủ
ngưỡng
- Khi bị kích thích điện nghỉ màng bị biến đổi qua giai đoạn: phân cực, đảo cực tái phân cực
2 Cơ chế hình thành điện hoạt động
- Khi bị kích thích tới ngưỡng, tính thấm màng bị thay đổi, màng chuyển từ trạng thái nghỉ sang trạng thái hoạt động:
+ Kênh Na+ mở Na+ tràn ạt qua màng vào dịch bào gây phân cực đảo cực: tích điện (+) ngồi tích điện (-) (Vì cổng điện natri điều khiển điện thế, nên tăng khử cực lại làm mở nhiều cổng điện natri hơn, dẫn tới dòng ion lớn Kết mở nhanh chóng kênh Natri cho phép Na vào tb nhiều hơn)
+ Tiếp sau kênh Na+ đóng lại, kênh K+ mở K+ tràn qua màng gây tái phân cực: trong tích điện (-) ngồi tích điện (+) giá trị điện màng trở trạng thái nghỉ
Quá trình biến đổi làm xuất điện hoạt động hay xung thần kinh
- Trong giai đoạn tái phân cực, có thời kì K+ đi nhiều làm cho bên dương so với giá trị điện nghỉ gọi giai đoạn tái phân cực qúa độ, lúc kênh Na+ đóng chặt nên có
(4)1 kích thích khác tác động vào tb giai đoạn khơng gây điện hoạt động gọi giai đoạn trơ.
- Tại hầu hết neuron, thời gian điện hoạt động ngắn khoảng 1-2mili giây(msec):
+ Khi xuất điện hoạt động kênh Na bị bất hoạt nhanh chóng (do vòng protein kênh chuyển dịch ngăn cản dòng ion qua) kênh K mở trì qua tồn bộ điện hoạt động gđ tái phân cực
IV Sự lan truyền xung thần kinh sợi trục 1 Sự dẫn theo hướng
- Khi có điện hoạt động lan truyền đến thân tb thần kinh gò axon khởi phát điện hoạt động tiếp tục lan truyền đến sợi trục thần kinh đến đầu tận sợi trục (màng trước synap), điện hoạt động lan truyền tb thần kinh có độ lớn trì định điểm
- Khi điện hoạt động lan truyền từ gị axon đến sợi trục điểm A sợi trục gđ tái phân cực kênh natri trì bất hoạt nên xung thần kinh tiếp tục lan truyền phía cuối sợi trục mà khơng lan truyền ngược lại phía thân đảm bảo cho xung thần kinh dẫn truyền chiều từ thân đến tận synap
- Quy luật dẫn truyền hai chiều: Khi kích thích đủ ngưỡng vào sợi thần kinh, hưng phấn truyền theo hai chiều nó, nghĩa hưng phấn truyền ngoại vi truyền vào trung tâm 2 Tốc độ dẫn truyền: phụ thuộc
- Đường kính sợi trục: sợi trục lớn dẫn truyền điện hoạt động nhanh sợi nhỏ
điện trở dòng điện tỷ lệ nghịch với diện tích thiết diện cúa vật dẫn (ví sợi dây điện sợi trục) Như với lỗ rộng gây cản trở tới dòng nước lỗ hẹp gây ra, sợi trục lớn tạo điện trở với dòng điện kết hợp với điện hoạt động sợi trục nhỏ Như vậy, khứ cực lan truyền xa dọc theo mặt sợi trục lớn, đưa vùng xa màng tới ngưỡng nhanh Ở động vật khồng xương sống, tốc độ dẫn truyền thay đổi từ vài cm giây sợi trục nhò tới khoảng 30 m/giây sợi trục khổng lồ số động vật chân đốt thân mềm (xem Hình 48.2) Các sợi
- Sợi trục có myelin tốc độ dẫn truyền nhanh so với sợi trục khơng có bao myelin, ựoi trục có bao myelin cổng điện natri phân bố eo Ranvier Như thế, điện hoạt động khơng tạo vùng có bao myelin Hơn nữa, eo xuất pha khử cực lan truyền toàn tới eo kế tiếp, nơi khử cực màng tái sinh điện hoạt động Cơ chế gọi dẫn truyền nhảy cóc (hoặc nhảy cách) điện hoạt động nhảy dọc theo sợi trục từ eo tới eo khác
SỰ DẪN TRUYỀN XUNG THẦN KINH QUA SYNAP I Synap
1 Khái niệm
T bào Schwannế
Vùng kh c c (eo ự Ranvier)
(5)Xinap diện tiếp xúc tế bào thần kinh với tế bào thần kinh với tế bào khác như: tế bào cơ, tế bào tuyến
2 Phân loại
- Dựa vào loại tb sau synap synap chia thành:
+ Synap thần kinh – thần kinh (A) + Synap thần kinh – (B)
+ Synap thần kinh – tuyến (C)
- Dựa vào chế dẫn truyền xung thần kinh qua synap synap chia thành:
+ Synap điện: dẫn truyền chế điện học
+ Synap hóa: dẫn truyền chế hố học thơng qua chất trung gian hóa học
Tuy nhiên, hệ thần kinh, chiếm đa số synap hóa học
Cấu tạo a Synap điện
- Synap điện bao gồm kênh protein nối xuyên qua màng tb cạnh Kênh cấu tạo tiểu đơn vị protein conexin, tiểu đơn vị conexin tạo thành kênh connexon, kênh connexon: từ phía màng trước synap từ màng sau synap, kết hợp để tạo thành kênh ion làm cho tb chất tb thơng với
- Dịng ion neuron màng trước synap trực tiếp qua synap điện lan sang tb sau synap gây điện hoạt động màng sau synap
- Ưu, nhược điểm lan truyền xung thần kinh qua synap điện: + Ưu điểm: nhanh, tốn lượng vật chất
+ Nhược điểm: khó kiểm sốt, khơng điều chỉnh lan truyền theo chiều ngược
b Synap hoá học: gồm
- Màng trước synap
- Màng sau synap: có chứa thụ thể tiếp nhận chất trung gian hoá học
- Khe xinap
- Chuỳ xinap: có bóng synap chứa chất trung gian hóa học Chất trung gian hóa học phổ biến thú axêtincôlin norađrênalin
II Sự dẫn truyền xung thần kinh qua synap 1 Cơ chế dẫn truyền xung thần kinh qua synap
- Sự dẫn truyền xung thần kinh qua synap hoá học thực theo chế điện – hoá – điện gồm bước:
+ Xung thần kinh lan truyền đến chùy synap kích thích mở kênh Ca2+ , Ca2+ từ tràn vào chùy
xináp
+ Ca2+ làm cho bóng chứa chất trung gian hóa học gắn vào màng trước vỡ Chất trung gian hóa học
đi vào khe synap
+ Chất trung gian hóa học khe synap gắn vào thụ thể kênh ion màng sau gây mở kênh ion: Tb Th n ầ
kinh
(6) Nếu kênh ion kênh Na+ /K+ Na+ vào tb sau synap K+ đi điện hưng phấn sau
synap Điện hưng phấn sau synap lan đến gò axon neuron sau synap tạo kích thích đủ
ngưỡng gây điện hoạt động gò axon tiếp tục lan truyền dọc sợi trục neuron
Nếu kênh ion kênh Cl- kênh K+ Cl- vào K+ đi điện ức chế sau synap Nếu hưng phấn không đủ mạnh xuất điện ức chế tb sau synap khơng xuất xung thần kinh
+ Các chất trung gian hoá học sau kiên kết với thụ thể màng sau synap bị phân giải enzim hấp thu trở lại màng trước synap tái tổng hợp thành chất trung gian hoá học chứa bóng synap để cung cấp cho q trình dẫn truyền Ví dụ:
Tại màng sau: Axetylcolin Axetat + Colin Màng trước synap tái tạo thành axetylcoli
2 Đặc điểm dẫn truyền xung thần kinh qua synap hoá học:
- Xung thần kinh lan truyền theo chiều từ màng trước màng sau synap xung thần kinh lan truyền cung phản xạ theo chiều từ quan thụ cảm đến quan đáp ứng
- Sự lan truyền diễn với tốc độ chậm (gọi tượng chậm synap)
- Có thể kiểm sốt được: cường độ xung thần kinh bị thay đổi bị dập tắt lan qua synap Những điều chỉnh giúp động vật có khả thay đổi hành vi đáp ứng với thay đổi tạo sở cho học tập trí nhớ
- Có tượng mỏi synap: kích thích liên tục vào màng trước synap, làm cho chất trung gian hố học giải phóng liên tục với lượng lớn gây thiếu tạm thời chất trung gian hố học xung thần kinh khơng thể lan truyền qua synap
3 Hiện tượng cộng synap
- Không giống điện hoạt động lan truyền sợi trục ổn định mà điện hoạt động sau synap thường có cường độ thấp điện màng trước synap ảnh hưởng nhiều yếu tố: số lượng chất dẫn truyền thần kinh giải phóng neuron trước synap, điện sau synap giảm dần chúng lan toả dọc theo màng tế bào đến gò axon, chúng trở nên nhỏ dần theo khoảng cách từ synap Do đó, điện hưng phấn đơn độc thường q nhỏ để kích phát điện hoạt động ở neuron màng sau synap
- Để hình thành điện hoạt động gị axon cần có cộng hưởng điện theo khơng gian theo thời gian Nghĩa có nhiều kích thích lúc kích thích lặp lại nhiều lần với tần số cao tăng cường độ điện sau synap đủ hình thành xung thần kinh gò axon Đây gọi tượng cộng synap
(b) (c)
(d)
(a) (b) (c) (d)
(a) Dưới ngưỡng khơng có cộng gộp (b) Cộng gộp thời gian
E1
Ngưỡng c a axon ủ neuron sau synap
E1
Axetylcolinesteraza
(7)(c) Cộng gộp không gian
(d) cộng gộp không gian điện hưng phấn ức chế sau synap.
(a) Dưới ngưỡng không (b) Cộng gộp thời gian (c) Cộng gộp khơng
có cộng gộp gian
trung thể phân chia, tái sinh thầnkinh trung ương thần kinh trung ương thần kinh, hướngtâm li tâm, (hoặc hạch thần kinhsinh dưỡng) xung li tâm vậnđộng tiết.