Giáo án môn Sinh học 6 - Bài thảo luận: Cơ chế dẫn truyền hưng phấn trên sợi thần kinh và qua khe synap

Cụ thể như sau: - Khi xung thần kinh truyền đến màng trước synap dưới dạng tin điện, sẽ gây ra một tác động làm cho các túi nhỏ bị vỡ và giải phóng chất hoá học môi giới là axetylcolin h[r]

Bài thảo luận tổ - lớp: K11 ĐHSP Sinh Đề bài: Cơ chế dẫn truyền hưng phấn trên sợi thần kinh và qua khe synap? Phân tích các nguyên tắc hoạt động hệ thần kinh Cho ví dụ cụ thể nguyên tắc GVHD: Trịnh Thị Hồng Lop6.net Vấn đề 1: Cơ chế dẫn truyền hưng phấn trên sợi thần kinh và qua khe synap I Cơ chế dẫn truyền hưng phấn trên sợi thần kinh: Cơ chế dẫn truyền hưng phấn qua sợi trần, sợi không mielin: - Ở sợi thần kinh không có bao mielin, hưng phấn lan truyền từ đầu sợi đến cuối sợi trên sở phát sinh dòng điện hoạt động chênh lệch điện điểm hưng phấn và vùng còn yên tĩnh trên sợi thần kinh Lop6.net - Ở trạng thái nghỉ ngơi, bên ngoài màng sợi trục tích điện dương, còn bên màng tích điện âm Khi điểm (a) đầu sợi trục bị kích thích và phát sinh hưng phấn, đó màng sợi trục thay đổi tính thấm, các ion Na+ thấm vào tế bào gấp 500- 700 lần so với lúc nghỉ ngơi Ban đầu Na + có tác dụng trung hòa ion (-) nên làm phân cực gọi là khử cực, sau đó ion Na + dư làm thành điện tích (+) bên màng còn ngoài màng tích điện (-) dẫn tới đảo cực, tạo nên chênh lệch điện điểm (a) hưng phấn và điểm còn yên tĩnh (b), làm phát sinh dòng điện hoạt động Dòng điện này truyền sợi trục chạy từ a đến b - Dòng điện này lại kích thích khu vực bên cạnh, làm xuất điện động chênh lệch điện điểm kích thích (b) và điểm yên tĩnh (c) … Cứ vậy, xung động lan truyền từ điểm này sang điểm khác, từ khu vực này sang khu vựcLop6.net khác Cơ chế dẫn truyền hưng phấn trên vỏ có mielin: Các sợi có vỏ mielin còn gọi là nhảy bậc, nhẩy cóc, cách điện nên dòng điện cục bộ phải nhảy cóc từ eo Ranvie này sang eo Ranvie kế tiếp hình thành phương thức nhảy bậc - Ở trạng thái yên tĩnh mặt ngoài màng của tất cả các eo Ranvie đều tích điện dương và mặt màng tích điện âm Lop6.net Lop6.net - Khi eo A hưng phấn thì tại đó xảy hiện tượng đảo cực vì vậy đã phát sinh dòng điện hoạt động chạy sợi trục từ A đến B và qua eo B nhảy về eo C Nhưng ở eo A hưng phấn vẫn còn tiếp tục tạm thời trở nên trơ, đó hưng phấn ở eo B truyền sang eo C và sự nhảy bậc này vẫn tiếp tục cho đến hết sợi * Phương thức nhảy bậc có tốc độ nhanh (ở sợi có bao mielin dây thần kinh vận động v = 60 -120 m/s còn ở sợi trần v = m/s), đồng thời tiết kiệm được lượng, vì sự chuyển dịch các ion Na+, K+ chỉ diễn ở các eo, gây sự đảo cực, không diễn trên toàn sợi ở sợi trần -Tốc độ dẫn truyên hưng phấn tỉ lệ thuận với đường kính của dây thần kinh và tùy thuộc vào loài và tính chất của dây thần kinh Sợi thần kinh càng lớn bao nhiêu thì ngưỡng kích thích càng nhỏ bấy nhiêu - Xung động thần kinh chỉ theo một chiều và giá trị hiệu điện thế giảm Lop6.net dần theo độ dài và thời gian dẫn truyề n * Cơ sở của việc dẫn truyền hưng phấn: - Màng của neuron nghỉ ngơi hầu không cho ion Na+ qua lại cho ion K+ qua một cách dễ dàng Do đó các ion K+ có xu hướng khuếch tán làm cho phía axon tích điện âm và sự cân bằng điện tích đạt được ở - 70 mV - Khi axon dẫn truyền một xung thần kinh, màng tế bào của thay đổi tính thấm, Na+ nhanh chóng khuếch tán vào axon không những làm mất điện thế nghỉ mà còn gây hiện tượng khử cực quá độ làm cho bên màng tích điện dương - Sau có một xung động thần kinh qua, neuron thu nhận được một số ion Na+ và mất một lượng ion K+ gần tương ứng làm ảnh hưởng đến nồng độ ion Để trì được nồng độ thích hợp, màng tế bào có sự hoạt động của bơm trao đổi Na+ - K+, bơm này sẽ bơm Na+ ngoài và bơm K+ vào Lop6.net II Cơ chế dẫn truyền hưng phấn qua synap: Cơ chế vật lí: - Thuyết điện học: Hưng phấn dẫn truyền qua synap là nhờ dòng điện hoạt động Vo Khi hưng phấn truyền đến phần tận cùng sợi trục thì tạo dòng điện có cường độ lớn để có khả vượt qua khe synap đến để kích thích màng sau synap hưng phấn Kết là hưng phấn dẫn truyền di tiếp Nhược điểm chế này là không giải thích đặc diểm dẫn truyền hưng phấn chiều, chậm lại qua synap và mỏi synap - Mặt khác theo tính toán Katz là sau vượt qua khe synap dòng điện hoạt động giảm điện xuống còn 0.01mV, điện cần thiết để gây hưng phấn cho màng sau synap phải là 20 -40mV Điện hoạt động giảm là điện trở tế bào chất, màng trước, màng sau và khe synap Lop6.net Cơ chế hoá học: Hưng phấn dẫn truyền là nhờ các chất môi giới hóa học - Thí nghiệm Levi: buộc tim rời vào ống thông tim có chứa dung dịch sinh lí và thông với Khi kích thích dây thần kinh giao cảm tim thì tim đập nhanh và mạnh Khi kích thích dây thần kinh phế vị thì tim đập chậm và yếu Đó là thần kinh phế vị và giao cảm tim bị kích thích đã tiết chất môi giới hóa học khác lan tỏa dung dịch sinh lí đến kích thích tim và tim đáp ứng Chất bài tiết từ dây thần kinh phế vị là axetylcolin có tác dụng kìm hãm, và chất tiết từ thần kinh giao cảm là adrenalin có tác dụng tăng hoạt động tim Lop6.net Số các chất môi giới hóa học ngày càng biết nhiều hơn, có tác dụng axetylcolin là các chất như: cacbakhon, sucxinicolin, muscarin, oxotremorin…… và có tác dụng adrenalin là các chất: histamin, serotonin, dopamin - Theo quy luật hóa học, nhiệt độ tăng lên 10oC thì tốc độ phản ứng tăng từ - lần ( Xamoilop, 1925), theo dõi truyền hưng phấn qua sợi thần kinh nhận thấy: nhiệt độ tăng lên 10o thì tốc độ dẫn truyền lên từ 12 - 14 lần Như vậy, đã có dẫn truyền hưng phấn qua synap với các chất hóa học tiết đó Nói cách khác dẫn truyền hưng phấn qua synap là phải nhờ các chất hóa học làm môi giới như: axetylcolin và adrenalin có màng trước synap Lop6.net Cơ chế điện - hoá - điện: - Cơ chế dẫn truyền hưng phấn qua synap đã có tham gia đồng thời dòng điện và chất hoá học gọi là chế điện - hoá - điện Có thể khái quát sơ đồ sau đây: Lop6.net “Xung thần kinh” - tin điện - màng trước synap, tác động để giải phóng chất môi giới Chất môi giới - tin hoá - tác động lên màng sau synap => tính thấm ion màng sau synap bị thay đổi => khử cực => đảo cực => phát sinh dòng điện hoạt động – tin điện – xung thần kinh động tiếp tục truyền đi” Cụ thể sau: - Khi xung thần kinh truyền đến màng trước synap dạng tin điện, gây tác động làm cho các túi nhỏ bị vỡ và giải phóng chất hoá học môi giới là axetylcolin (hoặc noradrenalin, adrenalin) Các chất môi giới có vai trò là tin hoá, các tin điện đã chuyển thành tin hoá - Chất môi giới giải phóng ạt qua khe synap đến màng sau, đây nó tác dụng với phức hợp lipoprotein màng sau synap, làm tăng chốc lát tính thấm màng sau, gây khử cực và đảo cực màng sau Kết là phát sinh dòng điện hoạt động Lop6.net Như tin hoá lại trở thành tin điện và hưng phấn dẫn truyền tiếp tục - Khi axetylcolin đã phân giải hết thì tính thấm màng sau synap khôi phục và kết thúc hưng phấn => Từ các quá trình trên ta có thể rút các nhận xét sau: + Sự dẫn truyền hưng phấn qua synap là có tham gia đồng thời dòng điện và chất hoá học môi giới, dạng tin điện chuyển thành tin hoá chuyển lại tin điện + Quá trình chuyển từ tin điện thành tin hoá, tin hoá thành tin điện là đòi hỏi phải có thời gian định, làm cho dẫn truyền hưng phấn qua synap bị chậm lại + Các quá trình đã nêu trên đã làm tăng trao đổi chất synap, vì đã gây mỏi synap trước tiên Lop6.net Vấn đề 2: Các nguyên tắc hoạt động hệ thần kinh Nguyên tắc phản xạ: - Khi có kích thích tác động vào thể thì thể trả lời phản xạ định Có hai loại phản xạ là phản xạ có điều kiện và phản xạ không điều kiện Lop6.net Cung phản xạ có nơron tham gia - VD: GV đầu tiên đưng trên đứng trên bục giảng trước nhiều học sinh thường hồi hộp và bối rối, lần sau đứng trên bục giảng thì GV thấy bình thường Lop6.net - Con đường để thực phản xạ gọi là cung phản xạ Cung phản xạ gồm có khâu: + Khâu tiếp nhận: thực các receptor, chức tiếp nhận kích thích và biến lượng tác nhân kích thành xung thần kinh + Khâu dẫn vào: cấu tạo các sợi thần kinh hướng tâm, chức dẫn truyền xung động thần kinh từ các receptor trung ương thần kinh + Khâu trung ương: cấu tạo các nơron, chức tiếp nhận kích thích, phân tích tổng hợp và phát lệnh trả lời, + Khâu dẫn ra: cấu tạo các dây thần kinh li tâm, chức truyền xung thần kinh từ trung ương quan trả lời + Khâu trả lời: cấu tạo các tuyến, chức trả lời các kích thích cách co tiết dịch Lop6.net Nguyên tắc đường chung cuối cùng: - Có phản xạ thực nhiều tác nhân kíc thích khác nhau, tác động lên các receptor khác Các xung động thần kinh truyền theo các dây hướng tâm khác truyền cho số ít nơron trung gian và cuối cùng truyền cho đường li tâm chung cho phản xạ giống - VD: GV giảng bài trên lớp học thì nghe phía học sinh nói nhiều chuyện GV cho phản xạ các bạn trật tự Nguyªn t¾c ®iÓm ­uthÕ: - Theo Ukh¬tomski, cã hai ph¶n x¹ ®­ îc thùc hiÖn bëi mét kÕt thóc chung, song song tồn tại, thì phản xạ tăng cường Cßn hai ph¶n x¹ ®­ îc thùc hiÖn bëi c¸c ®­êng thÇn Lop6.net kinh riªng th× mét hai phản xạ có thể bị phản xạ kìm hãm Trong trườnghợp này, TW thần kinh có hai tiêu điểm cùng hưngphấn, đó tiêu điểm hưngphấn m¹nh chiÕm ­uthÕ vµ lÊn ¸t tiªu ®iÓm h­ngphÊn yÕu Tiªu ®iÓm h­ngphÊn ­uthÕ cã thÓ ph¸t sinh c¸c vïng c¶m gi¸c còng nh­trong c¸c vïng vận động Tuỳ điều kiện kích thích và tuỳ tính không vững hệ thần kinh thời điểm mà tiêu điểm hưngphấn có thể tăng cườnghoặc k×m h·m mét tiªu ®iÓm h­ngphÊn kh¸c - VD: Khi ta bị ong và kiến đốt vào tay cùng thời điểm thì cảm giác đau ong đốt lấn át cảm giác đau kiến đốt - Mức độ tác động điểm hưngphấn ưuthế điểm hưngphấn yếu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:hưngtính điểm ưuthế, cườngđộ cña t¸c nh©n kÝch thÝch Lop6.net + H­ngtÝnh cña ®iÓm ­uthÕ cµng cao, h­ngphÊn cµng bÒn v÷ng th× kh¶ tác động điểm ưuthế các điểm khác càng lớn + Các tác nhân kích thích yếu, dướingưỡngcó tác dụng làm tăng hưng phÊn ë ®iÓm ­uthÕ Mét sè hoocmon vµ mét sè chÊt kh¸c cã t¸c dông lµm t¨ng h­ngtÝnh ë ®iÓm ­uthÕ + §iÓm ­uthÕ cã tÝnh chÊt qu¸n tÝnh cho nªn h­ngphÊn kh«ng chÊm dứt sau ngừng tác động Điểm ưuthế giữ quán tính phản xạ trội đã thực xong đến xuất điểm tréi kh¸c m¹nh h¬n + Điểm ưuthế luôn luôn thay đổi Sự thay đổi điểm trội này điểm trội khác thể bên ngoài thay đổi chú ý Lop6.net Nguyên tắc liên hệ ngược : - Khi các tác nhân kích thích tác động vào các receptor thì làm xuất các xung động thần kinh Các xung động thần kinh đó gửi TW thÇn kinh vµ g©y ph¶n x¹ b»ng c¸ch co c¬ hoÆc tiÕt dÞch Khi c¸c các tuyến hoạt động làm cho các receptor thể các phËn nµy h­ngphÊn Luång h­ngphÊn nµy ®­îc truyÒn vÒ TW thÇn kinh vµ báo cho TW thần kinh biết trạng thái hoạt động các các tuyÕn §ã chính lµ ®­ ờng liên hệ ngược - VD: Khi chóng ta kÐo mét vËt nÆng, víi lùc dïng ban ®Çu chóng ta kh«ng kÐo ®­ ợc Khi đó các receptor thể truyền tín hiệu TWTK cho biết tỡnh trạng, lúc này TWTK điều chỉnh lực lớn để kéo vật đó Lop6.net