Главная страница Карта сайта Контактная информация Закрытый раздел для сотрудников и студентов кафедры







Вернуться назад
Главная » Справочники » Спецкурсы »

Общая нейрофизиология


    
  


Преподаватель: профессор Латанов А.В.

Программа курса

Введение. Электрические процессы в ЦНС. Основы и функции. Уровни изучения электрических процессов. Способы передачи информации в ЦНС. Истоки современной нейрофизиологии. Эксперименты Л. Гальвани, А. Вольта, К. Маттеуччи. Немецкая школа физиологии XIX века.

Биологические мембраны. Строение, химический состав, электрические и биофизические свойства, функции. Три модели биологических мембран.

Потенциал покоя. Ионные градиенты. Ионный состав цитоплазмы (аксоплазмы) и внеклеточной среды. Мембранная теория Ю. Бернштейна. Равновесный трансмембранный потенциал: ионный механизм, уравнение Нернста. Зависимость трансмембранного потенциала от концентрации ионов.

Потенциал действия. Исследование проводимости мембраны аксона во время потенциала действия (эксперименты К. Коула). Исследование потенциала действия гигантского аксона кальмара (эксперименты А. Ходжкина и А. Хаксли). Натриевая гипотеза механизма потенциала действия. Метод «фиксации потенциала». Эквивалентная электрическая схема мембраны. Фиксация «пространства», фиксация напряжения. Принципиальная электрическая схема фиксации потенциала. Анализ ионных токов методом «фиксации потенциала» при возбуждении гигантского аксона кальмара. Уравнение Нернста для потенциала действия. Ионная проводимость в мембране перехвата Ранвье миелинизированного волокна. Сравнение с ионной проводимостью мембраны гигантского аксона кальмара. Механизм инактивации натриевой проводимости (активационные и инактивационные ворота). Цикл А. Ходжкина. Кривая инактивации натриевой проводимости.

Ионные токи мембран сомы нейронов. Метод внутриклеточного диализа. Мультиионная природа токов во время генерации потенциала действия в соме нервных клеток моллюсков и позвоночных. Ионные механизмы генерации потенциала действия в клетках Пуркинье мозжечка.

Механизм активного транспорта ионов. Биоэнергетика активного транспорта ионов через возбудимые мембраны. Несимметричность активного ионного транспорта. Роль активного транспорта в обмене веществ. Типы ионных насосов.

Ионные каналы. Современные представления о молекулярных механизмах ионной проводимости возбудимых мембран. Потенциал-активируемые Na+-, K+-, Ca2+- и Cl--каналы, их структура. Селективный фильтры и структура Na+- и K+-каналов. Энергетические профили ионных каналов. Воротные механизмы ионных каналов. Воротный ток (асимметричный ток смещения). Модели электроуправляемого воротного механизма. Применение метода patch-clamp в исследовании ионных каналов. Принцип анализа ионных токов, проходящих через одиночный канал.

Нейротоксины. Нейротоксины как специфические инструменты для исследования ионных каналов (на примере натриевых каналов). Три фармакологически различных процесса во время потенциала действия.

Потенциал-зависимые ионные токи. Типы потенциал-зависимых ионных токов. Основные принципы классификации ионных токов. Примеры Na+-, K+- и Ca2+-токов. Влияние различных токов на активность нейронов (привести примеры).

Проведение потенциалов в мембранах нервных клеток. Основные типы электрических сигналов в нервных клетках. Рецепторные потенциалы. Пассивное распространение электрических сигналов. Кабельные свойства нервных волокон. Эквивалентная электрическая схема нервного волокна. Электрические характеристики, определяющие кабельные свойства нервных волокон. Постоянная длины волокна. Постоянная времени мембраны. Ионные токи при распространении потенциала действия в гигантских аксонах. Зависимость скорости проведения возбуждения по нервному волокну от его электрических характеристик. Скорость проведения возбуждения по немиелинизированным и миелинизированным волокнам. Фактор безопасности нервных волокон. Классификация нервных волокон позвоночных животных по скорости проведения возбуждения. Параметры возбудимости. Пороговый потенциал, пороговый ток, лабильность, аккомодация. Кривая “сила-длительность”.

Нейроглия. Классификация глиальных клеток. Основные свойства и функции нейроглии. Взаимодействие с нейронами. Физиологические свойства нейроглии у беспозвоночных и позвоночных. Электрические реакции глиальных клеток. Связь колебаний мембранного потенциала глиальных клеток с электрическими реакциями нервных клеток.

Физиология синапсов. Типы нейронных связей. Электрический синапс. Химический синапс. Основные функции химического синапса. Структурные элементы синапса. Последовательность событий при активации химического синапса. Нервно-мышечный синапс. Особенности строения. Исследования Б. Катца синаптической передачи в нервно-мышечном синапсе. Потенциал реверсии. Холинергический синапс: никотиновый и мускариновый (примеры). Специфические агонисты, антагонисты и блокаторы. Отдельные стадии химической синаптической передачи на примере холинергического синапса. Молекулярный механизм экзоцитоза медиатора из везикул. Белки везикул и пресинаптической мембраны. Механизмы выделения медиатора из везикул.

Постсинаптические потенциалы. Роль Ca2+ в высвобождении медиатора из синаптического окончания. Возбуждающие постсинаптические потенциалы (ВПСП). Характеристики ВПСП, ионный механизм, равновесный потенциал. Тормозные постсинаптические потенциалы (ТПСП). Характеристики ТПСП, ионный механизм, равновесный потенциал. Механизмы пресинаптического торможения и его функции. Квантовая гипотеза работы синапса. Закон Пуассона для распределения минПКП. Квантовая гипотеза для ВПСП и ТПСП.

Медиаторы. Классификация медиаторов по химическому строению, по типу действия на постсинаптическую мембрану, по физиологическому эффекту. Критерии медиаторов. G–белки. Строение, значение, принцип действия (с примерами), типы (с примерами). Медиаторные системы в центральной нервной системе. Локализация, эфферентация, рецепторы, основные функции, свойства синапсов. Холинергическая, норадренергическая, адренергическая, дофаминергическая, серотонинергическая, гистаминергическая, глютаминергическая, ГАМК-эргическая, глицинергическая, пуринергическая, пептидергическая системы.

Нейромодуляторы. Определение и специфика физиологического действия. Отличие от нейромедиаторов. Типы модуляций (примеры). Пресинаптическая модуляция - ауторецепторы и гетерорецепторы. Постсинаптическая модуляции – ауторегуляция (положительная и отрицительная) и гетерорегуляция.

Рецепторы постсинаптических мембран. Ионотропные, метаботропные и «промежуточные» рецепторы (примеры). Особенности химического строения, характеристика (агонисты, анатагонисты), механизм физиологического действия (примеры для всех основных медиаторов): ацетилхолиновые, (нор) адреналиновые, дофаминовые, серотониновые, гистаминовые, глютаматные, ГАМК-рецепторы, глициновые, пуриновые. Рецепторы, обеспечивающие быстрые и медленные постсинаптические потенциалы (ВПСП и ТПСП).

Вторичные посредники. Общая схема внутриклеточных процессов с участием вторичных посредников. Примеры вторичных посредников. Киназы, активируемые через системы вторичных посредников. Механизмы регуляции киназ. Общая схема участия цАМФ в механизме действия медиаторов и гормонов. Каскады реакций, инициируемые Са2+, мембранными липидами, арахидоновой кислотой.

Электрические характеристики нейронов. Эквивалентная электрическая схема мембраны нейрона. Электрические модели нейрона Дж. Экклса и В. Ролла. Зависимость формы ВПСП от удаленности синапсов (физиологические и модельные данные). Входное сопротивление и пороговый ток мембраны нейрона: их зависимость от особенностей дендрита. Генерация потенциала действия в нейроне. Функциональные части нейрона и их роль в интеграции и проведении нервных сигналов. Ритмический разряд нейронов. Первичный и вторичный диапазоны частоты разряда нейрона, их значение и свойства (на примере мотонейрона и мышцы). Факторы, регулирующие частоту разряда нейрона.

Элементы теории объемного проводника. Распространяющийся потенциал при возбуждении нерва. Зависимость его конфигурации от способа регистрации. Дипольная модель слоистых мозговых структур. Зависимость распределения потенциала от структурной организации диполей. Электрографический анализ ответа сетчатки на выключение света. Критерии источника электрических колебаний.

Рекомендуемая литература

Основная:

  1. Николс Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу, изд-во «Едиториал УРСС», М., 2003.
  2. Шульговский В.В. Физиология центральной нервной системы, МГУ, М., 1997.
  3. Шепперд Г. Нейробиология, т.1, «Наука», М., 1987.
  4. Тевс Г. , Шмидт Р. Физиология человека в 3 т., «Мир», 2004.
  5. Эккерт Р., Рэнделл Д., Огастин Дж. Физиология животных. Механизмы и адаптация, «Мир», М., 1991.
  6. M.J. Zigmond, F.E. Bloom, S.C. Landis, J.L. Roberts, L.R. Squire Fundamental Neuroscience. Academic Press, 1999, San Diego, London.

Дополнительная:

  1. Ашмарин И.П. Биохимия мозга, изд-во С.-Петербургского ун-та, СПб., 1999.
  2. Гранит Г. Основы регуляции движений, «Мир», М., 1973.
  3. Гусельников В.И. Электрофизиология головного мозга, «Высшая школа», М., 1976.
  4. Катц Б. Нерв, мышца, синапс, «Мир», М., 1968.
  5. Костюк П.Г., Крышталь О.А. Механизмы электрической возбудимости нервной клетки, «Наука», М., 1981.
  6. Руководство по физиологии. Общая физиология возбудимых мембран, «Наука», Л., 1973.
  7. Современные проблемы электрофизиологических исследований, «Медицина», М., 1964:
    а) Гуляев П.И. Электрофизиология нервного ствола;
    б) Бызов А.Л. Особенности микроэлектродного отведения биоэлектрических потенциалов;
    в) Ройтбак А.И. Вызванные потенциалы коры больших полушарий.
  8. Ходжкин А. Нервный импульс, «Иностранная литература», М., 1965.
  9. Хухо Ф. Нейрохимия. Основы и принципы, «Мир», М., 1990.
  10. Экклс Дж. Физиология синапсов, «Мир», М., 1968.






© 2017 Кафедра
Высшей нервной деятельности МГУ

Старая версия сайта



Почтовый адрес:
119234, Россия, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12,
Биологический факультет МГУ.

Телефон: +7 (495) 939-28-37,
Факс: +7 (495) 939-28-37,
заведующий кафедрой профессор Латанов Александр Васильевич

E-mail: info@neurobiology.ru



2015, сделано в