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

chµo mõng c« vµ c¸c b¹n Bài thảo luận tổ 3 - lớp: K11 ĐHSP SinhĐề bài: 1. Cơ chế dẫn truyền hưng phấn trên sợi thần kinh và qua khe synap? 2. Phân tích các nguyên tắc hoạt động cơ bản của hệ thần kinh. Cho ví dụ cụ thể ở mỗi nguyên tắc.GVHD: Trịnh Thị HồngVấn 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:1. Cơ chế dẫn truyền hưng phấn qua sợi trần, sợi không mielin:- Ở sợi thần kinh không có bao mielin, hưng phấn được lan truyền từ đầu sợi đến cuối sợi trên cơ sở phát sinh dòng điện hoạt động do chênh lệch điện thế giữa điểm hưng phấn và vùng còn yên tĩnh trên sợi thần kinh.- Ở trạng thái nghỉ ngơi, bên ngoài màng của sợi trục tích điện dương, còn bên trong màng tích điện âm. Khi một điểm (a) đầu sợi trục bị kích thích và phát sinh hưng phấn, tại đó màng sợi trục thay đổi tính thấm, các ion Na+ thấm vào trong tế bào gấp 500- 700 lần so với lúc nghỉ ngơi. Ban đầu Na + có tác dụng trung hòa ion (-) nên làm mất phân cực gọi là sự khử cực, sau đó ion Na + dư làm thành điện tích (+) bên trong màng còn ngoài màng tích điện (-) dẫn tới đảo cực, tạo nên sự chênh lệch điện thế giữa điểm (a) hưng phấn và điểm còn yên tĩnh (b), làm phát sinh dòng điện hoạt động. Dòng điện này truyền trong sợi trục chạy từ a đến b.- Dòng điện này lại kích thích khu vực bên cạnh, làm xuất hiện điện thế động mới do sự chênh lệch điện thế giữa điểm kích thích (b) và điểm yên tĩnh (c)  Cứ như vậy, xung động sẽ lan truyền từ điểm này sang điểm khác, từ khu vực này sang khu vực khác.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 trong màng tích điện âm. 2. Cơ chế dẫn truyền hưng phấn trên vỏ có mielin: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 đi theo một chiều và giá trị hiệu điện thế giảm dần theo độ dài và thời gian dẫn truyền .- Khi eo A hưng phấn thì tại đó xảy ra hiện tượng đảo cực vì vậy đã phát sinh ra dòng điện hoạt động chạy trong sợi trục từ A đến B và qua eo B nhảy về eo C. Nhưng ở eo A hưng phấn vẫn còn đang tiếp tục tạm thời trở nên trơ, do đó hưng phấn ở eo B truyền ngay sang eo C và sự nhảy bậc này vẫn tiếp tục cho đến khi hết sợi. * Phương thức nhảy bậc có tốc độ nhanh hơn (ở sợi có bao mielin dây thần kinh vận động v = 60 -120 m/s còn ở sợi trần v = 2 m/s), đồng thời tiết kiệm được năng lượng, vì sự chuyển dịch các ion Na+, K+ chỉ diễn ra ở các eo, gây ra sự đảo cực, chứ không diễn ra trên toàn sợi như ở sợi trần. * Cơ sở của việc dẫn truyền hưng phấn: Màng của neuron khi nghỉ ngơi hầu như không cho ion Na+ đi qua nhưng lại cho ion K+ đi qua một cách dễ dàng. Do đó các ion K+ có xu hướng khuếch tán ra làm cho phía trong 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 trong axon không những làm mất đi điện thế nghỉ mà còn gây ra hiện tượng khử cực quá độ làm cho bên trong màng tích điện dương. Sau khi có một xung động thần kinh đi qua, neuron thu nhận được một số ion Na+ và mất đi một lượng ion K+ gần như tương ứng làm ảnh hưởng đến nồng độ ion. Để duy trì được nồng độ thích hợp, màng tế bào có sự hoạt động của bơm trao đổi Na+ - K+, bơm này sẽ bơm Na+ ra ngoài và bơm K+ vào trong.II. Cơ chế dẫn truyền hưng phấn qua synap: 1. Cơ chế vật lí: - Thuyết điện học: Hưng phấn được dẫn truyền qua synap là nhờ dòng điện hoạt động Vo. Khi hưng phấn truyền đến phần tận cùng của sợi trục thì tạo ra dòng điện có cường độ lớn để có khả năng vượt qua khe synap đến để kích thích màng sau synap hưng phấn. Kết quả là hưng phấn được dẫn truyền di tiếp. Nhược điểm của cơ chế này là không giải thích được đặc diểm dẫn truyền hưng phấn một chiều, chậm lại khi đi qua synap và sự mỏi của synap. - Mặt khác theo tính toán của Katz là sau khi vượt qua khe synap dòng điện hoạt động giảm điện thế xuống còn chỉ 0.01mV, trong khi điện thế cần thiết để gây ra hưng phấn cho màng sau synap phải là 20-40mV. Điện thế hoạt động giảm là do điện trở của tế bào chất, màng trước, màng sau và khe synap. 2. Cơ chế hoá học: Hưng phấn được dẫn truyền là nhờ các chất môi giới hóa học. Thí nghiệm của Levi: buộc 2 tim rời vào 2 ống thông tim có chứa dung dịch sinh lí và thông với nhau. Khi kích thích dây thần kinh giao cảm của 1 tim thì cả 2 tim đều đập nhanh và mạnh. Khi kích thích dây thần kinh phế vị thì cả 2 tim đập chậm và yếu. Đó là do thần kinh phế vị và giao cảm của tim bị kích thích đã tiết ra 2 chất môi giới hóa học khác nhau được lan tỏa trong dung dịch sinh lí đến kích thích tim kia và tim kia cũng 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 của tim. Số các chất môi giới hóa học ngày càng được biết nhiều hơn, có tác dụng như axetylcolin là các chất như: cacbakhon, sucxinicolin, muscarin, oxotremorin và có tác dụng như adrenalin là các chất: histamin, serotonin, dopamin.- Theo quy luật hóa học, khi nhiệt độ tăng lên 10oC thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 - 4 lần ( Xamoilop, 1925), theo dõi sự truyền hưng phấn qua sợi thần kinh nhận thấy: khi nhiệt độ tăng lên 10o thì tốc độ dẫn truyền lên từ 12 - 14 lần. Như vậy, đã có sự giữa dẫn truyền hưng phấn qua synap với các chất hóa học tiết ra ở đó. Nói cách khác sự dẫn truyền hưng phấn qua synap là phải nhờ các chất hóa học làm môi giới như: axetylcolin và adrenalin có ở màng trước synap. 3. Cơ chế điện - hoá - điện: - Cơ chế dẫn truyền hưng phấn qua synap đã có sự tham gia đồng thời của dòng điện và chất hoá học gọi là cơ chế điện - hoá - điện. Có thể khái quát bằng sơ đồ sau đây: “Xung thần kinh” - tin điện - màng trước synap, tác động để giải phóng ra chất môi giới. Chất môi giới - tin hoá - tác động lên màng sau synap => tính thấm ion của màng sau synap bị thay đổi => khử cực => đảo cực => phát sinh dòng điện hoạt động – tin điện – xung thần kinh động tiếp tục được truyền đi”. 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 (hoặc noradrenalin, adrenalin). Các chất môi giới có vai trò là những tin hoá, như vậy các tin điện đã được chuyển thành những tin hoá. - Chất môi giới được giải phóng ồ ạt qua khe synap đến màng sau, ở đây nó tác dụng với phức hợp lipoprotein của màng sau synap, làm tăng trong chốc lát tính thấm của màng sau, gây ra sự khử cực và đảo cực của màng sau. Kết quả là phát sinh dòng điện hoạt động. Như vậy tin hoá lại trở thành tin điện và hưng phấn được dẫn truyền đi tiếp tục. Khi axetylcolin đã được phân giải hết thì tính thấm màng sau synap được khôi phục và kết thúc hưng phấn.=> Từ các quá trình ở trên ta có thể rút ra được các nhận xét sau: + Sự dẫn truyền hưng phấn qua synap là có sự tham gia đồng thời của dòng điện và chất hoá học môi giới, dưới dạng tin điện chuyển thành tin hoá rồi chuyển lại tin điện. + Quá trình chuyển từ tin điện thành tin hoá, rồi tin hoá thành tin điện là đòi hỏi phải có thời gian nhất định, làm cho sự dẫn truyền hưng phấn qua synap bị chậm lại. + Các quá trình đã nêu ở trên đã làm tăng sự trao đổi chất ở synap, vì thế đã gây ra sự mỏi ở synap trước tiên. Vấn đề 2: Các nguyên tắc hoạt động cơ bản của hệ thần kinh. 1. Nguyên tắc phản xạ:- Khi có kích thích tác động vào cơ thể thì cơ thể sẽ trả lời bằngmột phản xạ nhất định. Có hai loại phản xạ là phản xạ có điều kiện và phản xạ không điều kiện. Cung phản xạ có 3 nơron tham gia- VD: GV đầu tiên đưng trên đứng trên bục giảng trước rất nhiều học sinh thường hồi hộp và bối rối, nhưng những lần sau vẫn đứng trên bục giảng thì GV sẽ thấy bình thường. Con đường để thực hiện một phản xạ gọi là cung phản xạ. Cung phản xạ gồm có 5 khâu: + Khâu tiếp nhận: được thực hiện bởi các receptor, chức năng tiếp nhận kích thích và biến năng lượng tác nhân kích thành xung thần kinh. + Khâu dẫn vào: được cấu tạo bởi các sợi thần kinh hướng tâm, chức năng dẫn truyền xung động thần kinh từ các receptor về trung ương thần kinh. + Khâu trung ương: cấu tạo bởi các nơron, chức năng tiếp nhận kích thích, phân tích tổng hợp và phát lệnh trả lời, + Khâu dẫn ra: cấu tạo bởi các dây thần kinh li tâm, chức năng truyền xung thần kinh từ trung ương về cơ quan trả lời. + Khâu trả lời: cấu tạo bởi các cơ hoặc tuyến, chức năng trả lời các kích thích bằng cách co cơ hoặc tiết dịch.2. Nguyên tắc con đường chung cuối cùng: - Có những phản xạ được thực hiện do nhiều tác nhân kíc thích khác nhau, tác động lên các receptor khác nhau. Các xung động thần kinh được truyền theo các dây hướng tâm khác nhau nhưng chỉ được truyền cho một số ít nơron trung gian và cuối cùng được truyền cho một đường li tâm chung cho ra một phản xạ giống nhau. - VD: GV khi đang giảng bài trên lớp học thì nghe ở phía dưới học sinh nói rất nhiều chuyện ..... GV cho một phản xạ các bạn trật tự đi hoặc....3. Nguyªn t¾c ®iÓm ­u thÕ: - Theo Ukh¬tomski, khi cã hai ph¶n x¹ ®­îc thùc hiÖn bëi mét kÕt thóc chung, song song tån t¹i, th× ph¶n x¹ sÏ ®­îc t¨ng c­êng. Cßn khi hai ph¶n x¹ ®­îc thùc hiÖn bëi c¸c ®­êng thÇn kinh riªng th× mét trong haiph¶n x¹ cã thÓ bÞ ph¶n x¹ kia k×m h·m. Trong tr­êng hîp nµy, trong TW thÇn kinh cã hai tiªu ®iÓm cïng h­ng phÊn, trong ®ã tiªu ®iÓm h­ng phÊn m¹nh chiÕm ­u thÕ vµ lÊn ¸t tiªu ®iÓm h­ng phÊn yÕu. Tiªu ®iÓm h­ng phÊn ­u thÕ cã thÓ ph¸t sinh trong c¸c vïng c¶m gi¸c còng nh­ trong c¸c vïng vËn ®éng. Tuú ®iÒu kiÖn kÝch thÝch vµ tuú tÝnh kh«ng v÷ng cña hÖ thÇn kinh ë tõng thêi ®iÓm mµ mét tiªu ®iÓm h­ng phÊn cã thÓ t¨ng c­êng hoÆc k×m h·m mét tiªu ®iÓm h­ng phÊn kh¸c.- VD: Khi ta bÞ con ong vµ con kiÕn ®èt vµo tay cïng mét thêi ®iÓm th× c¶m gi¸c ®au do con ong ®èt sÏ lÊn ¸t c¶m gi¸c ®au do con kiÕn ®èt.- Møc ®é t¸c ®éng cña ®iÓm h­ng phÊn ­u thÕ ®èi víi ®iÓm h­ng phÊn yÕu h¬n phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh­: h­ng tÝnh cña ®iÓm ­u thÕ, c­êng ®é cña t¸c nh©n kÝch thÝch..... + H­ng tÝnh cña ®iÓm ­u thÕ cµng cao, h­ng phÊn cµng bÒn v÷ng th× kh¶ n¨ng t¸c ®éng cña ®iÓm ­u thÕ ®èi víi c¸c ®iÓm kh¸c cµng lín. + C¸c t¸c nh©n kÝch thÝch yÕu, d­íi ng­ìng cã t¸c dông lµm t¨ng h­ng phÊn ë ®iÓm ­u thÕ. Mét sè hoocmon vµ mét sè chÊt kh¸c cã t¸c dông lµm t¨ng h­ng tÝnh ë ®iÓm ­u thÕ. + §iÓm ­u thÕ cã tÝnh chÊt qu¸n tÝnh cho nªn h­ng phÊn kh«ng chÊm døt ngay sau khi ngõng t¸c ®éng. §iÓm ­u thÕ gi÷ qu¸n tÝnh cho ®Õn khi ph¶n x¹ tréi ®· thùc hiÖn xong hoÆc ®Õn khi xuÊt hiÖn mét ®iÓm tréi kh¸c m¹nh h¬n. + §iÓm ­u thÕ lu«n lu«n thay ®æi. Sù thay ®æi ®iÓm tréi nµy b»ng ®iÓm tréi kh¸c ®­îc thÓ hiÖn ra bªn ngoµi b»ng sù thay ®æi chó ý. 4. Nguyªn t¾c liªn hÖ ng­îc: - Khi c¸c t¸c nh©n kÝch thÝch t¸c ®éng vµo c¸c receptor th× sÏ lµm xuÊt hiÖn c¸c xung ®éng thÇn kinh. C¸c xung ®éng thÇn kinh ®ã ®­îc göi vÒ TW thÇn kinh vµ g©y ra ph¶n x¹ b»ng c¸ch co c¬ hoÆc tiÕt dÞch. Khi c¸c c¬ hoÆc c¸c tuyÕn ho¹t ®éng sÏ lµm cho c¸c receptor b¶n thÓ ë c¸c bé phËn nµy h­ng phÊn. Luång h­ng phÊn nµy ®­îc truyÒn vÒ TW thÇn kinh vµ b¸o cho TW thÇn kinh biÕt vÒ tr¹ng th¸i ho¹t ®éng cña c¸c c¬ hoÆc c¸c tuyÕn. §ã chính lµ ®­êng liªn hÖ ng­îc. - VD: Khi chóng ta kÐo mét vËt nÆng, víi lùc dïng ban ®Çu chóng ta kh«ng kÐo ®­îc. Khi ®ã c¸c receptor bản thể sẽ truyÒn tÝn hiÖu về TWTK cho biÕt tình trạng, lóc nµy TWTK sÏ ®iÒu chØnh mét lùc lín h¬n ®Ó kÐo vËt ®ã.Họ và tênXếp loạiHọ và tênXếp loạiTrần Thị DịuATrịnh Thanh VânANgô Thị HuệAĐoàn Văn CườngATrần Thị NgaABùi Mạnh HùngALê Thị MaiATrần Văn DuyCLê Thị ThơmADanh sách tổ và xếp loại: