Будова і основні функції нейронів і нервів. Загальні поняття про подразливість, збудливість, провідність, біоелектричні явища

План

1. Вступ. Значення нервової системи, її класифікація і схематична будова.

2. Будова і основні функції нейронів і нервів. Загальні поняття про подразливість, збудливість, провідність, біоелектричні явища.

3. Поняття про рефлекси, їх класифікація, особливості у дітей.

4. Орієнтовано-дослідницький рефлекс і рефлекс наслідування копіювання, їх значення в розвитку дитячого організму і в педагогіці.

Основна література

1. А.Г. Хрипкова. Вікова фізіологія. – Київ, 1982. – С. 42-70.

2. Анатомія і фізіологія людини / Під ред. П.І. Старушенко. – Київ, 1992. – С. 156-174.

3. А.Г. Хрипкова и др. Возрастная физиология и школьная гигиена. – М., 1990. – С. 14-36.

4. Бобрицька В.І., Гвинтова М.В. та ін. Валеологія: Навч. посібник / За ред.. В.І. Бобрицької. – Полтава, 1999. – С. 217-224.

5. Г.І. Коляденко. Анатомія людини. – Київ, 2001. – С. 284-330.

6. Маруненко І.М., Неведомська Є.О., Бобрицька В.І. Анатомія і вікова фізіологія з основами шкільної гігієни: Курс лекцій для студ. небіол. спец. вищ. пед. навч. закл. – К.: Професіонал, 2004. – С. 301-350.

Додаткова література

1. Кацудзо Ніші. Нервова сила // Валеологія. – 2005. – №21-22. – с. 8-9; №23-24. – С. 30-31.
2. Гуминский А.А. с соавт. Руководство к лабораторным занятиям по возрастной физиологии. – М., 1990. – С. 41-52; 55-67.

1. Вступ. Значення нервової системи, її класифікація і схематична будова.

Якщо простежити еволюцію тварин, то починаючи із досить примітивних форм і до самих високоорганізованих – виявляється спеціальна система, яка забезпечує сприйняття і аналіз різноманітних впливів (подразнень) із зовнішнього середовища, а також із внутрішнього середовища організму, і яка організовує відповідні реакції організму на ці подразнення. Ця спеціальна система і є нервова система. Її значення для життєдіяльності організму – величезне. По-перше, завдяки нервовій системі живий організм сприймає зовнішні подразники, аналізує їх, і дає відповідну реакцію. За допомогою цих функцій нервової системи, організм пристосовується до дуже мінливого навколишнього середовища. По-перше, сприймаючи через чуттєві рецептори різноманітні подразнення із оточуючого середовища, організм, аналізуючи їх, нервова система допомагає організму уникнути небезпечних явищ із зовнішнього середовища, пристосовуватись до них. Наприклад, сприймаючи через температурні рецептори шкіри зміну температури навколишнього середовища тварина, людина аналізує їх і реагує певною дією. Тварина ховається в нору, людина тепліше одягається і таким чином забезпечується охорона організму від переохолодження. А деякі тварини, наприклад, за декілька днів чи годин по змінах електромагнітних коливань, починають реагувати на землетрус, що давно помітили жителі гірних районів.

По-друге, нервова система регулює і контролює фізіологічні процеси всіх структур організму (клітин, тканин, органів, систем органів), завдяки чому організм виступає як жива саморегулююча система, як єдине ціле. Головний і спинний мозок через аферентні чуттєві нерви одержує масу інформації від внутрішніх органів, залоз, судин, м’язів і т. д., і все це фіксується, аналізується і дається, відповідно до ситуації, команда. Таким чином, нервова система, особливо головний і спинний мозок, виконують роль головного штабу, який регулює не тільки діяльність того чи іншого органу або системи, але й регулює взаємовідносини між ними, мобілізує захисні сили організму при виникненні порушень в тій чи іншій частині організму. Наприклад, якщо у нас болить палець на верхній чи нижній кінцівки, то це не означає, що не буде реакції всього організму. Якщо поломка значна (гнійний нарив, сильний опік, травма), то буде реагувати весь організм. Буде підвищення місцевої, а інколи і загальної температури, сюди більше буде поступати крові, а з нею лейкоцитів, антитіл для боротьби з мікроорганізмами. Все це “організовує” в основному ЦНС. Отже, завдяки нервовій системі організм сам себе контролює, регулює, удосконалює, захищає і поправляє.

По-третє, завдяки нервовій системі у високоорганізованих тварин і особливо у людини здійснюються психічні функції: це усвідомлення сигналів, які поступають із навколишнього середовища, їх запам’ятовування, прийняття рішень, цілеспрямована поведінка. Кора великих півкуль головного мозку є матеріальною базою абстрактного мислення, мови, інтелекту людини.

Як побудована нервова система? Як і будь-яка система, вона побудована із клітин, які ще називають нейрони. Крім нейронів, нервова система включає в себе допоміжні клітини, які називаються клітини нейроглії (гр. глія – клей). Ці клітини виконують захисну, харчову і опорну функцію для нейронів. Отже, нейрони і клітини нейроглії і складають основу нервової тканини, із якої побудована вся нервова система. Топографічно і по функціям нервова система класифікується, ділиться на: ЦНС і периферичну. ЦНС складають головний мозок і спинний, який розміщується в каналі хребта. В них знаходиться 95-97% всіх нейронів і тільки 3-5% – в периферичних нервових вузлах, які розташовані в різних частинах організму. Периферична нервова система складається з багатьох тисяч нервів, нервових волокон, вузлів і розповсюджена по всьому організму. Вона пронизує всі внутрішні органи, утворює велику кількість нервових сплетінь (наприклад, сонячне), супроводжує великі і малі судини, нерідко обплітає їх, проникає і в кістки. Дуже невелика кількість місць в організмі де немає нервових волокон. Це периферична частина нігтів, волосся, верхні прошарки шкіри на п’ятці.

Також, нервова система поділяється (по функціям, по будові) на: соматичну і вегетативну.

Соматична – регулює і контролює тіло людини (лат. soma – тіло). Тобто шкіру, скелетну мускулатуру, язик, глотку, гортань, кістковий скелет, зв'язки, суглоби. Вона підпорядковується нашим вольовим зусиллям, нашій свідомості. Ми свідомо можемо керувати своїми руками, наказати собі сісти, встати, зробити ту чи іншу дію.

Вегетативна нервова система (її вищі центри знаходяться в проміжному мозку, в гіпоталамусі і гіпокампі, поясній закрутці) регулює і контролює функції внутрішніх органів, судин, залоз, обміну речовин і не залежить від наших вольових зусиль, нашої свідомості. Ця система в якій-то мірі працює автономно. Хоча людина, знаючи багато функцій внутрішніх органів, може впливати на вегетативну нервову систему, на діяльність внутрішніх органів "опосередковано". Наприклад, збільшити чи зменшити діяльність того чи іншого органа за допомогою певного лікувального препарату. Свідомо підвищити функцію шлунково-кишкової системи приймаючи більше їжі, чи, навпаки, зменшити.

Вегетативна нервова система в свою чергу поділяється на симпатичний відділ і парасимпатичний.

Симпатична нервова система, її центри знаходяться в бокових рогах сірої речовини грудних і поясних сегментів спинного мозку, а периферична – парними боковими стволами, які розташовані справа і зліва від спинного хребта і тягнуться від першого шийного хребця до куприкових хребців. А від цих стволів відходять тисячі симпатичних периферичних нервів, які йдуть до внутрішніх органів, кровоносних судин, залоз. Симпатичний відділ нервової системи збуджує, посилює, стимулює функції того чи іншого органу. Наприклад, він посилює частоту і силу серцевих скорочень, частоту дихання, виділення шлункового соку, звужує кровоносні судини і підвищує кровоносний тиск і т. д. Було доведено, що кінці симпатичних нервів навіть виділяють (в мг) дуже хімічно активний медіатор "симпатикус", який по біохімічній структурі дуже схожий з наднирковим гормоном – адреналіном, та і їх дії на внутрішні органи майже ідентичні.

Парасимпатична нервова система. Її центри розташовані в довгастому і середньому мозку, а також в бокових відділах II і IV крижових сегментах спинного мозку. Від цих центрів відходять парасимпатичні нерви, які йдуть до внутрішніх органів, залоз, деяких відділів кровоносної системи.

Парасимпатичний відділ нервової системи виконує охоронну, гальмівну, послаблюючу функцію. Так, нерви парасимпатичні знижують частоту дихання, розширюють бронхи, частоту серцевих скорочень і т.д. Тобто їх дія протилежна симпатичній нервовій системі.

Але вегетативна нервова система функціонує як єдине ціле. І в залежності від ситуації, в якій знаходиться організм, в даний момент один із відділів займає панівну домінуючу роль. Наприклад, коли організм виконує яку-небудь інтенсивну роботу, то в нього симпатичний відділ займає домінуючу роль, посилюється дихання, пульс, піднімається пульс і т.д. Коли ж людина відпочиває, розслаблена, то в неї домінуючу роль відіграє парасимпатична нервова система.

Розберемо більш детальніше основний структурний і функціональний елемент нервової системи – нейрон. Його основна функція – це сприймання подразнення, переробку (аналіз його) і передача по нервам до різних органів, залоз, м'язів тощо. Нервова клітина має дуже складну і специфічну будову. Вже зовнішній вигляд нервової клітини різко відрізняє її від інших клітин організму. Тіло клітини має різноманітну форму (у вигляді ромба, коми, веретена і т.д.). Для неї характерна велика кількість коротких відростків (дендритів), розгалужених в своїй периферичній частині. Також є один довгий мало розгалужений відросток – аксон. Він має довжину від кількох сантиметрів до 1-1,5 м. Дендрити в основному знаходяться в НС і з'єднують один нейрон з іншим. А так як дендритів в одному нейроні може бути до 1000 і більше, то контакт може бути з 1000 сусідніх нервових клітин. Аксон контактує з більш віддаленими нейронами і завдяки тому, що його кінець дуже гіллястий він може контактувати з десятками, а то і сотнями нейронів. Наприклад, нейрон, який знаходиться в корі головного мозку, може контактувати з десятками нервових клітин, які знаходяться в спинному мозку або з багатьма волокнами того чи іншого м'яза або ділянками того чи іншого органу. Отже, основна їх функція – передача імпульсів один одному або з центру на периферію до інших органів, або навпаки, від внутрішніх органів, м'язів в НС.

Нерви. Нервовий відросток (в основному це аксон) вкритий оболонками називається нервовим волокном. В центрі нервового волокна проходить аксон (вістовий циліндр) і перша внутрішня оболонка його – це мієлінова (м'якотна) оболонка. Вважається, що по ній і як раз проходять нервові імпульси збудження. Але такі тонюсінькі нервові волокна, яких багато мільйонів є в більшості кінцевим пунктом більш великих нервів. Нервові волокна іннервують окремі клітини, м'язові волокна і т.д. Чутливі нервові волокна починаються з спеціальних сприймаючих апаратів-рецепторів (наприклад, в шкірі: тільця Мейснера, Фаттер-Пагіні і т.д.).

Нерв – це вже велика група аксонів або нервових волокон, об'єднаних загальною сполучнотканинною оболонкою, які виходять із головного або спинного мозку. Великі нерви, товстіші ще називають нервовими стовбурами (стволами).місце виходу нерва із головного або спинного мозку називають корінь нерва. Отже, нерв побудований по типу кабеля. Зверху, ззовні – товста сполучнотканинна оболонка, а всередині – велика кількість тонких нервових волокон, теж покритих оболонками. Чим далі нерв іде на периферію, тим більше він розгалужується на все тонші гілочки і в кінці кінців на окремі нервові волокна, які можна побачити тільки в мікроскоп. Якщо в нерві переважають чутливі нервові волокна, які починаються рецепторами і по яких збудження поширюється в напрямку ЦНС, такі нерви називають доцентровими, аферентними, чутливими. Якщо ж в нерві переважають нервові волокна, які передають збудження із НС на периферію до внутрішнього органа (ефектора) або м'яза і т.д., то такі нерви називають відцентрові, центр обіжні, рухові, еферентні. Тому нерви ділять на: 1) аферентні або доцентрові, чутливі; 2) еферентні, відцентрові, центр обіжні, рухові. Більшість же нервів змішані.

Подразливість – це одна з властивостей живої матерії. В більш широкому розумінні, подразливістю називають здатність живих систем під впливом подразників (фізичних, фізико-хімічних, хімічних, біологічних) переходити із стану фізіологічного спокою до стану активності. І найбільш високою подразливістю відмічається нервова тканина, потім за нею йде м'язова тканина і т.д.

Збудливість – властивість живих систем швидко відповідати на подразнення. Клітини нервові, і в меншій мірі м'язові, якраз характеризуються дуже швидкими реакціями на подразнення. Так як в них найбільш висока ступінь подразливості, а отже і збудливості. Отже, збудження – це складний біологічний процес, який характеризується цілим комплексом хімічних, фізико-хімічних і електричних явищ. Біоелектричні явища тут відіграють ведучу роль. Зміна електричного заряду живої тканини під впливом подразника і викликає виникнення і поширення нервового імпульсу, а фактично біоелектричного імпульсу. В нервовій тканині (і не тільки в ній) поверхня клітин мембран заряджена позитивно (катіони), а цитоплазма – електронегативно. Тобто по обидві сторони клітинних мембран різні біопотенціали. Коли на клітини не діють подразники, то зберігається відносна рівновага і тільки деякі катіони проникають в цитоплазму, а звідти аніони і є слабкий біоток, або токи спокою. Тобто певна біоелектрозарядженість і є сама висока, вона в нервовій тканині 80-90 МВ, а для епітеліальної тканини – 18-20 МВ. Ось чому і біоелектричне проведення збудження значно вище і швидше, ніж в інших тканинах, коли виникає те чи інше подразнення. При дії подразника виникає електробіотоки дії. Виникає так звана деполяризація, різко збільшується іонна проникливість мембрани. Так, наприклад, іони натрію проникають в середину в цитоплазму, а іонів калію К – на поверхню, змінюється потенціал і електрозарадженість, цитоплазма стає позитивно заряджена, а поверхня мембрани – негативно. Виникає "сильний біоелектричний імпульс", який лавиноподібно поширюється "стрибками" по нервовим волокнам, нервам до ЦНС чи від НС. Причому мієлінова оболонка має значний опір, а там, де її немає – біопотенціали проходять в багато разів швидше. Ось чому вони часто перестрибують мієлінові ділянки нерва від одного перехвата Ранв'є до іншого. Швидкість проходження збудження по доцентровим аферентним нервам досягає 1-30 м/с, по відцентровим еферентним – 60-120 м/с.

Збудження від одного нейрона до іншого передається тільки в одному напрямку: з аксона одного нейрона на тіло клітини або дендрити іншого. Аксони більшості нейронів, підходячи до більшості нейронів розгалужуються і утворюють численні закінчення на тілах цих клітин і їхніх дендритах. По такій же схемі вони розгалужуються підходячи до залоз, кровоносних судин, м'язових волокон. Місця контакту між кінцями аксонів й іншими нейронами або ділянками м'язів або внутрішніх органів називаються синапсами. Іще простіше це місце контакту між двома нейронами, або між нейроном і внутрішнім органом. Таких місць контакту дуже багато. Так як на одному нейроні може бути до тисячі дендритів, то кожен з них може контактувати з аксонами сусідніх нейронів, і тому один нейрон може мати до тисячі синапсів. Якщо ж нейрон за допомогою аксона контактує, наприклад, з м'язовими волокнами, то підходячи до м'яза аксон розгалужується на декілька гілочок і завдяки цьому один нейрон може контактувати з десятками м'язових волокон. Сам синапс має складну будову. Він утворений двома мембранами: пресинаптичною і постсинаптичною і між ними є міжсинаптична щілина. Пресинаптична мембрана знаходиться на аксоні, а постсинаптична – на тілі або дендриті іншого нейрона, або на м'язовому волокні. Пресинаптична мембрана має вигляд ґудзика або бляшки, в яких є невеликі міхурці заповнені специфічною рідиною – хімічним медіатором (частіше ацетілхолин, адреналін або норадреналін). Тому біоелектричний імпульс, підходячи до пресинаптичноїмембрани вивільняє медіатор, він передає збудження хімічним шляхом через медіатор, який заповнює щілину і імпульс збудження поширюється на постсинаптичну мембрану нейрона або органа, знову перетворюючись на біоелектричний імпульс. Отже, в синапсах електрофізичний процес перетворюється в електрохімічний, а потім знову в електрофізичний. На це потрібен час. Ось чому проведення збудження в синапсах, а їх більше всього в НС проходить значно повільніше, ніж в нервах, ось чому говорять про синаптичну затримку збудження.

Весь цей складний механізм проведення збудження одержав назву провідність нервової системи.

Здатність проводити (поширювати) збудження на відстань по нервам підпорядковується слідуючим законам:

1. Закон фізіологічної цілості нерва.

2. Закон ізольованого проведення збудження. Тобто в змішаному нерві збудження із одного нервового волокна на інше не розповсюджується.

3. Закон двостороннього проведення збудження.

4. Швидкість проведення збудження в різних нервах неоднакова (у відцентрових – 60-120 м/с, в доцентрових – 1-30 м/с), в синапсах ще менша.

5. Відносна не втомлюваність нерва.

Дата добавления: 2014-01-07