Основные физиологические свойства структуры нервной системы

Назовите структуры, входящие в состав нервной ткани, и их функции.

2. Какие существуют классификации нервных клеток и на каких призна­ках они основываются?

3. Опишите строение нервной клетки. Какие структуры ее образуют? Назовите их функции.

4. Какие виды нервных волокон вы знаете? Как устроены нервные волокна?

5. Какие существуют классификации нервных волокон, на чем эти классификации основаны?

6. Как устроены синапсы? На какие виды они подразделяются, какие функции выполняют?

Вся информация, которую полу­чают и анализируют нервные клет­ки, заключена в нервных импульсах, которые направляются к нервным центрам, расположенным в спинном и головном мозге, или на периферию – к рабочим органам (мышцам, железам, внутренним органам и дру­гим структурам человеческого орга­низма). О том, что нервные сигналы передаются по нервным клеткам в виде нервных импульсов, было известно давно. Однако природа их возникновения и распространения была выяснена только в последние 40 лет.

Нервные импульсы. У нервных клеток цитолемма (внешняя клеточ­ная мембрана) в покое имеет раз­личный электрический заряд (потен­циал) на наружной и внутренней поверхностях. При этом внутренняя поверхность цитолеммы нервных кле­ток заряжена отрицательно, а на­ружная – положительно. В покоя­щемся нейроне разность потенциа­лов между двумя поверхностями мембраны называют мембранным потенциалом или потенциалом покоя. Величина его – 70 мВ.

Мембранный потенциал возни­кает вследствие различного ионного состава тканевой жидкости и цито­плазмы нейрона. Особо важное зна­чение имеют ионы Na⁺, К⁺, Сl^–. Снаружи, со стороны межклеточной жидкости, больше положительно за­ряженных ионов, а с внутренней стороны, в цитоплазме нейрона, больше отрицательных ионов. Кроме того, в цитоплазме много отрица­тельно заряженных крупных органи­ческих молекул, которые не могут проникать через мембрану из-за сво­их размеров. Сохранение разной ионной концентрации в растворах, разделенных мембраной, возможно благодаря ее избирательной про­ницаемости.

Показано, что в состоянии покоя мембрана нервных клеток наиболее проницаема для ионов К⁺ и очень мало проницаема для ионов Nа⁺. В силу разности концентраций ионы К⁺ выходят на наружную поверх­ность клеточной мембраны, вынося положительный заряд.

Таким образом, мембранный по­тенциал зависит от разной концент­рации ионов снаружи и внутри клет­ки, а разная концентрация ионов может поддерживаться за счет изби­рательной проницаемости клеточной мембраны и механизмами транспорта ионов.

Если возбудимую клетку (ней­рон) подвергнуть действию доста­точно сильного раздражителя (меха­нического, химического, электриче­ского и т.д.), то в ответ на него ионы Nа⁺ сначала медленно, а затем лавинообразно устремляются внутрь клетки, неся с собой поло­жительный заряд. Происходит пере­зарядка мембраны: ее внутренняя поверхность приобретает положи­тельный заряд, а наружная – отри­цательный. При перезарядке мем­браны возникает потенциал дей­ствия – нервный импульс.

Повышение проницаемости мем­браны для ионов Na⁺ длится очень недолго, поэтому и длительность по­тенциала действия измеряется ты­сячными долями секунды (миллисе­кундами). Потенциал действия, воз­никая в возбужденном участке мем­браны (он электроотрицателен по отношению к участку, находящемуся в невозбужденном состоянии), ста­новится раздражителем для соседне­го участка. Такой механизм обес­печивает продольное распростране­ние нервных импульсов (потенциа­лов действия).

Таким образом, в нервной систе­ме информация передается в виде серии распространяющихся потен­циалов действия – нервных импуль­сов. Образование нервной клеткой потенциала действия в ответ на раздражение называют возбужде­нием.

Проведение возбуждения в нерв­ной системе. Нервные волокна обла­дают способностью проводить воз­буждение (нервный импульс) в двух направлениях. По одним нервным волокнам импульсы идут в центро­стремительном направлении (к мозгу), а по другим – в центробежном (от мозга к рабочим органам). Скорость проведения нервного им­пульса зависит от диаметра волокна. Чем оно толще, тем быстрее рас­пространяется импульс. Наибольшей скоростью проведения (до 120 м1с) отличаются мякотные (миелиновые) нервные волокна. Безмякотные (безмиелиновые) нервные волокна про­водят импульсы медленно (1 – 2 м1с). В мякотных нервных волок­нах возбуждение может возникать только в тех участках волокна, где отсутствует мякотная оболочка (в области узловых перехватов нерв­ного волокна – перехватов Ранвье). Поэтому у мякотных волокон воз­буждение распространяется скачка­ми от одного перехвата к другому, продвигаясь вдоль волокна гораздо быстрее, чем у тонких безмякотных волокон.

Совокупность нервных волокон образует нерв. В нервах импульсы проводятся по отдельным нервным волокнам изолированно: в одних –

в центростремительном направлении (к спинному и головному мозгу), в других – центробежном направ­лении (из мозга на периферию).

Синаптические соединения нерв­ных клеток могут быть возбуждаю­щими и тормозными. В возбуждаю­щем синапсе медиатор быстро пе­редает возбуждение другому нейро­ну. В тормозном синапсе действие медиатора направлено на задержку передачи нервного импульса от пресинаптической мембраны окончания аксона на постсинаптическую мемб­рану следующей нервной клетки. Процессы возбуждения и торможе­ния имеются и в нервных центрах, в которых передача нервных импуль­сов через синапсы происходит быстро или, наоборот, замедленно, тормо­зится.

Торможение – это нервный про­цесс, приводящий к угнетению воз­буждения. При торможении медиа­тор пресинаптических окончаний подавляет способность клетки гене­рировать возбуждение.

1. Что такое нервный импульс? Где и почему он возникает?

2. Какие заряды (положительный, отрицательный) находятся на поверхностях цитолеммы нервных клеток?

3. Какие ионы находятся на поверхностях цитолеммы нервных клеток и как они себя ведут при действии раздражителя?

4. Что вы знаете о скорости проведения нервных импульсов по мякотным и безмякотным нервным волокнам?

5. Какие процессы называют возбуждением и торможением?

Дата добавления: 2014-11-07