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

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: 2014-01-05