Организм человека представляет собой совокупность разных структур, отличающихся по строению, роли и степени участия в процессах жизнедеятельности. Выживание в окружающей среде требует согласованной работы этих структур – тканей, органов и совокупностей органов. Такое согласование осуществляют интегрирующие системы – система желез внутренней секреции, иммунная и нервная системы. В настоящее время считают, что центральное место в этой триаде занимает нервная система. Это определяется целым рядом обстоятельств, таких, как возможность точного воздействия на определенные структуры, высокая скорость выполнения регулирующих воздействий, очень точная градация силы влияний и ряд других особенностей регуляции с помощью нервной системы.
Нервная система человека включает в себя центральную нервную систему (ЦНС) и периферическую нервную систему (ПНС). ЦНС включает головной и спинной мозг, а ПНС, обеспечивающая связь ЦНС с различными частями тела, – черепно-мозговые и спинномозговые нервы, а также нервные узлы (ганглии) и нервные сплетения, лежащие вне спинного и головного мозга.
Центральная нервная система (ЦНС) выполняет функцию интеграции всех структур организма в единое целое. Она регулирует все процессы, происходящие в организме, обеспечивая индивидуальное приспособление его к изменяющимся условиям существования:
1. воспринимает действие на организм разнообразных раздражителей,
2. производит анализ и синтез раздражений, а затем формирует поток центробежных нервных импульсов, под влиянием которых изменяется работа тех или иных органов,
3. определяет поведение человека и животного, его взаимоотношения с внешней средой.
Значительную сложность представляет исследование ЦНС, ведь исследуется не просто сверхсложная система, объект исследования выполняет и роль исследовательского инструмента.
Основными методами изучения функций ЦНС являются:
- удаления и раздражения (в клинике и на животных);
- регистрация электрических явлений (электроэнцефалограмма - регистрация суммарной электрической активности различных областей мозга);
- метод условных рефлексов;
- компьютерная томография (морфофункциональные изменения мозга на различной его глубине) и многие другие.
Нервная система состоит из трех основных клеточных компонентов:
1) нервных клеток (нейронов);
2) связанных с ними клеток нейроглии;
Клеток соединительной ткани.
Глиальные клетки составляют специфическое микроокружение для нейронов, обеспечивая условия для генерации и передачи нервных импульсов, а также осуществляя часть метаболических процессов самого нейрона. Нейроглия выполняет опорную, трофическую, секреторную, разграничительную и защитную функции.
Нейрон является морфофункциональной единицей центральной нервной системы (ЦНС) (рис. 3.1). Деятельность нейрона заключается в выработке нервных импульсов. Проведение возбуждения осуществляется электрическим путем.
Рис 3.1. Схема строения нейрона.
Каждая нервная клетка состоит из тела, множества коротких отростков – дендритов и чаще всего одного длинного отростка – аксона. Тело и дендриты играют основную роль в восприятии и переработке сигналов поступающих от других нейронов. Тело клетки выполняет питательную функцию. Функции аксона состоит в проведении нервных импульсов к другим нейронам или к исполнительным органам – мышцам, железам и т.п.
Передача возбуждения с одного нейрона на другой осуществляется при помощи синапса (рис. 3.2). Аксоны могут образовывать синапсы на теле другого нейрона или на его отростках.
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.2. Строение синапса (https://ru.wikipedia.org/wiki/Синапс).
В наиболее общем (и весьма упрощенном виде) синапс имеет вид бляшки. Он состоит из пресинаптической мембраны, синаптической щели и постсинаптической мембраны. В зависимости от механизма передачи нервного импульса различают химические и электрические синапсы.
В химическом синапсе внутри бляшек находятся пузырьки с медиатором (нейротрансмиттером ). Медиаторы – это биологически активные химические вещества, с помощью которых осуществляется передача электрического импульса с нервной клетки через синаптическое пространство между нейронами. По химической природе это аминокислоты, пептиды, моноамины (в том числе катехоламины). В настоящее время известно более 30 их разновидностей.
При достижении нервным импульсом пресинаптической мембраны происходит высвобождение медиатора в синаптическую щель. Диффундируя, медиатор попадает на постсинаптическую мембрану и, взаимодействуя с ней, изменяет проницаемость постсинаптической мембраны для ионов Na+ и K+, как это описано выше, в результате чего развивается деполяризации и возникает потенциал действия, распространяющийся по нейрону и его отросткам.
В электрическом синапсе клетки соединяются высокопроницаемыми контактами с помощью особых белковых субъединиц (коннексонов), через которые передается электрический сигнал.
По функциональному признаку можно выделить три группы нейронов:
1. чувствительные (сенсорные или афферентные), воспринимающие своими окончаниями раздражение и передающие его в ЦНС. Эти нейроны расположены вне ЦНС, в спинномозговых ганглиях или в аналогичных ганглиях черепно-мозговых нервов;
2. промежуточные или вставочные нейроны – осуществляют контакты между нервными клетками;
3. эффекторные или эфферентные нейроны – обеспечивают эффект деятельности нервной системы, посылая импульсы к рабочим органам.
В ЦНС существуют возбуждающие (работа описана выше) и тормозящие, или тормозные нейроны. Отличие этих нейронов состоит в том, что медиатор, выделяющийся из пресинаптических мембран, приводит к развитию гиперполяризации и препятствует распространению возбуждения.
По классическим физиологическим представлениям основным механизмом деятельности ЦНС является рефлекторный. Нервная система под влиянием внешних или внутренних воздействий (стимулов) приходит в состояние возбуждения, из ЦНС это возбуждение передаётся определённому органу, который отвечает на это возбуждение изменением своих функций. Результатом рефлекторной деятельности могут являться начало, усиление или, наоборот, ослабление какой-либо деятельности организма. Изменение функционального состояния органов и систем также происходит по механизму рефлекса.
РЕФЛЕКС (отражение) – это стереотипная закономерная реакция организма на раздражение, осуществляемая при непосредственном участии ЦНС в ответ на раздражение рецепторов.
Впервые отражающий (рефлекторный) принцип деятельности нервной системы был предложен французским естествоиспытателем и философом Р.Декартом («Рассуждение о методе», «Страсти души», 1637). Он предложил схему рефлекса для объяснения так называемых непроизвольных движений. Термин рефлекс был впервые предложен чешским естествоиспытателем И. Прохаска (1749-1820). В XIX веке Ч. Белл и Ф. Мажанди показали наличие анатомической основы рефлекса. М. Холл предложил термин «рефлекторная дуга». По мнению всех этих исследователей, рефлекторный механизм свойственен только спинному мозгу.
Эти взгляды были пересмотрены великим русским физиологом И.М. Сеченовым (1829-1905), распространившим рефлекторный принцип на работу всей нервной системы, включая головной мозг. И.М. Сеченов сформулировал главные положения рефлекторной теории.
Крупнейшие достижения в изучении рефлекторной деятельности принадлежат русскому физиологу И.П. Павлову. Теоретическим обоснованием рефлекторной теории являются выделенные И.П. Павловым ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫРЕФЛЕКТОРНОЙ ТЕОРИИ:
Ø ПРИНЦИП ДЕТЕРМИНИЗМА - каждый процесс в головном мозге вызывается изменениями, происходящими вне или внутри организма.
Ø ПРИНЦИП АНАЛИЗА И СИНТЕЗА – заключается в том, что кора, благодаря анализу, способна различать, дифференцировать раздражения, выделяя из них те, на которые следует дать реакцию в настоящий момент, а благодаря синтезу, способна объединять, синтезировать эти выделенные раздражения в ответные реакции.
Ø ПРИНЦИП СТРУКТУРНОСТИ означает, что функции головного мозга связаны с его строением, что всякий нервный процесс происходит в определённых морфологических образованиях.
Классифицировать рефлексы можно на основе разных признаков. Можно их поделить в зависимости от того, в каком отделе мозга они замыкаются. Более правильно все же выделять лишь отдел мозга или нервный центр, обязательно участвующий в осуществлении данного рефлекса.
Работы И.П.Павлова позволили выделить безусловные и условные рефлексы.
Структурной основой рефлекса является рефлекторная дуга (рис.3.3.). Для осуществления рефлекса необходимо наличие всех звеньев рефлекторной дуги: сенсорных рецепторов; афферентных или чувствительных нервных проводников; нервных центров; эфферентных или двигательных нервных проводников; эффекторов или исполнительных органов.
В простейшем случае рефлекторная дуга может состоять всего из двух нейронов.
Рис.3.4. Схема рефлекторной дуги ( 1 - чувствительный (афферентный) нейрон; 2 - вставочный (кондукторный) нейрон; 3 - двигательный (эфферентный) нейрон; 4 - нервные волокна тонкого и клиновидного пучков; 5 - волокна корково-спинномозгового пути). ( badis.narod.ru/home/ nauka/nervsys/ref.jpg)
Рецепторы – сложные образования (состоят из терминалей дендритов, чувствительных нейронов, включая клетки глии, образований межклеточного вещества и специализированных клеток других тканей), которые обеспечивают превращение влияния стимулов (раздражителей) внешней или внутренней среды в нервный импульс. В некоторых рецепторах (вкусовых и слуховых рецепторах человека) раздражитель непосредственно воспринимается специализированными клетками.
Область, где расположены рецепторы, при раздражении которых возникает данный рефлекс, называется рефлексогенной зоной, или рецептивным полем. Каждый рефлекс имеет свою рефлексогенную зону.
Типы рецепторов:
· СЕНСОРНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ(восприятие нервной системой различных раздражителей внешней и внутренней среды).
· КЛЕТОЧНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕЦЕПТОРЫ(восприятие информации, переносимой молекулами химических веществ).