КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. В.И. Ульянова-Ленина
Биолого-почвенный факультет
Кафедра физиологии человека и животных
Анатомия нервной
системы в вопросах и ответах
Казань- 2008г.
Печатается по решению учебно-методической комиссии биолого-почвенного факультета Казанского государственного университета
Протокол №7 от 22 мая 2008г.
Составитель: к.б.н., ст. преподаватель кафедры физиологии человека и животных КФУ Н.В. Звёздочкина
Научный редактор:
О. Н. Еремеева, кандидат биологических наук, доцент кафедры нормальной анатомии Казанского государственного медицинского университета.
Учебно-методическое пособие составлено согласно стандартной программе курса «Анатомия нервной системы» для психологов и физиологов. Во введении представлены в краткой форме основные понятия нейроанатомии. К каждой теме сформулированы вопросы и даны ответы на них. Составлен словарь нейроанатомических терминов.
При ответе на экзаменационный билет студенту следует излагать материал по следующей схеме:
· Указать расположение отдела мозга, границы с прилегающими участками мозга;
· описать внешний вид структуры, поверхности, борозды, извилины, места выхода нервов;
· показать локализацию ядер, проводящие пути и полости мозга.
Данное руководство может быть рекомендовано студентам биологического и психологического факультетов высших учебных заведений для подготовки к сдаче экзамена по анатомии нервной системы.
УДК 612
© Звёздочкина Н.В. 2008г.
© Казанский государственный университет
Введение
Последние десятилетия ХХ века ознаменовались стремительным прогрессом в области познания структурно-функциональной организации нервной системы и ее высшего отдела - головного мозга. Особенностью современного этапа в изучении строения и работы мозга является комплексный подход, объединяющий усилия ученых разных специальностей и разные методы исследования - морфологические, электрофизиологические, биохимические, поведенческие, генетические, молекулярные и другие.
Нервная система управляет деятельностью различных органов и систем, составляющих целостный организм, осуществляет его связь с внешней средой, координирует процессы, протекающие в организме в зависимости от состояния внешней и внутренней среды.
Для удобства изучения нервную систему подразделяют на две части: центральную и периферическую.
| НЕРВНАЯ СИСТЕМА | |
| Центральная | Периферическая |
| 1. Спинной мозг | 31 пара спинно-мозговых нервов |
| 2. Головной мозг | 12 пар черепно-мозговых нервов |
С функциональной точки зрения в нервной системе выделяют:
· Соматическую (анимальную) нервную систему, которая иннервирует скелетные мышцы тела и обеспечивает чувствительность кожи;
· Вегетативную (автономную) нервную систему, которая иннервирует гладкие мышцы внутренних органов, сосудов, сердечную мышцу, железы внутренней и внешней секреции; обеспечивает регуляцию обменных процессов во всех органах и тканях;
· Нейроэдокринную систему – гипоталамо-нейрогипофизарный отдел, регулирующий обменные процессы, поведенческие реакции организма;
· Лимбическую систему мозга, которая регулирует функции внутренних органов, обуславливающих эмоциональную окраску поведения.
Типы нервных клеток
Структурно-функциональной единицей нервной системы является нервная клетка – нейрон. В связи с многообразием типов нервных клеток применяется несколько типов их классификации с учетом формы тела, числа отростков и функций.
Соответственно числу отростков различают нейроны:
· униполярные,
· псевдоуниполярные,
· биполярные,
· мультиполярные.
В нервной системе преобладают мультиполярные нейроны. Рассмотрите на рис.1 строение этого нейрона.
| Рис. 1. Мультиполярный нейрон и его составные части. 1. Периферический дендрит с шипикообразными отростками (на врезке - шипики отростков нейрона при большом увеличении). 2. Дендрит. 3.Перикарион-сома. 4.Конус аксона. 5.Аксонный холмик (начальный сегмент аксона). 6.Междуузлие. 7.Перехват Ранвье. 8.Миелиновая оболочка. 9.Коллатераль аксона. 10-12. Пресинаптические терминальные веточки аксона. (из книги С. Немечка, 1978). |
По функциям различают нейроны:
Двигательные (мотонейроны), чувствительные и вставочные (интернейроны); чувствительные нейроны являются афферентными, двигательные – эфферентными.
Нейроглия
Пространство между нервными клетками – нейропиль - заполнено вспомогательными нейроглиальными элементами, которых в десять раз больше, чем нервных клеток. Глия (с греч. - клей) представлена макро- и микроглиальными клетками, выполняющими разные функции.
| КЛЕТКИ ГЛИИ | ФУНКЦИИ |
| МАКРОГЛИЯ: Астроциты | -Трофическая -Метаболическая -Опорная |
| Олигодендроциты | -Образование миелина вокруг аксонов в белом веществе ЦНС |
| МИКРОГЛИЯ | -Фагоцитарная функция |
Синаптические контакты в ЦНС
Нервные клетки тесно соприкасаются между собой. Для обозначения межклеточного контакта в 1897г. Ч. Шеррингтон предложил термин синапс (от греч. – синапто - соединять).
Синапсы можно классифицировать:
По местоположению:
· Периферические (нервно-мышечный);
· Центральные (между нейронами ЦНС).
По расположению контактов на поверхности нейрона:
· Аксосоматические
· Аксо-дендритические
· Аксоасональные.
По знаку действия:
· Возбуждающие
· Тормозящие.
По способу передачи сигнала:
· Электрические
· Химические.
Несмотря на разнообразие, синапсы имеют общий план строения и состоят из:
- пресинаптической мембраны терминального окончания аксона, содержащего везикулы с медиатором;
- постсинаптической мембраны контактирующего нейрона
- синаптической щели, разделяющей эти две мембраны, шириной до 50 нм (рис.2).
Рис.2. Схема строения синапса.
ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Спинной мозг расположен в позвоночном канале, вверху граничит с продолговатым мозгом, внизу оканчивается на уровне верхнего края второго поясничного позвонка. Подразделяется на сегменты: шейные (8), грудные (12), поясничные (5), крестцовые (5), копчиковые (1-3). Имеются утолщения в шейном и поясничном отделах, что обусловлено развитием локомоторных функций верхних и нижних конечностей. Спинной мозг образован белым и серым веществом. Белое вещество располагается снаружи и разделено бороздами и передней срединной щелью на канатики: передний, задний и боковые, которые образованы пучками нервных миелинизированных волокон, связывающих отделы нервной системы, выполняющие проводниковые функции. На боковых поверхностях спинного мозга симметрично входят задние (чувствительные) и выходят передние (двигательные) спинно-мозговые корешки. Корешки соединяются за спинальным ганглием в области межпозвоночного отверстия, и образуют периферические спинно-мозговые нервы (31 пара). В сером веществе на поперечном срезе различают рога: передние и задние; в грудном отделе еще имеются боковые рога. В промежуточной пластинке серого вещества находится центральный канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Серое вещество образовано телами нервных клеток; в задних рогах лежат вторичные чувствительные нейроны; в передних – двигательные (мотонейроны), в промежуточной пластинке вставочные нейроны и нейроглия; в боковых – вегетативные нейроны. Первичные чувствительные нейроны находятся в ганглия заднего корешка, вне центральной нервной системы.
Понятие о рефлекторной дуге. В основе деятельности нервной системы лежит рефлекс. Рефлекс – это стереотипная ответная реакция организма на внешнее или внутреннее раздражение. Термин «рефлекторная дуга» обозначает нейронную цепь, состоящую из нескольких компонентов:
1. периферического рецептора,
2. чувствительного афферентного пути,
3. одного или нескольких центральных нейронов,
4. двигательного эфферентного пути,
5. эффектора, которым могут быть: скелетные, гладкие или сердечная мышцы и железы.
Центральный отросток клетки псевдоуниполярной чувствительной клетки спинального ганглия, войдя в спинной мозг в составе заднего корешка, в простейшем случае контактирует либо с мотонейроном переднего рога серого вещества, либо с вегетативным нейроном бокового рога. Аксоны этих нейронов выходят из спинного мозга в составе передних корешков спинномозговых нервов. Двигательные аксоны идут к поперечнополосатым мышцам, а вегетативные - к вегетативным ганглиям. От вегетативных ганглиев волокна направляются к железам и к гладким мышцам внутренних органов (рис.3).
Рис.3.Соматическая рефлекторная дуга.
Головной мозг состоит из двух отделов:
· Переднего мозга (большие полушария и промежуточный мозг);
· Ствола мозга (продолговатый, задний: мост и мозжечок, средний мозг) (Рис.4).
Продолговатый мозг внешне напоминает спинной. По его передней поверхности проходит передняя и боковые борозды, разделяющие пирамиды и оливы; на задней поверхности – задняя и боковые борозды, отделяющие нежный и клиновидный пучки, которые заканчиваются бугорками одноименных пучков. Белое вещество продолговатого мозга выполняет проводниковые функции. Серое вещество представлено ядрами черепно-мозговых нервов:
· IX - языкоглоточный
· X - блуждающий
· XI - добавочный
· XII - подъязычный.
Также в его толще находятся нейроны ретикулярной формации, скопления которых образуют, в частности, дыхательный и сосудодвигательный центры.
Рис.4. Головной мозг, вид сбоку.
Задний мозг представлен Варолиевым мостом и мозжечком.
Мост расположен на вентральной поверхности мозга, имеет вид поперечного валика, от которого отходят ножки: верхние – к среднему мозгу; средние – к мосту; нижние – к продолговатому мозгу. В толще моста залегают ядра черепных нервов:
· V - тройничный
· VI - отводящий
· VII - лицевой
· VIII - преддверно-улитковый.
В толще моста в области проекции ромбовидной ямки располагаются ядра: вестибулярные, слюноотделительное, слуховые и улитковые. Полостью заднего мозга является IV желудочек.
Мозжечок состоит из двух полушарий, соединенных червём. Поверхность его покрыта бороздами, разделяющими его на доли. К самым древним отделам мозжечка относятся клочок, узелок (флокуло-нодулярная область), червь. Серое вещество мозжечка образует кору и ядра. Кора толщиной 1-2,5 мм имеет три слоя: молекулярный, ганглиозный (клетки Пуркинье) и зернистый. В белом веществе залегают парные ядра:
· Зубчатое
· Вставочное (три шаровидных и пробковидное)
· Ядро шатра.
Средний мозг образован крышей (четверохолмие) и ножками мозга. Ножки состоят из белого вещества, по ним идут проводящие пути. Покрышка – средняя часть это отдела мозга, - содержит ядра черепных нервов: III (глазодвигательного) и IV (блокового); центральное серое вещество с Сильвиевым водопроводом, красные ядра и черную субстанцию. В верхних буграх четверохолмия локализованы подкорковые зрительные центры; в нижних - подкорковые слуховые центры.
Промежуточный мозг расположен выше среднего мозга; полостью его является III желудочек; состоит из двух отделов – зрительного мозга и подбугорной области (гипоталамуса), содержащих более 40 ядер серого вещества:
| Промежуточный мозг | |
| Зрительный мозг | Подбугровая область (гипоталамус) |
| Зрительный бугор (таламус) | гипофиз |
| Шишковидное тело или эпифиз | Воронка |
| Медиальное и латеральное коленчатые тела | Серый бугор |
| Подбугорье | |
| Сосочковые тела | |
| Перекрёст зрительного нерва, хиазма |
Конечный мозг имеет поверхности: верхнебоковую, медиальную и нижнюю (основание мозга). Поверхность мозга покрыта бороздами и извилинами. На верхнебоковой поверхности две постоянные четко выраженные борозды делят её на четыре доли. Центральная борозда отделяет лобную долю от теменной, боковая – височную – от лобной и теменной. Затылочная доля отделена теменно-затылочной бороздой, проходящей на медиальной поверхности мозга, и отделяет затылочную долю от теменной (Рис.5).
Рис.5. Головной мозг (вид сбоку).
На медиальной поверхности мозга в центральной части располагается мозолистое тело, состоящее из белого вещества и образующее комиссуральные пути, связывающие половины мозга между собой. Мозолистое тело опоясывает поясная извилина, переходящая в окологиппокампову извилину, оканчивающуюся крючком. В больших полушариях находятся боковые желудочки; на дне нижнего рога бокового желудочка лежит гиппокамп.
Серое вещество больших полушарий расположено на поверхности и образует кору, а также находится в виде крупных ядер в толще мозга.
Кора больших полушарий толщиной 1,3-5,0 мм, содержит зернистые и пирамидные нервные клетки, расположенные послойно (шесть слоёв). В коре различают двигательные и сенсорные зоны, где располагаются центры, регулирующие выполнение определённых функций (Рис.6).
· Двигательная зона находится в прецентральной извилине лобной доли;
· Сенсорная зона – в постцентральной извилине теменной доли;
· Слуховая зона – в верхней височной извилине;
· Зрительная зона – на медиальной поверхности затылочной доли в области шпорной борозды.
Базальные ядра концевого мозга:
1. хвостатое ядро
2. чечевицеобразное (бледные шары и скорлупа)
3. ограда
4. миндалевидное ядро (амигдала).
Между ядрами расположены прослойки белого вещества – капсулы – наружная и внутренняя, через которые проходят волокна проводящих путей (Рис.9).
Рис. 6. Соматосесорный «гомункулюс», представляющий проекцию тела на постцентральную извилину коры больших полушарий человека.
Проводящие пути мозга – пучки нервных отростков, соединяющих спинной и головной мозг. Различают четыре группы путей:
1. Восходящие (чувствительные)
2. Нисходящие (двигательные)
3. Комиссуральные (соединяют половины мозга)
4. Ассоциативные (внутри половины мозга).
По восходящим путям к головному мозгу поступают сигналы от различных рецепторов кожи (прикосновения, давления, температуры, боли), рецепторов мышц и сухожилий. Это парные пути:
· спинно-мозжечковые (проприорецептивные)
· спинно-таламические (тактильный, температурный)
· пути задних канатиков – пути Голля и Бурдаха (тактильной и проприорецептивной чувствительности).(Рис. 7).
Рис. 7. Восходящие пути соматосенсорной системы
Нисходящие пути подразделяются на пирамидные (идущие от коры больших полушарий) и экстрапирамидные (- от подкорковых структур мозга). Все пути являются перекрещенными и оканчиваются на мотонейронах спинного мозга. В таблице – основные нисходящие пути.
| НИСХОДЯЩИЕ ПУТИ | |
| Пирамидные | Экстрапирамидные |
| Кортико-спинальный (пирамидный) передний тракт | Красноядерноспинальный путь |
| Кортико-спинальный (пирамидный) боковой тракт | Вестибулоспинальный путь |
| Пирамидно-ядерные пути | Ретикулоспинальные пути |
Вегетативная нервная система имеет две части: симпатическую и парасимпатическую; в каждой из них имеются центральный и периферический отделы. Большинство внутренних органов иннервируется обеими частями вегетативной системы (Рис.8).
Центры симпатической вегетативной системы локализованы в боковых рогах VIII шейного, всех грудных и I-II поясничных сегментах спинного мозга. Периферическая часть образована пре- и постганглионарными волокнами, пограничной симпатической цепочкой околопозвоночных (паравертебральных)
ганглиев и дополнительными ганглиями в брюшной полости – ганглием солнечного сплетения, верхним и нижним брыжеечными ганглиями.
Центры парасимпатической вегетативной системы локализованы в стволе мозга (средний мозг – добавочное ядро глазодвигательного нерва; продолговатый мозг и мост – верхнее и нижнее слюноотделительные ядра лицевого и языкоглоточного нервов) и в крестцовом отделе спинного мозга. Периферия представлена пре- и постганглионарными волокнами превертебральных ганглиев, расположенных вблизи иннервируемых органов.
Рис. 8. Вегетативная рефлекторная дуга
Сенсорные системы или органы чувств получают информацию из внешней или внутренней среды, они воспринимают раздражение. Классически различают пять ощущений: зрение, слух, вкус, обоняние и осязание, но рецепторов намного больше. Так, осязание, т.е. кожное чувство, является более сложным, и включает несколько видов чувствительности: тактильную (прикосновение, давление), температурную (тепло, холод) и болевую. Организм получает информацию от рецепторов внутренних органов, о положении частей тела, о чувстве равновесия и др.
И.П. Павлов создал учение об анализаторах, согласно которому различают три отдела в анализаторной системе:
· периферический, представленный рецепторами;
· проводниковый, который включает пути и структуры мозга, воспринимающие сенсорный сигнал;
· центральный или корковый.
Анализаторы воспринимают сигнал из среды, преобразуют энергию раздражителя в нервный импульс и производят анализ и синтез этих сигналов в коре больших полушарий.
Рецептор – специализированная морфологическая структура, воспринимающая специфический чувствительный сигнал. Рецепторами могут быть специализированные нервные клетки или окончания чувствующего нервного волокна. Самыми простыми являются «голые» нервные окончания. Значительная часть кожных и висцерорецепторов имеют капсулу из соединительной ткани; есть большое число рецепторов волоскового типа.
Одна из классификаций рецепторов основана на физической природе раздражителя, к восприятию энергии которого приспособлен данный рецептор. По этому признаку выделяют следующие группы рецепторов:
Механорецепторы – приходят в состояние возбуждения при механическом раздражении. Это рецепторы прикосновения и давления, проприорецепторы (рецепторы мышц, связок, суставов), рецепторы слуха и равновесия, баррорецепторы сосудистого русла.
Хеморецепторы – воспринимают действие химических веществ (газообразных или растворённых). Это рецепторы вкуса, обоняния, осмо- и глюкорецепторы сосудов и тканей и др.
Фоторецепторы – чувствительны к электромагнитным излучениям видимой части спектра, расположенные в сетчатке глаза; палочки – рецепторы сумеречного зрения; колбочки – цветового зрения.
Терморецепторы – воспринимают температуру, находятся как в коже (холодовые и тепловые), так и в нейронах гипоталамуса.
Экстерорецепторы передают в мозг информацию о внешней среде. Это зрительные, слуховые, химические, кожные рецепторы.
Интерорецепторы сообщают об изменениях во внутренней среде; к ним относятся висцеро- и проприорецепторы, воспринимающие сигналы от внутренних органов и двигательного аппарата.
Рецепторы также делятся на первичные и вторичные. В первичных рецепторах раздражение воспринимается непосредственно нервной клеткой; во вторичных – раздражение воспринимает специальная рецепторная клетка ненервного происхождения. Возбуждение передается через синапс на сенсорный нейрон. Первичными рецепторами, например, являются обонятельный, кожный, мышечный; вторичными – вкусовой, вестибулярный, слуховой.
*****
ВОПРОСЫИ ОТВЕТЫК РАЗДЕЛАМ НЕРВНОЙ
СИСТЕМЫ
Гистология нервной ткани
| № | Вопросы | Ответы |
| 1. | Из каких частей состоит нервная клетка? | В нервной клетке различают: тело (сому) и отростки: короткие - (дендриты) и длинный - аксон. |
| Что такое «аксонный холмик»? | Участок аксона, отходящий от сомы клетки (начальный сегмент). | |
| 3. | Как классифицируются нейроны по числу отростков? | Различают нейроны: · униполярные, с одним отростком; · псевдо- или ложноуниполярные, с одним Т-образно ветвящимся отростком; · биполярные - с двумя отростками; · мультиполярные - с несколькими отростками. |
| Назовите 3 типа функционально важных нейронов. | · чувствительные нервные клетки; · двигательные (мотонейроны); · промежуточные нейроны, - интернейроны или вставочные. | |
| 5. | Какие ненервные элементы встречаются в ткани мозга? | Среди нервных клеток расположены клетки глии и сосуды |
| 6. | Какие клетки глии известны? | Различают следующие типы глии: · астроглия, · олигодендроглия, · микроглия. |
| 7. | Какие функции выполняют астроциты? | Астроциты выполняют опорную, трофическую и метаболическую функции. |
| 8. | Какова функция олигодендроглии? | Олигодендроглия обладает изолирующей функцией; образует миелин вокруг аксонов нейронов ЦНС. |
| 9. | Какую роль играют клетки микроглии? | Клетки микроглии способны к делению, миграции к очагу поражения и к фагоцитозу. |
| Чем образована оболочка нерва? | Одна шванновская клетка в периферическом нерве покрывает миелином аксон на протяжении 1мм. Соседние миелинизированные участки разделены просветом, называемым перехватом Ранвье. | |
| На какие два типа подразделяются нервные волокна? | Различают два типа волокон: · немиелинизированное (безмякотное), · миелинизированное (мякотное), аксон нейрона плотно покрыт спирально закрученными слоями мембраны шванновской клетки. |