НЕРВОВА СИСТЕМА
складна мережа структур, що пронизує весь організм і забезпечує саморегуляцію його життєдіяльності завдяки здатність реагувати на зовнішні та внутрішні впливи (стимули). Основні функції нервової системи - отримання, зберігання і переробка інформації з зовнішнього і внутрішнього середовища, регуляція і координація діяльності всіх органів і органних систем. У людини, як і у всіх ссавців, нервова система включає три основних компоненти: 1) нервові клітини (нейрони); 2) пов'язані з ними клітини глії, зокрема клітини нейроглії, а також клітини, що утворюють неврілемма; 3) сполучна тканина. Нейрони забезпечують проведення нервових імпульсів; нейроглії виконує опорні, захисні і трофічні функції як в головному, так і в спинному мозку, а неврілемма, що складається переважно з спеціалізованих, т.зв. шванновских клітин, бере участь в утворенні оболонок волокон периферичних нервів; сполучна тканина підтримує і зв'язує воєдино різні частини нервової системи. Нервову систему людини підрозділяють по-різному. Анатомічно вона складається з центральної нервової системи (ЦНС) і периферичної нервової системи (ПНС). ЦНС включає головний і спинний мозок, а ПНС, яка забезпечує зв'язок ЦНС з різними частинами тіла, - черепно-мозкові та спинномозкові нерви, а також нервові вузли (ганглії) і нервові сплетення, що лежать поза спинного і головного мозку.
Нервова система ЛЮДИНИ
Нейрон.
Структурно-функціональною одиницею нервової системи є нервова клітина - нейрон. За оцінками, в нервовій системі людини більше 100 млрд. Нейронів. Типовий нейрон складається з тіла (тобто ядерної частини) і відростків, одного зазвичай неветвящійся відростка, аксона, і декількох розгалужених - дендритів. За аксону імпульси йдуть від тіла клітини до м'язам, залозам або іншим нейронам, тоді як за дендрита вони надходять в тіло клітини. У нейроні, як і в інших клітинах, є ядро і ряд дрібних структур - органел. До них відносяться ендоплазматичнийретикулум, рибосоми, тільця Нісль (тігроід), мітохондрії, комплекс Гольджі, лізосоми, філаменти (нейрофіламенти і мікротрубочки).
РУХОВИЙ НЕЙРОН
Нервовий імпульс.
Якщо роздратування нейрона перевищує певну межу величину, то в точці стимуляції виникає серія хімічних і електричних змін, які поширюються по всьому нейрону. Передаються електричні зміни називаються нервовим імпульсом. На відміну від простого електричного розряду, який через опір нейрона буде поступово слабшати і зуміє подолати лише короткий відстань, набагато повільніше "біжить" нервовий імпульс в процесі поширення постійно відновлюється (регенерує). Концентрації іонів (електрично заряджених атомів) - головним чином натрію і калію, а також органічних речовин - поза нейрона і всередині нього неоднакові, тому нервова клітина в стані спокою заряджена зсередини негативно, а зовні позитивно; в результаті на мембрані клітини виникає різниця потенціалів (т.зв. "потенціал спокою" дорівнює приблизно -70 мілівольт). Будь-які зміни, які зменшують негативний заряд усередині клітини і тим самим різницю потенціалів на мембрані, називаються деполяризації. Плазматична мембрана, що оточує нейрон, - складне утворення, що складається з ліпідів (жирів), білків і вуглеводів. Вона практично непроникна для іонів. Але частина білкових молекул мембрани формує канали, через які певні іони можуть проходити. Однак ці канали, звані іонними, відкриті не постійно, а, подібно до воріт, можуть відкриватися і закриватися. При подразненні нейрона деякі з натрієвих (Na +) каналів відкриваються в точці стимуляції, завдяки чому іони натрію входять всередину клітини. Приплив цих позитивно заряджених іонів знижує негативний заряд внутрішньої поверхні мембрани в області каналу, що призводить до деполяризації, яка супроводжується різкою зміною вольтажу і розрядом - виникає т.зв. "Потенціал дії", тобто нервовий імпульс. Потім натрієві канали закриваються. У багатьох нейронах деполяризація викликає також відкриття калієвих (K +) каналів, внаслідок чого іони калію виходять з клітини. Втрата цих позитивно заряджених іонів знову збільшує негативний заряд на внутрішній поверхні мембрани. Потім калієві канали закриваються. Починають працювати і інші мембранні білки - т.зв. калій-натрієві насоси, що забезпечують переміщення Na + з клітини, а K + усередину клітини, що, поряд з діяльністю калієвих каналів, відновлює початкове електрохімічне стан (потенціал спокою) в точці стимуляції. Електрохімічні зміни в точці стимуляції викликають деполяризацію в прилеглій точці мембрани, запускаючи в ній такий же цикл змін. Цей процес постійно повторюється, причому в кожній новій точці, де відбувається деполяризація, народжується імпульс тієї ж величини, що і в попередній точці. Таким чином, разом з возобновляющимся електрохімічним циклом нервовий імпульс поширюється по нейрону від точки до точки. Нерви, нервові волокна і ганглії. Нерв - це пучок волокон, кожне з яких функціонує незалежно від інших. Волокна в нерві організовані в групи, оточені спеціалізованої сполучною тканиною, в якій проходять судини, що забезпечують нервові волокна поживними речовинами і киснем і видаляють діоксид вуглецю і продукти розпаду. Нервові волокна, по яких імпульси поширюються від периферичних рецепторів до ЦНС (аферентні), називають чутливими або сенсорними. Волокна, що передають імпульси від ЦНС до м'язів або залоз (еферентні), називають руховими або моторними. Більшість нервів змішані і складаються як з чутливих, так і з рухових волокон. Ганглій (нервовий вузол) - це скупчення тіл нейронів в периферичної нервової системи. Волокна аксонів в ПНС оточені неврілеммой - оболонкою з шванновских клітин, які розташовуються уздовж аксона, як намистини на нитки. Значна кількість цих аксонів покрито додаткової оболонкою з мієліну (білково-ліпідного комплексу); їх називають міелінізірованние (м'якушевими). Волокна ж, оточені клітинами неврілемма, але не покриті мієлінової оболонкою, називають неміелінізірованнимі (безмякотнимі). Міелінізірованние волокна є тільки у хребетних тварин. Мієлінова оболонка формується з плазматичної мембрани шваннівською клітин, яка накручується на аксон, як моток стрічки, утворюючи шар за шаром. Ділянка аксона, де дві суміжні шваннівською клітини стикаються один з одним, називається перехопленням Ранвье. У ЦНС мієлінова оболонка нервових волокон утворена особливим типом гліальних клітин - олігодендроглії. Кожна з цих клітин формує мієлінових оболонку відразу декількох аксонів. Неміелінізірованние волокна в ЦНС позбавлені оболонки з будь-яких спеціальних клітин. Мієлінова оболонка прискорює проведення нервових імпульсів, які "перескакують" від одного перехоплення Ранвье до іншого, використовуючи цю оболонку як сполучний електричний кабель. Швидкість проведення імпульсів зростає з потовщенням мієлінової оболонки і коливається від 2 м / с (по неміелінізірованним волокнам) до 120 м / с (по волокнам, особливо багатим мієліну). Для порівняння: швидкість поширення електричного струму по металевих дротах - від 300 до 3000 км / с.
Cінапс.
Кожен нейрон має спеціалізовану зв'язок з м'язами, залозами або іншими нейронами. Зона функціонального контакту двох нейронів називається синапсом. Міжнейронні синапси утворюються між різними частинами двох нервових клітин: між аксонів та дендритах, між аксонів і тілом клітини, між дендритом і дендритом, між аксонів і аксонів. Нейрон, який посилає імпульс до синапси, називають пресинаптичних; нейрон, який одержує імпульс, - постсинаптичні. Синаптичної простір має форму щілини. Нервовий імпульс, що поширюється по мембрані пресинаптичного нейрона, досягає синапсу і стимулює вивільнення особливої речовини - нейромедіатора - в вузьку синаптичну щілину. Молекули нейромедіатора дифундують через щілину і зв'язуються з рецепторами на мембрані постсинаптичного нейрона. Якщо нейромедіатор стимулює постсинаптичні нейрон, його дія називають збудливим, якщо пригнічує - гальмівним. Результат сумації сотень і тисяч збуджуючих і гальмівних імпульсів, одночасно що стікаються до нейрона, - основний фактор, що визначає, чи буде цей постсинаптичні нейрон генерувати нервовий імпульс в даний момент. У ряду тварин (наприклад, у лангуста) між нейронами певних нервів встановлюється особливо тісний зв'язок з формуванням або незвично вузького синапса, т.зв. щілинного з'єднання, або, якщо нейрони безпосередньо контактують один з одним, щільного з'єднання. Нервові імпульси проходять через ці з'єднання ні до участі нейромедіатора, а безпосередньо, шляхом електричної передачі. Нечисленні щільні з'єднання нейронів є і у ссавців, у тому числі у людини.
Регенерація.
До моменту народження людини всі його нейрони і велика частина міжнейронних зв'язків вже сформовані, і надалі утворюються лише поодинокі нові нейрони. Коли нейрон гине, він не замінюється новим. Однак залишилися можуть брати на себе функції втраченої клітини, утворюючи нові відростки, які формують синапси з тими нейронами, м'язами або залозами, з якими був пов'язаний втрачений нейрон. Перерізані або пошкоджені волокна нейронів ПНС, оточені неврілеммой, можуть регенерувати, якщо тіло клітини залишилося збереженим. Нижче місця перерізання неврілемма зберігається у вигляді трубчастої структури, і та частина аксона, яка залишилася пов'язаної з тілом клітини, росте по цій трубці, поки не досягне нервового закінчення. Таким чином відновлюється функція пошкодженого нейрона. Аксони в ЦНС, що не оточені неврілеммой, мабуть, не здатні знову проростати до місця колишнього закінчення. Однак багато нейрони ЦНС можуть давати нові короткі відростки - відгалуження аксонів і дендритів, що формують нові синапси.
ЦЕНТРАЛЬНА НЕРВОВА СИСТЕМА
СПИННИЙ МОЗГ І ХРЕБЕТ ЛЮДИНИ
ЦНС складається з головного і спинного мозку і їх захисних оболонок. Самою зовнішньої є тверда мозкова оболонка, під нею розташована павутинна (арахноідальной), а потім м'яка мозкова оболонка, зрощена з поверхнею мозку. Між м'якою і павутинною оболонками знаходиться подпаутинное (субарахноїдальний) простір, що містить спинномозкову (цереброспінальну) рідина, в якій як головний, так і спинний мозок буквально плавають. Дія сили, що виштовхує рідини призводить до того, що, наприклад, головний мозок дорослої людини, що має масу в середньому 1500 г, всередині черепа реально важить 50-100 м Мозкові оболонки і спинномозкова рідина відіграють також роль амортизаторів, що пом'якшують всілякі удари і поштовхи, які відчуває тіло і які могли б привести до пошкодження нервової системи. ЦНС утворена з сірої і білої речовини. Сіра речовина складають тіла клітин, дендрити і неміелінізірованние аксони, організовані в комплекси, які включають безліч синапсів і служать центрами обробки інформації, забезпечуючи багато функцій нервової системи. Біла речовина складається з міелінізірованних і неміелінізірованних аксонів, що виконують роль провідників, що передають імпульси з одного центру в інший. До складу сірої і білої речовини входять також клітини глії. Нейрони ЦНС утворюють безліч ланцюгів, які виконують дві основні функції: забезпечують рефлекторну діяльність, а також складну обробку інформації у вищих мозкових центрах. Ці вищі центри, наприклад зорова зона кори (зорова кора), отримують вхідну інформацію, переробляють її і передають у відповідь сигнал по аксонах. Результат діяльності нервової системи - та чи інша активність, в основі якої лежить скорочення або розслаблення м'язів або секреція або припинення секреції залоз. Саме з роботою м'язів і залоз пов'язаний будь-який спосіб нашого самовираження. Надходить сенсорна інформація піддається обробці, проходячи послідовність центрів, пов'язаних довгими аксонами, які утворюють специфічні провідні шляхи, наприклад больові, зорові, слухові. Чутливі (висхідні) провідні шляхи йдуть в висхідному напрямку до центрів головного мозку. Рухові (спадні) шляхи пов'язують головний мозок з руховими нейронами черепно-мозкових і спинномозкових нервів. Провідні шляхи зазвичай організовані таким чином, що інформація (наприклад, больова або тактильний) від правої половини тіла надходить в ліву частину мозку і навпаки. Це правило поширюється і на спадні рухові шляхи: права половина мозку управляє рухами лівої половини тіла, а ліва половина - правою. На цьому загальне правило, проте, є кілька виключень. Головний мозок складається з трьох основних структур: великих півкуль, мозочка і стовбура. Великі півкулі - найбільша частина мозку - містять вищі нервові центри, що становлять основу свідомості, інтелекту, особистості, мови, розуміння. У кожному з великих півкуль виділяють наступні освіти: що лежать в глибині відокремлені скупчення (ядра) сірої речовини, які містять багато важливих центри; розташований над ними великий масив білої речовини; покриває півкулі зовні товстий шар сірої речовини з численними звивинами, що становить кору головного мозку. Мозочок теж складається з розташованого в глибині сірої речовини, проміжного масиву білої речовини і зовнішнього товстого шару сірої речовини, що утворює безліч звивин. Мозочок забезпечує головним чином координацію рухів. Стовбур мозку утворений масою сірого і білої речовини, не розділена на шари. Стовбур тісно пов'язаний з великими півкулями, мозочком і спинним мозком і містить численні центри чутливих і рухових провідних шляхів. Перші дві пари черепно-мозкових нервів відходять від великих півкуль, інші ж десять пар - від стовбура. Стовбур регулює такі життєво важливі функції, як дихання і кровообіг.
Спинний мозок.
Що знаходиться всередині хребетного стовпа і захищений його кістковою тканиною спинний мозок має циліндричну форму і покритий трьома оболонками. На поперечному зрізі сіра речовина має форму літери Н або метелика. Сіра речовина оточене білою речовиною. Чутливі волокна спинномозкових нервів закінчуються в дорсальних (задніх) відділах сірої речовини - задніх рогах (на кінцях Н, звернених до спини). Тіла рухових нейронів спинномозкових нервів розташовані в вентральних (передніх) відділах сірої речовини - передніх рогах (на кінцях Н, віддалених від спини). У білій речовині проходять висхідні чутливі провідні шляхи, що закінчуються в сірій речовині спинного мозку, і спадні рухові шляхи, що йдуть від сірої речовини. Крім того, багато волокна в білій речовині пов'язують різні відділи сірої речовини спинного мозку.
Периферичної нервової системи
ПНС забезпечує двосторонній зв'язок центральних відділів нервової системи з органами і системами організму. Анатомічно ПНС представлена черепно-мозковими (черепними) і спинномозковими нервами, а також щодо автономної ентеральної нервовою системою, локалізованої в стінці кишечника. Всі черепно-мозкові нерви (12 пар) поділяють на рухові, чутливі або змішані. Рухові нерви починаються в рухових ядрах стовбура, утворених тілами самих моторних нейронів, а чутливі нерви формуються з волокон тих нейронів, тіла яких лежать в гангліях за межами мозку. Від спинного мозку відходить 31 пара спинномозкових нервів: 8 пар шийних, 12 грудних, 5 поперекових, 5 крижових і 1 куприковий. Їх позначають відповідно до положення хребців, прилеглих до міжхребцевих отворів, з яких виходять дані нерви. Кожен спинномозкової нерв має передній і задній корінці, які, зливаючись, утворюють сам нерв. Задній корінець містить чутливі волокна; він тісно пов'язаний зі спінальних гангліїв (ганглієм заднього корінця), що складається з тіл нейронів, аксони яких утворюють ці волокна. Передній корінець складається з рухових волокон, утворених нейронами, клітинні тіла яких лежать в спинному мозку.
ВЕГЕТАТИВНА НЕРВОВА СИСТЕМА
Вегетативна, або автономна, нервова система регулює діяльність мімовільніх м'язів, серцево м'яза и різніх залоза. Ее Структури розташовані як у центральній нервовій сістемі, так и в періферічної. Діяльність вегетатівної нервової системи направлена на підтрімку гомеостазу, тобто относительно стабільного стану внутрішнього середовища організму, например постійної температури тела або кров'яного тиску, что відповідає зажадає організму. Сигналі від ЦНС надходять до робочих (еффекторнім) органам через парі послідовно з'єднаних нейронів. Тіла нейронів першого рівня розташовуються в ЦНС, а їх аксони закінчуються в вегетативних гангліях, що лежать за межами ЦНС, і тут утворюють синапси з тілами нейронів другого рівня, аксони яких безпосередньо контактують з ефекторними органами. Перші нейрони називають прегангліонарних, другі - постгангліонарними. У тій частині вегетативної нервової системи, яку називають симпатичної, тіла прегангліонарних нейронів розташовані в сірій речовині грудного (торакального) і поперекового (люмбального) відділів спинного мозку. Тому симпатичну систему називають також торако-люмбальної. Аксони її прегангліонарних нейронів закінчуються і утворюють синапси з постгангліонарних нейронами в гангліях, розташованих ланцюжком уздовж хребта. Аксони постгангліонарних нейронів контактують з ефекторними органами. Закінчення постгангліонарних волокон виділяють в якості нейромедіатора норадреналін (речовина, близька до адреналіну), і тому симпатична система визначається також як адренергічні. Симпатичну систему доповнює парасимпатична нервова система. Тіла її преганглінарних нейронів розташовані в стовбурі мозку (інтракраніальних, тобто всередині черепа) і крижовому (сакральному) відділі спинного мозку. Тому парасимпатичну систему називають також краніо-сакральної. Аксони прегангліонарних парасимпатичних нейронів закінчуються і утворюють синапси з постгангліонарних нейронами в гангліях, розташованих поблизу робочих органів. Закінчення постгангліонарних парасимпатичних волокон виділяють нейромедіатор ацетилхолін, на підставі чого парасимпатичну систему називають також холинергической. Як правило, симпатична система стимулює ті процеси, які спрямовані на мобілізацію сил організму в екстремальних ситуаціях або в умовах стресу. Парасимпатична ж система сприяє накопиченню або відновлення енергетичних ресурсів організму. Реакції симпатичної системи супроводжуються витратою енергетичних ресурсів, підвищенням частоти і сили серцевих скорочень, зростання кров'яного тиску і вмісту цукру в крові, а також посиленням припливу крові до скелетних м'язів за рахунок зменшення її припливу до внутрішніх органів і шкірі. Всі ці зміни характерні для реакції "переляку, втечі або боротьби". Парасимпатична система, навпаки, зменшує частоту і силу серцевих скорочень, знижує кров'яний тиск, стимулює травну систему. Симпатична і парасимпатична системи діють координовано, і їх не можна розглядати як антагоністичні. Вони спільно підтримують функціонування внутрішніх органів і тканин на рівні, відповідному інтенсивності стресу і емоційного стану людини. Обидві системи функціонують безперервно, але рівні їх активності коливаються в залежності від ситуації.
РЕФЛЕКСИ
Коли на рецептор сенсорного нейрона впливає адекватний стимул, в ньому виникає залп імпульсів, що запускають у відповідь дія, іменоване рефлекторним актом (рефлексом). Рефлекси лежать в основі більшості проявів життєдіяльності нашого організму. Рефлекторний акт здійснює т.зв. рефлекторна дуга; цим терміном позначають шлях передачі нервових імпульсів від точки вихідної стимуляції на тілі до органу, що здійснює відповідна дія. Дуга рефлексу, що викликає скорочення скелетного м'яза, складається щонайменше з двох нейронів: чутливого, тіло якого розташоване в ганглії, а аксон утворює синапс з нейронами спинного мозку або стовбура мозку, і рухового (нижнього, або периферичного, мотонейрона), тіло якого знаходиться в сірій речовині, а аксон закінчується рухової кінцевий платівкою на скелетних м'язових волокнах. У рефлекторну дугу між чутливим і руховим нейронами може включатися і третій, проміжний, нейрон, розташований в сірій речовині. Дуги багатьох рефлексів містять два і більше проміжних нейрона. Рефлекторні дії здійснюються мимоволі, багато хто з них не усвідомлюються. Колінний рефлекс, наприклад, викликається постукуванням по сухожиль чотириголового м'яза в області коліна. Це двухнейронний рефлекс, його рефлекторна дуга складається з м'язових веретен (м'язових рецепторів), чутливого нейрона, периферичного рухового нейрона і м'язи. Інший приклад - рефлекторне вилучання руки від гарячого предмета: дуга цього рефлексу включає чутливий нейрон, один або кілька проміжних нейронів в сірій речовині спинного мозку, периферичний руховий нейрон і м'яз. Багато рефлекторні акти мають значно більш складний механізм. Так звані межсегментарних рефлекси складаються з комбінацій більш простих рефлексів, у здійсненні яких беруть участь багато сегментів спинного мозку. Завдяки таким рефлексам забезпечується, наприклад, координація рухів рук і ніг при ходьбі. До складних рефлексам, замикається в головному мозку, відносяться руху, пов'язані з підтриманням рівноваги. Вісцеральні рефлекси, тобто рефлекторні реакції внутрішніх органів, опосередковуються вегетативної нервової системою; вони забезпечують спорожнення сечового міхура і багато процесів в травній системі.
ЗАХВОРЮВАННЯ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ
Ураження нервової системи виникають при органічних захворюваннях або травмах головного та спинного мозку, мозкових оболонок, периферичних нервів. Діагностика і лікування захворювань і травм нервової системи складають предмет особливої галузі медицини - неврології. Психіатрія і клінічна психологія займаються головним чином психічними розладами. Сфери цих медичних дисциплін часто перекриваються.
