Функции и строение нервной системы

ВВЕДЕНИЕ

В ходе эволюции в организме человека сформировались механизмы, обеспечивающие приспособление к различным условиям жизни и стабилизацию активности органов и систем организма в определенных функциональных диапазонах. Возможности организма реагировать на внешние и внутренние возмущающие влияния относительно ограничены, но комбинация различных реакций расширяет возможности организма при взаимодействии с внешней средой.

Негативные воздействия на организм могут оказывать различные чрезвычайные раздражители (факторы внешней среды) — физические, химические, биологические, психофизиологические. Степень их вредности относительна и зависит от сопутствующих условий и состояния внешней и внутренней среды организма. Влияние всех этих факторов происходит в конкретных социальных условиях существования, которые имеют нередко решающее значение в обеспечении безопасности жизнедеятельности.

Способность организма отвечать на воздействия факторов окружающей среды называется реактивностью.

Реактивность — свойство организма как целого отвечать изменениями жизнедеятельности на воздействия окружающей среды. Реактивность обеспечивается защитно-компенсаторными системами и механизмами, решающая роль в осуществлении которых принадлежит нервной системе. В процессе развития организма нервная система стала ведущей, обеспечивающей целостность организма, его единство с окружающей средой, сохранение постоянства внутренней среды, строения, функций.

1 Функции и строение  нервной системы

Нервная система выполняет следующие важнейшие функции:

— осуществляет взаимодействие организма с окружающей средой, обеспечивая приспособление организма к постоянно меняющимся условиям среды;

— объединяет органы и системы тела в единое целое и согласует их деятельность;

— на высшем этапе развития нервная система осуществляет психическую деятельность на основе физиологических процессов ощущения, восприятия и мышления.

Нервная система условно делится на две части: соматическая, управляющая мускулатурой скелета и некоторых внутренних органов (язык, гортань, глотка); вегетативная — иннервирующая все мышцы кожи, сосуды. Условность такого деления явствует из того, что вегетативная нервная система имеет отношение к иннервации всех органов, а также определяет тонус скелетной мускулатуры.

Кроме такой классификации, соответствующей строению организма, нервную систему делят по топографическому принципу на центральный и периферический отделы или системы. Под центральной нервной системой разумеется спинной и головной мозг, под периферической — нервные корешки, узлы, сплетения, нервы и периферические нервные окончания. Как в центральной, так и в периферических отделах нервной системы содержатся элементы соматической и вегетативной частей, чем достигается единство нервной системы.

Структурной и функциональной единицей нервной системы является нейрон — нервная клетка.

Нервные клетки, которыми снабжены все органы и ткани организма, имеют несколько коротких, ветвящихся отростков-дендритов, по которым импульсы поступают в тело клетки, и один длинный отросток — аксон, по которому импульсы идут от тела клетки. Механизм передачи нервного. импульса обеспечивается наличием разности потенциалов внутри нервной клетки и на наружной поверхности ее мембраны. Внутри нервной клетки имеется избыток ионов калия и отрицательный заряд. На поверхности клеточной мембраны – избыток ионов натрия и положительный заряд. Mecтo передачи нервного возбуждения с одной нервной клетки на другую или с нервной клетки на мышечную или железистую, называется синапсом. При возбуждении, под влиянием нервного импульса в синапсах образуются химически активные вещества — медиаторы (ацетилхолин, адреналин, норадреналин), увеличивающие проницаемость мембран. Ионы переходят через мембраны клетки, в результате перераспределения заряда формируется возбуждающий потенциал, возбуждение передается в те или иные отделы нервной системы.

Синапсы обеспечивают одностороннее проведение возбуждения, так как медиаторы образуются только в окончаниях передающего нейрона, а нейрон воспринимающий возбуждение, не обладает таким свойством. Быстрое разрушение ацетилхолина синаптической щели ферментом холинэстеразои является причиной его локального действия и соседние клетки возбуждением не затрагиваются. На передачу возбуждения затрачивается около 0,5 М/сек.

Спинной и головной мозг – это скопление нервных клеток вместе с ближайшими разветвлениями их отростков. Скопление нервных клеток существует также в виде узлов и вне центральной части нервной системы (спинномозговые узлы, узлы черепномозговых нервов, многочисленные узлы вегетативной нервной системы). Нервы представляют собой скопление нервных волокон (отростков), идущих от нервных клеток спинного и головного мозга или узлов. Они осуществляют связь между центральной нервной системой и отдельными органами и клетками организма. Нервы, проводящие возбуждение из центральной нервной системы к рабочим органам, называются нисходящими, центробежными или двигательными. Нервы, передающие возбуждение от разных оpганов и участков тела в головной и спинной мозг, называются восходящими, центростремительными или чувствительными. Чаще нервы бывают смешанными, в их составе имеются как чувствительные так и двигaтeльные волокна. Двигательные нервы заканчиваются двигательными окончаниями — эффекторами, чувствительные нервы — чувствительными окончаниями или рецепторами.

Рецепторы – это специализированные нервные клетки, обладающие избирательной чувствительностью к воздействию определенных факторов. Рецепторы могут быть в виде простых нервных окончаний, иметь форму волосков, пластинок, колбочек, папочек, шариков, спиралей, шайбочек. Часть рецепторов предназначены для восприятия факторов окружающей среды (экстерорецепторы), другая часть воспринимает изменения внутренней среды организма (интерорецепторы).

Рецепторы строгo специализированы. Фоторецепторы расположены в сетчатке глаза и воспринимают электромагнитные волны видимого диапазона. Фонорецепторы уха воспринимают механически колебания воздуха опосредованно через системы внутреннего уха. Тактильные рецепторы – это рецепторы осязания. Баро- и осморецепторы сосудов воспринимают изменения гидростатического и осмотического давления крови. Рецепторы вестибулярного аппарата воспринимают изменения положения головы и тела относительно вектора гравитации. Проприорецепторы мышц и сухожилий воспринимают изменение напряжения мышц и положения частей тела относительно друг друга. Хеморецепторы реагируют на химические вещества, глюкорецепторы воспринимают изменения уровня сахара в крови. Терморецепторы реагируют на изменение температуры. Болевые рецепторы реагируют на травмирующее действие различной природы — механическое, химическое, температурное и др.

Основными свойствами нервных волокон являются возбудимость и проводимость, то есть возможность проводить полученное возбуждение. Раздражение рецепторов трансформируется в них, в нервные импульсы или волны возбуждения. Возбуждение сопровождается возникновением биотоков (токи действия).

Проведение возбуждения по волокну возможно только в случае его анатомической целостности и нормального физиологического состояния. При нарушении целостности, при разрыве (вследствие ранения) двигательного нерва, идущего к мышцам, наступает паралич этих мышц или потеря чувствительности, если это был чувствительный нерв. Возбуждение не проводится также при сдавлении, прекращении кровоснабжения, при сильном охлаждении, отравлении ядами или наркотиками. Проводимость в нервах может быть нарушена при помощи некоторых лекарственных веществ (новокаин), что используется в медицинской практике при различных видах местной анестезии.

Проведение возбуждения осуществляется строго изолировано по одному нервному волокну и не переходит на другие (соседние). Скорость проведения возбуждения по нервному волокну у человека варьирует от 1 до 120 м/сек, возбуждение может распространяться в двух направлениях — центростремительном и центробежном (двустороннее проведение), в отличие от нейронов, через которые нервное возбуждение проводится только в одном направлении.

Функции нервной системы осуществляются по механизму рефлекса.

Рефлекс — это реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды, осуществляемая при посредничестве центральной нервной системы. В основе всякого рефлекса лежит деятельность системы соединенных друг с другом нейронов, образующих так называемую рефлекторную дугу.

Простая рефлекторная дуга состоит из двух нейронов, один из которых связан с какой-нибудь чувствительной поверхностью, например, с кожей, а другой — с мышцей или железой.

При раздражении чувствительной поверхности возбуждение движется по связанному с ней нейрону к рефлекторному центру, где находится соединение (синапс) обоих нейронов. Здесь возбуждение переходит на другой нейрон и идет уже центробежно к мышце или железе. Часто в состав рефлекторной дуги входит третий, вставочный нейрон, который служит местом передачи возбуждения с чувствительного пути на двигательный. Кроме простой трехнейронной рефлекторной дуги имеются многонейронные рефлекторные дуги, проходящие через различные уровни головного мозга, включая его кору.

Несмотря на сложность строения, в любой рефлекторной дуге выделяются три главных элемента:

— рецептор, трансформирующий энергию раздражения в нервный процесс, связанный с афферентным нейроном;

— центральная нервная система (различные ее уровни от спинного до головного мозга), где осуществляется преобразование возбуждения в ответную реакцию и переключение его с центростремительных на центробежные волокна;

— эфферентный нейрон, осуществляющий ответную реакцию (двигательную или секреторную).

Обязательным условием осуществления является целостность всех элементов рефлекторной дуги.

2 Центральная нервная систем

Спинной мозг

Спинной мозг расположен в спинномозговом канале. Он представляет собой длинный тяж примерно цилиндрической формы, вверху заканчивающийся на уровне большого затылочного отверстия, внизу — на уровне второго. поясничного позвонка. На месте отхождения нервов к верхним и нижним конечностям имеется два утолщения — шейное и поясничное. Средняя длина спинного мозга у мужчин – 45 см, у женщин 41 – 42см, масса 34 – 38г.

Рефлексы, осуществляемые спинным мозгом, протекают по трехнейронной рефлекторной дуге. Нервные волокна группируются в восходящие и нисходящие пути, соединяющие различные участки спинного мозга друг с другом, а также спинной мозг с головным.

Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции. Рефлекторная деятельность спинного мозга разнообразна и осуществляется каждым ее сегментом. В шейных сегментах расположены центры рефлекторных движений диафрагмы, шейных мышц, мышц плечевого пояса и верхних конечностей; в грудных сегментах — центры мышц туловища; в поясничных и крестцовых сегментах — центры мышц бедренной области и нижних конечностей.

--PAGE_BREAK--

В грудном и поясничном отделе специальные нейроны образуют центры потоотделения и сосудодвигательные; в крестцовом отделе — центры мочеиспускания, дефекации, деятельности половых органов.

При повреждении спинного мозга вследствие ранения, сдавливания или разрыва возникают нарушения указанных выше функций соответственно иннервируемых участков тела — параличи, выпадение рефлексов, нарушение проводимости и др. Высокий перерыв спинного мозга смертелен в связи с нарушением дыхания. Рефлекторная деятельность спинного мозга находится под контролем коры больших полушарий и других отделов головного мозга, вследствие чего становится возможным произвольное регулирование некоторых функций организма (мочеиспускание, дефекация и др.)

Кроме рефлекторной, спинной мозг выполняет проводниковую функцию. Импульсы, приходящие в спинной мозг с·периферии, по восходящим путям передаются в головной мозг. По нисходящим путям импульсы от головного мозга идут к конечным эфферентным нейронам спинного мозга.

Головной мозг

Головной мозг расположен в полости черепа, масса мозга у взрослого человека 1400-1450 г.

В головном мозге различают 5 отделов: концевой мозг или большие полушария; промежуточный мозг, состоящий из зрительных бугров, коленчатых тел и подбугорной области; средний мозг, включающий четверохолмие и ножки мозга; задний мозг: к которому относится мозжечок и мост мозга; продолговатый мозг.

В продолговатом мозге располагаются центры многих рефлексов. Продолговатый мозг через восходящие пути спинного мозга получает импульсы от всех рецепторов туловища и конечностей. В продолговатом мозге находится ряд жизненно важных центров, осуществляющих рефлекторные акты: автоматически работающий дыхательный центр, центр сердечной деятельности, сосудодвигательный центр, центр регуляции обмена веществ. Через продолговатый мозг осуществляются также защитные рефлексы(мигание, слезоотделение, чихание, кашель), рефлексы глотания, отделение пищеварительных соков. Помимо рефлекторной функции продолговатый мозг выполняет важную проводниковую функцию, через него замыкаются пути, соединяющие центры больших полушарий, мозжечка и промежуточного мозга со спинным.

Таким образом, продолговатый мозг играет огромную роль в жизни организма. Малейшее его поврежде6ние представляет большую опасность и часто приводит к смерти, вследствие прекращения дыхания и остановки сердца. Функции мозжечка сложны: к нему идут пути, приносящие импульсы с рецепторов мышц, сухожилий, связочного аппарата, от вестибулярного аппарата, от коры больших полушарий; он участвует в регуляции двигательной деятельности организма и вегетативных функций.

Средний мозг состоит из двух ножек мозга и пластинки четверохолмия. В четверохолмие поступают сигналы от сетчатки глаз, здесь осуществляется ориентировочный рефлекс на, звук. В среднем мозге осуществляется регуляция мышечного тонуса и установочных рефлексов, обеспечивающих правильное положение тела в пространстве. Между промежуточным мозгом и корой больших полушарий существуют связи, лежащие в основе возникновения условных рефлексов. В промежуточном мозге осуществляются реакции, дающие определенную эмоциональную окраску поведению человека.

Через гипофиз промежуточный мозг оказывает влияние на деятельность желез внутренней секреции.

Конечный мозг представлен большими полушариями. В состав каждого полушария входят: кора, подкорка, обонятельный мозг, расположенный на основании лобной доли.