Передача информации в нервной системе происходит с помощью двух механизмов: электрического и химического
Век
*работы русского ученого М.В.Ломоносова и немецкого физика Г.Гельмгольца трехкомпонентной природе цветного зрения;
*трактат чеха Г.Прохазки о функциях нервной системы,
*наблюдения итальянца Л.Гальвани о животном электричестве в нервах и мышцах.
19 век
* разработаны представления английского физиолога Шеррингтона об интегративных процессах в нервной системе;
* И.Р.Тарханов обнаружил изменения постоянных потенциалов кожи при раздражении у человека.
*И.М. Сеченов – отец русской физиологии. Его работы заложили основы многих областей физиологии – изучение газов крови, процессов утомления, и «активного отдыха».
Главное открытие 1862 года – торможения в центральной нервной системе («Сеченовского торможения») и разработка физиологических основ психических процессов человека, показавших рефлекторную природу реакций человека.
Дальнейшая разработка идей Сеченова шла несколькими путями:
· изучение тонких механизмов возбуждения и торможения проводилось Н.Е.Веденским. Им создано представление о физиологической лабильности как скоростной характеристики возбуждения и учение о парабиозе как общей реакции нервно-мышечной ткани на раздражение.
· это направление продолжено А.А. Ухтомским, который изучая процессы координации в нервной системе, открыл явление доминанты (господствующего очага возбуждения) и роль в этих процессах усвоения ритма раздражений.
· И.П. Павлов создал учение об условных рефлексах и разработал новую главу физиологии – высшей нервной деятельности. За работы в области органов пищеварения стал Нобелевским лауреатом в 1904 году.
· В.М. Бехтерев разработал физиологические основы поведения человека, роль сочетанных рефлексов.
В области физиологии мышечной деятельности следует отметить основателя отечественной физиологии спорта – профессора А.Н. Крестовникова, написавшего первый учебник по физиологии человека для вузов страны и монографию по физиологии спорта (1939). Другие известные ученые – профессор Е,К, Жуков, Фарфель В.С., Зимкин Н.В., Мозжухин А.С. и многих других.
#Общие закономерности физиологии#
Живые организмы представляют собой открытые системы.
ü Состоят из белков и нуклеиновых кислот.
ü Характеризуются способностью к авторегуляции и самовоспроизведению.
Основные свойства живого организма:
· обмен веществ, раздражимость (возбудимость),
· подвижность,
· самовоспроизведение (размножение, наследственность),
· саморегуляция (поддержание гомеостаза, приспособляемость-адаптивность).
#Основные функциональные характеристики возбудимых тканей#
Раздражение (общее свойство всех организмов) – способность под влиянием внешних воздействий изменять обмен веществ и энергии.
Возбудимые ткани:
· нервная,
· мышечная,
· железистая.
Реакция на раздражение связана с возникновениемспециальных форм активности – электрических потенциалов и др. явлений.
Функциональные характеристики возбудимых тканей – возбудимость и лабильность.
Возбудимость – свойство возбудимых тканей отвечать на раздражение специфическим процессом возбуждения.
Проявления:
· в нервных клетках – импульсы возбуждения
· в мышечных – сокращение или напряжение,
· в железистых – выделение определенных веществ.
Процесс представляет собой переход из состояния физического покоя в деятельное состояние. Для нервной и мышечной ткани – характерна передача активного состояния другим соседним участкам – т.е., проводимость.
Возбудимые ткани характеризуются двумя основными нервными процессами – возбуждением и торможением.
Торможение – активная задержка процесса возбуждения. Взаимодействие двух процессов – координация нервной деятельности.
ü Местное возбуждение – незначительные изменения в поверхностной мембране клеток.
ü Распространяющее возбуждение – передача импульса возбуждения вдоль нервной или мышечной ткани.
Для измерения возбудимости пользуются определением порога.
Порог – минимальная величина раздражения, при котором возникает распространение возбуждения.
Величина порога зависит от функционального состояния ткани и от особенностей раздражителя.
Чем выше порог – тем ниже возбудимость и наоборот.
Может повышаться при выполнении физических упражнений оптимальной длительности и интенсивности, и снижаться при утомлении, перетренированности.
Лобильность – скорость протекания процесса возбуждения в нервной и мышечной ткани (лабилис – подвижный).
ü Понятие лабильности выдвинуто Введенским.
ü Характеризует скоростные свойства ткани.
Может повышаться под влиянием раздражений и тренировки, особенно у спортсменов при развитии качества быстроты.
#Нервная и гуморальная регуляция функций#
У одноклеточных одна единственная клетка осуществляет разнообразные функции. Усложнение деятельности организма в результате эволюции привело к разделению функций различных клеток.
Регуляция различных функций у высокоорганизованных животных и человека осуществляется двумя путями:
· гуморальным – через кровь, лимфу и тканевую жидкость;
· нервным.
Возможности гуморальной функции ограничены – она действует сравнительно медленно, не обеспечивает срочных ответов организма (быстрых движений, мгновенных реакций).
Гуморальным путем происходит широкое вовлечение различных органов и тканей.
Нервная система обеспечивает быстрое и точное управление различными отделами целостного организма, доставляет сообщения точному адресату.
Механизмы связаны тесно, но ведущая роль функций у нервной системы.
В регуляции функционального состояния органов и тканей принимают участие особые вещества – нейропептиды выделяемые
· гипофизом (железа внутренней секреции)
· нервными клетками спинного и головного мозга.
Концентрация нейропептидов в плазме крови у спортсменов может превышать средний уровень у нетренированных лиц в 6-8 раз.
# Рефлекторный механизм деятельности нервной системы#
Рефлекс – ответная реакция организма на внешнее раздражение, осуществляемая с участием нервной системы.
Рефлекторная дуга – путь рефлекса.
· рецептор – воспринимает образование;
· чувствительный или афферентный нейрон, связывает рецептор с нервными центрами;
· промежуточные (вставочные) нейроны нервных центров;
· эфферентный нейрон – связывает нервные центры с периферией.
· рабочий орган, отвечающий за раздражение – мышца или железа.
Начинается рецептором – воспринимает раздражения и преобразует их в нервные импульсы. Информация передается на вставочные нейроны ЦНС – обработка и передача сигнала на двигат-е нейроны – проводят нервные импульсы к рабоч. органу.
Афферентные пути – каналы обратной связи. Рефлекс обеспечивает точное и совершенное взаимодействие организма с окружающей средой, контроль и регуляцию функций внутри организма.
#Гомеостаз#
Кровь, лимфа, межтканевая жидкость – внутренняя среда организма, в которой живут все его клетки. Характеризует:
Относительное постоянство – гомеостаз различных показателей (температура тела 36-37С, кислотно- щелочное равновесие рН=7.4-7.35, давление крови, концентрация гемоглобина в крови 135-160).
Гомеостаз – динамическое равновесие.
Способность сохранять гомеостаз в условиях постоянного обмена веществ и значительных колебаний факторов окружающей среды обеспечивает комплекс регуляторных функций.
Гомеокинез – регуляторные процессы поддержания динамического равновесия.
#Возникновение возбуждения и его проведение#
В основе возбуждения нервных и мышечных клеток лежит повышение проницаемости мембраны для ионов натрия – открывание натриевых каналов.
Возникновение возбуждения (потенциала действия) возможно при сохранении достаточного количества ионов Na в окружающей клетку среде.
Большая потеря натрия организмом (с потом, при длительной мышечной нагрузке) могут нарушить нормальную деятельность нервных и мышечных клеток, снизив работоспособность человека.
На процесс активации натриевого механизма влияет концентрация ионов Ca в крови:
· при повышении содержания – снижается клеточная возбудимость,
· при пониженном содержании – возбудимость повышается, появляются непроизвольные мышечные судороги.
#Проведение возбуждения#
Импульсы возбуждения обладают способностью распространяться вдоль по нервным мышечным волокнам. В нервном волокне потенциал действия является очень сильным раздражителем для участков волокна.
С помощью местных токов происходит распространение возбуждения на соседние участки нервного волокна, т.е. проведение нервного импульса.
В процессе эволюции с переходом безмякотных нервных волокон к мякотным произошло существенное повышение скорости проведения нервного импульса.
· Безмякотные волокна – характерно непрерывное проведение возбуждения.
· Мякотные волокна – почти полностью покрыты изолирующей миелиновой оболочкой.
Ионные токи в них могут проходить только в оголенных участках мембраны – перехватах Ранвье, лишенных этой оболочки. При проведении нервного импульса возбуждение перескакивает от одного перехвата к другому и может охватывать несколько перехватов. Такое проведение получило название сальтаторного – прыжок. Повышается не только скорость, но и экономичность проведения – меньше энергии тратится на активный транспорт ионов через мембрану и процесс восстановления.
Скорость проведения в разных волокнах различна:
· более толстые проводят с большей скоростью – расстояние между перехватами больше и скачки длиннее до 100 м.с-1
· тонкие симпатические волокна – скорость проведения мала, до 0.5-15 м.с-1
Во время развития потенциала действия мембрана полностью теряет возбудимость – состояние полной невозбудимости или абсолютная рефрактерность.
За ним следует относительная рефрактерность – потенциал воздействия может возникнуть лишь при очень сильном возбуждении.
#Центральная нервная система#
Нервную систему подразделяют на периферическую (нервные волокна и узлы) и центральную. К центральной нервной системе относят спиной и головной мозг.
Основные функции ЦНС:
· Объединение всех частей организма в единое целое и их регуляция;
· Управление состоянием и поведением организма в соответствии с условиями внешней среды и потребностями организма;
Ведущий отдел ЦНС – кора больших полушарий, где осуществляется наиболее сложные процессы (сознание, мышление, речь и память).
Основные методы изучения ЦНС: методы удаления и раздражения (в клинике и на животных), регистрации электрических явлений, метод условных рефлексов.
#Основные функции и взаимодействия нейронов#
Нейроны (нервные клетки) – основные структурные элементы нервной системы.
Основные функции нейронов:
· восприятие внешних раздражителей – рецепторная функция;
· их переработка – интегративная функция;
· передача нервных влияний на другие нейроны или различные рабочие органы – эффекторная функция.
Дендриты (короткие отростки) – принимают информацию из внешних и внутренних источников.
ü являются входами нейрона, через которых сигналы поступают в нервную клетку.
ü в центральной нервной системе образует белое вещество.
Аксон – выход нейрона, который передает нервные импульсы дальше – другой нервной клетке или рабочему органу (мышце, железе).
Особенно высокой возбудимостью обладает начальная часть аксона и расширение в месте его выхода из клетки – аксонный холмик нейрона.
ü Именно в этом сегменте клетки возникает нервный импульс.
ü Отростки часто покрыты оболочкой из жироподобного вещества белого цвета.
Их скопления в центральной нервной системе образуют белое вещество.
Нервные узлы – скопления тел нервных клеток за пределами ЦНС. Спинной и головной мозг связан со всеми органами нервами.
Виды нейронов
· Чувствительные или центростремительные (афферентные) – передают информацию от рецепторов в ЦНС.
Располагаются вне пределов центральной нервной системы – в спинномозговых узлах и в узлах черепных нервов.
Составляют основную массу нейронов рецепторов, воспринимающих различные сигналы (раздражения) из внешней и внутренней среды организма.
Имеют: длинный отросток – дендрит, который контактирует с рецептором (воспринимающим образованием) или сам образует рецептор и второй отросток – аксон, входящий через задние рога в спинной мозг.
Тела афферентных нейронов находятся в спинном мозге; дендриты отходят к рецепторам.
· Двигательные или центробежные (эфферентные) – адаптируют принятое в ЦНС решение, доводят его до органа-исполнителя или рабочего органа.
Получаемые импульсы проявляются в сокращении или расслаблении скелетных и гладких мышц, в изменении мышечной ткани. Характерна разветвленная сеть из коротких отростков – дендритов и одного длинного отростка – аксона.
· Вставочные (промежуточные) – нервные клетки, на которых происходит переключение нервных импульсов на пути от чувствительных нейронов к двигательным нейронам.
Передают нервные влияния в горизонтальном направлении (в пределах одного сегмента) и в вертикальном) выше или нижележащие сегменты).
Одновременно возбуждают большое число нейронов, благодаря многочисленным разветвлениям аксона.
Нейроглия («нервный клей») – клетки-спутники, расположены вдоль нейронов.
ü выполняют метаболическую, опорно-трофическую, изоляционную и барьерную функции.
ü второй важный клеточный компонент нервной ткани, составляющий межклеточное вещество.
Макроглия: эпендимоциты, астроциты и олигодендроциты.
Микроглия выявляется в области повреждения ц.н.с.
Нервное волокно – нервные отростки, окруженные оболочкой эндоневрий.
Миелиновый эндоневрий – увеличивает скорость проведения нервного импульса (двигательные волокна).
Амиеилиновый эндоневрий – без миелина (чувствительные волокна).
# Возбуждающие и тормозящие синапсы#
Взаимодействие между нейронов между собой происходит через специальные образования – синапсы.
Чем больше синапсов на нервной клетке, тем больше она воспринимает различных раздражений – шире сфера влияний на ее деятельность и возможность участия в разнообразных реакциях организма.
ü Посредством синапсов связаны между собой аксон одного нейрона и дендриты или тело другого.
ü Синапсами связаны с нейронами также окончания мышечных волокон. Число синапсов очень велико: некоторые клетки головного мозга могут иметь до 10 000 синапсов.
ü Особенно много синапсов в высших отделах нервной системы и у нейронов с наиболее сложными функциями.
Синапсы могут быть:
· Межнейронными – между двумя нейронами.
· Нервно-мышечными – между нейроном и мышечным волокном.
· Рецепторно-нейронными – между рецепторными образованиями и отростками чувствительных нейронов.
· Железистыми – между отростками нейрона и другими клетками.
В большинстве случаев передача влияния одного нейрона на другой осуществляется химическим путем.
Сипантические пузырьки – содержат специальные вещества медиаторы или посредники (ацетилхолин, норадреналин, некоторые аминокислоты).
Передача сигнала:
· электрический сигнал по аксону доходит к
месту соединения – синапс;
· в синоптическом пузырьке происходит химическая реакция, благодаря которой сигнал передается дальше;
· химическая реакция опять преобразуется в электрический сигнал.
По характеру воздействия на последующую нервную клетку различают:
В озбуждающие синапсы – возбуждается постсинаптическая мембрана.
В мембране возникает возбуждающий постсинаптический потенциал и пришедшее к синапсу возбуждение распространяется дальше.
Тормозящие синапсы:
а) на постсинаптической мембране возникает тормозной постсинаптический потенциал, а возбуждение, пришедшее к синапсу не распространяется дальше;
б) возбуждающий аксональный синапс, вызывающий пресинаптическое торможение.
ü Передача возбуждения и торможения осуществляются по строго определенным образованиям с преодолением порога возбуждения (+- 10 милливольт) за время – 0,3 миллисекунды (синоптическая задержка)
ü Сигналы, поступающие в синапс, могут трансформироваться, сонастраиваться.
ü Непродолжительные импульсы последования лежат в кратковременной памяти.
ü Длительные же следы связаны со структурными и биохимическими перестройками в клетках, и лежат в основе долговременной памяти.
#Возникновение импульсного ответа нейрона#
На мембране тела и дендритов нервной клетки находятся как возбуждающие, так и тормозящие синапсы. В отдельные моменты часть их может быть неактивной, а другая часть оказывает активное влияние на прилегающие в ним участки мембраны.
Возбуждение нейрона возникает тогда, когда сумма возбуждающих постсимпатических потенциалов окажется больше суммы тормозящих.
Нервный импульс – основное средство связи между нейронами.
Передача информации в нервной системе происходит с помощью двух механизмов: электрического и химического.
Нервный центр – совокупность нервных клеток, необходимых для осуществления какой-либо функции.
Координация их деятельности – строгое согласование в целостном организме.
Одностороннее проведение нервных влияний – важная особенность проведения возбуждения через синаптические контакты.
Замедленное проведение – особенность проведения возбуждения через синапсы, имеет большое значение в нервной деятельности.
Общее время от момента нанесения внешнего раздражения до появления ответной реакции (скрытое латентное время рефлекса) – определяется длительностью проведения через синапсы.
Величина латентного времени рефлекса – важный показатель функционального состояния нервных клеток.
*Нервные импульсы и рефлекс. Информация, которую получают и анализируют нейроны, заключена в нервных импульсах, которые направляются к нервным центрам, расположенным в спинном и головном мозге, или на периферию.
Основное свойство нервного волокна – возбудимость и проводимость.
Возбудимость – включение клетки в работу.
Торможение – угнетение работы клеток.
Правила проведения нервного импульса по нейрону:
ü Возбуждение распространяется по всему волокну, по принципу волны.
ü Нервный импульс передается изолированно по одному волокну и не
передается на соседние, входящие в состав нерва.
ü Одностороннее распространение возбуждения благодаря синапсу, передающему нервный импульс с одного нейрона на другой.
ü Скорость проведения импульса по чувствительным волокнам и волокнам вегетативной нервной системы меньше, чем по двигательным (1-30 и 60-120 м/сек).
Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение. Ответная реакция организма непосредственно связана с работой нервной системы.
Ответы могут возникать не только в связи с «внешними» изменениями (с громким звуком, яркой картинкой), но и в связи с «внутренними» – например, чувством голода. Исполнительными органами чаще всего являются те или иные мышцы нашего организма, а так же желез.
Проведение нервного импульса происходит по рефлекторной дуге:
· начинается рецептором, воспринимающим раздражения и преобразует их в нервные импульсы.
· информация передается на вставочные нейроны ЦНС, где происходит обработка и передача на двигательные нейроны, которые проводят нервные импульсы к рабочему органу.
Дата добавления: 2015-03-04 | Просмотры: 1864 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
|