НЕРВНАЯ СИСТЕМА: ЗНАЧЕНИЕ

И СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ

ОРГАНИЗАЦИЯ

Функционирование организма как единого целого, взаимодей­ствие отдельных его частей, сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза) осуществляются двумя регуляторными систе­мами: нервной и гуморальной.

Значение нервной системы. Основными функциями нервной системы являются:

1. быстрая и точная передача информации о состоянии внешней и внутренней среды организма;

2. анализ и интеграция всей информации;

3. организация адаптивного реа­гирования на внешние сигналы;

4. регуляция и координация де­ятельности всех органов и систем в соответствии с конкретными условиями деятельности и изменяющимися факторами внешней и внутренней среды организма.

С деятельностью высших отделов нервной системы связано осуществление психических процессов и организация целенаправленного поведения.

Нервная система, являясь единой и высоко интегрированной, на основе структурных и функциональных особенностей, подразде­ляется на две основные части — центральную и периферическую.

Центральная нервная система включает головной и спинной мозг, где расположены скопления нервных клеток — нервные цен­тры, осуществляющие прием и анализ информации, ее интегра­цию, регуляцию целостной деятельности организма, организацию адаптивного реагирования на внешние и внутренние воздействия.

Периферическая нервная система состоит из нервных волокон, Расположенных вне центральной нервной системы. Одни из них — афферентные (чувствительные) волокна — передают сигналы от рецепторов, находящихся в разных частях тела в центральную ^Нервную систему, другие — эффекторные (двигательные) волок­на — из центральной нервной системы на периферию.

Нейрон — основная структурно-функциональная единица нервной системы. Нейроны — высокоспециализированные клетки, приспособленные для приема, кодирования, обработки, интеграции, хранения и передачи информации. Нейрон состоит из тела и отростков двух типов: коротких ветвящихся дендритов и длинного отростка — аксона (рис. 42). Тело клетки имеет диаметр от 5 до 150 микрон. Оно является биосинтетическим центром нейрона, где происходят сложные метаболические процессы. Тело содержит ядро и цитоплазму, в которой расположено множество органелл, участвующих в синте­зе клеточных белков (протеинов).

Аксон. От тела клетки отходит длинный нитевидный отросток аксон, выполняющий функцию передачи информации. Аксон по­крыт особой миелиновой оболочкой, создающей оптимальные условия для проведения сигналов. Конец аксона сильно ветвится, его конечные веточки образуют контакты со множеством других клеток (нервных, мышечных и др.). Скопления аксонов образуют нервное волокно.

Дендриты — сильно ветвящиеся отростки, которые во множе­стве отходят от тела клетки. От одного нейрона может отходить до 1000 дендритов. Тело и дендриты покрыты единой оболочкой и образуют воспринимающую (рецептивную) поверхность клетки. На ней расположена большая часть контактов от других нервных клеток — синапсов. Клеточная оболочка — мембрана — является хорошим электрическим изолятором. По обе стороны мембраны существует электрическая разность потенциалов — мембранный потенциал, уровень которого изменяется при активации синап­тических контактов.

Синапс имеет сложное строение (см. рис. 42). Он образован дву­мя мембранами: пресинаптической и постсинаптической. Преси­наптическая мембрана находится на окончании аксона, передаю­щего сигнал; Постсинаптическая — на теле или дендритах, к ко­торым сигнал передается. В синапсах при поступлении сигнала из синаптических пузырьков выделяются химические вещества двух типов — возбудительные (ацетилхолин, адреналин, норадрена-лин) и тормозящие (серотонин, гамма-аминомасляная кислота). Эти вещества — медиаторы, действуя на постсинаптическую мембрану, изменяют ее свойства в области контактов. При выде­лении возбуждающих медиаторов в области контакта возникает возбудительный постсинаптический потенциал (ВПСП), при дей­ствии тормозящих медиаторов — соответственно тормозящий по­стсинаптический потенциал (ТПСП). Их суммация приводит к из­менению внутриклеточного потенциала в сторону деполяризации или гиперполяризации. При деполяризации клетка генерирует им-лульсы, передающиеся по аксону к другим клеткам или работаю­щему органу. При гиперполяризации нейрон переходит в тормоз-Ное состояние и не генерирует импульсную активность (рис. 43). Множественность и разнообразие синапсов обеспечивает возмож­ность широких межнейрональных связей и участие одного и того же нейрона в разных функциональных объединениях.

Классификация нейронов. Имея принципиально общее строение, нейроны сильно различаются размерами, формой, числом, ветвлением и расположением дендритов, длиной и разветвленностью аксона, что свидетельствует об их высокой специализации ФИс. 44). Выделяются следующие два основных типа нейронов

Пирамидные клетки — крупные нейроны разного размера («кол­лекторы»), на которых сходятся (конвергируют) импульсы от раз­ных источников.

Дендриты пирамидных нейронов пространственно организова­ны. Один отросток — апикальный дендрит — выходит из вершины пирамиды, ориентирован вертикально и имеет конечные горизон­тальные разветвления. Другие — базальные дендриты — разветвля­ются у основания пирамиды. Дендриты густо усеяны специальны­ми выростами — шипиками, которые повышают эффективность синаптической передачи. По аксонам пирамидных нейронов импульсация передается другим отделам ЦНС. Пирамидные нейро­ны по своей функции подразделяются на два типа: афферентные и эфферентные. Афферентные передают и принимают сигнал из сенсорных рецепторов, мышц, внутренних органов в централь­ную нервную систему. Нервные клетки, передающие сигналы из центральной нервной системы на периферию, называются эффе~ рентными.

Вставочные клетки или интернейроны. Они меньше по разме­рам, разнообразны по пространственному расположению отрост­ков (веретенообразные, звездчатые, корзинчатые). Общим для них является широкая разветвленность дендритов и короткий аксон ^с разной степенью ветвления. Интернейроны обеспечивают взаи­модействие различных клеток и поэтому иногда называются ассо­циативными

Представленность разных типов нейронов и характер их взаи­мосвязи существенно различаются в разных структурах мозга.

Возрастные изменения структуры нейрона и нервного волокна.

На ранних стадиях эмбрионального развития нейрон, как пра­вило, состоит из тела, имеющего два недифференцированных и неветвящихся отростка. Тело содержит крупное ядро, окружен­ное небольшим слоем цитоплазмы. Процесс созревания нейро­нов характеризуется быстрым увеличением цитоплазмы, увели­чением в ней числа рибосом и формированием аппарата Гольджи, интенсивным ростом аксонов и дендритов. Различные типы Нервных клеток созревают в онтогенезе гетерохронно. Наиболее рано (в эмбриональном периоде) созревают крупные афферентные и эфферентные нейроны. Созревание мелких клеток (интеп нейронов) происходит после рождения (в постнатальном онто генезе) под влиянием средовых факторов, что создает предпосылки для пластических перестроек в центральной нервной системе.

Отдельные части нейрона тоже созревают неравномерно. Наиболее поздно формируется дендритный шипиковый аппарат, раз­витие которого в постнатальном периоде в значительной мере обеспечивается притоком внешней информации.

Покрывающая аксоны миелиновая оболочка интенсивно рас­тет в постнатальном периоде, ее рост ведет к повышению скоро­сти проведения импульса по нервному волокну.

Миелинизация проходит в таком порядке: сначала — перифе­рические нервы, затем волокна спинного мозга, стволовая часть головного мозга, мозжечок и позже — волокна больших полуша­рий головного мозга. Двигательные нервные волокна покрывают­ся миелиновой оболочкой уже к моменту рождения, чувствитель­ные (например, зрительные) волокна — в течение первых месяцев постнатальной жизни ребенка.

СТРОЕНИЕ, РАЗВИТИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ОТДЕЛОВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Спинной мозг

Спинной мозг представляет собой длинный тяж. Он заполняет полость позвоночного канала и имеет сегментарное строение, соответствующее строению позвоночника.

В центре спинного мозга расположено серое вещество — скоп­ление нервных клеток, окруженное белым веществом, образован нервными волокнами (см. рис. 68). В спинном мозге находятся рефлекторные центры мышц туловища, конечностей и шеи. С их участием осуществляются сухожильные рефлексы в виде резкого сокращения мышц (коленный, ахиллов рефлексы), рефлексы ра­стяжения, сгибательные рефлексы, рефлексы, направленные на поддержание определенной позы. Рефлексы мочеиспускания и де­фекации, рефлекторного набухания полового члена и изверже­ния семени у мужчин (эрекция и эякуляция) также связаны с функцией спинного мозга.

Спинной мозг осуществляет и проводниковую функцию. Нервные волокна, составляющие основную массу белого вещества, обра­зуют проводящие пути спинного мозга. По этим путям устанавли­вается связь между различными частями ЦНС и проходят импуль­сы в восходящем и нисходящем направлениях. По этим путям поступает информация в вышележащие отделы мозга, от которых отходят импульсы, изменяющие деятельность скелетной муску­латуры и внутренних органов.

Деятельность спинного мозга у человека в значительной степе­ни подчинена координирующим влияниям вышележащих отде­лов ЦНС.

Обеспечивая осуществление жизненно важных функций, спинной мозг развивается раньше, чем другие отделы нервной системы. Когда у эмбриона головной мозг находится на стадии мозговых пузырей, спинной мозг достигает уже значительных размеров. На ранних стадиях развития плода спинной мозг за­полняет всю полость позвоночного канала. Затем позвоночный столб обгоняет в росте спинной мозг, и к моменту рождения он заканчивается на уровне третьего поясничного позвонка. У но­ворожденных длина спинного мозга 14—16 см, к 10 годам она удваивается. В толщину спинной мозг растет медленно. На попе­речном срезе спинного мозга детей раннего возраста отмечает­ся преобладание передних рогов над задними. Увеличение раз­меров нервных клеток спинного мозга наблюдается у детей в школьные годы.