Підручники з Біології / Біологія 8 клас / Соболь В.І. Біологія 8 клас 2016

Тема 7. ЗВ’ЯЗОК ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ ІЗ ЗОВНІШНІМ СЕРЕДОВИЩЕМ. НЕРВОВА СИСТЕМА

Якими дивовижними є електричні явища в неорганічній речовині, набагато дивовижнішими є електричні явища в нервовій системі.

Майкл Фарадей

§ 34. НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ

Основні поняття й ключові терміни: НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ. Збудження. Гальмування. НЕРВОВА ТКАНИНА. Нейрон. Нейроглія. РЕФЛЕКС. Рефлекторна дуга.

Пригадайте! Що таке нервова регуляція у тварин?

Як ви вважаєте?

Перші наукові відомості про «тваринну електрику» було отримано в 1791 році Л. Гальвані. Основи ж науки електрофізіології було закладено в середині XIX століття німецьким фізіологом Емілем ДюбуаРеймоном (1818–1896), який установив зв’язок між електричним струмом і нервовим імпульсом. Як ви вважаєте, в чому полягає дивовижність електричних явищ у нервовій системі?

ЗМІСТ

Як відбувається нервова регуляція людини?

НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ – це регуляція діяльності організму за допомогою нервових імпульсів, що здійснюють швидкий, конкретний і короткочасний вплив на органи. Інформація із середовища сприймається рецепторами нашого тіла, перетворюється в імпульси й передається нервовими шляхами до нервових центрів. Центральні відділи цю інформацію аналізують і формують відповідь на подразнення. Команда надходить до робочих органів у вигляді збуджувальних або гальмівних упливів. Збудження – активний нервовий процес, властивістю якого є здатність поширюватися нервовими волокнами у вигляді нервових імпульсів. А сам нервовий імпульс – це окрема хвиля збудження, що виникає в нейронах. Виникнення й поширення нервових імпульсів є дуже складним електричним явищем, у якому беруть участь катіони й аніони клітинних мембран і цитоплазми. Швидкість

§ 34. Нервова регуляція

Тема 7. Зв’язок організму людини із зовнішнім середовищем. Нервова система

поширення нервових імпульсів у різних нейронах коливається від 0,5 м/с до 120 м/с, тому ми реагуємо на різні подразники майже миттєво. Процес збудження тісно пов’язаний з гальмуванням. Гальмування – активний нервовий процес, який призводить до зменшення чи припинення збудження в певній ділянці нервової тканини. На відміну від збудження процес гальмування відбувається всередині або між клітинами й не поширюється по нервових шляхах. У стані гальмування нейрони відновлюють свої ресурси.

Таблиця 25. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА НЕРВОВОЇ РЕГУЛЯЦІЇ ЛЮДИНИ

Отже, нервова регуляція людини здійснюється нервовими імпульсами через нервові шляхи за допомогою збудження та гальмування.

Які особливості нервової тканини?

НЕРВОВА ТКАНИНА – це сукупність клітин і міжклітинної речовини, що забезпечують нервову регуляцію організму людини. Клітини тканини називаються нейронами, а міжклітинна речовина – нейроглією. Завдяки збудливості й провідності нервової тканини електричні імпульси передаються по всьому організму.

Нейрон – нервова клітина з відростками, яка є структурною і функціональною одиницею нервової системи. Нейрони пристосовані для утворення й передачі електричних сигналів. Тіло нейрона має ядро, велику кількість мітохондрій та рибосоми для забезпечення інтенсивного обміну речовин. Від тіла відходять короткі відростки – дендрити, що сприймають нервові імпульси від інших клітин. А дов-

може досягати 400 км/год. Кінцеві розгалуження аксонів називаються

синаптичними закінченнями. Вони утворюють синапси для зв’язування нейронів між собою і з органами, до яких прямують нервові імпульси.

Кожний нейрон упродовж життя встановлює близько 7 тисяч таких зв’язків, забезпечуючи надійність роботи нервової системи.

Нейроглія – сукупність клітинних елементів нервової тканини.

Частка нейроглії в нервовій системі людини становить близько 40 %. Розмір клітин нейроглії менший за нейрони в 3–4 рази, проте кількість у 10 разів більша. З віком кількість клітин збільшується. Основною функцією нейроглії є забезпечення життєдіяльності нейронів.

Отже, нервова тканина утворена нейронами й нейроглією та забезпечує нервову регуляцію у відповідь на впливи чинників середовища.

У чому сутність рефлекторного принципу нервової регуляції?

Рефлекс – реакція-відповідь організму на подразнення, яка здійснюється за участю нервової системи. Проявами рефлексів є виникнення чи припинення будь-якої діяльності організму: скорочення м’язів, розширення судин, поява секреції тощо. Значення рефлексів полягає в тому, що завдяки їм організм здатний швидко реагувати на зміни середовища. Рефлекси забезпечують здійснення та регуляцію всіх життєвих функцій організму. Матеріальною основою рефлексів є об’єднання різних за функцією нейронів: чутливих (сприймають і передають інформацію до інших нейронів), вставних (зв’язують одні нейрони з іншими) і рухових (передають збудження до робочих органів) нейронів. Для кожного рефлексу існує своя рефлекторна дуга,

ділянка ЦНС, де відбувається з’єднання чутливого нейрона з руховим за участю вставних нейронів; рухову (4) – відцентрове нервове волокно рухового нейрона, що передає сигнали до робочих органів; ефекторну (5) – нервове закінчення рухового нейрона, що передає нервовий імпульс до робочого органа (іл. 76). Найпростіша рефлекторна дуга складається з двох нейронів: чутливого й рухового. За допомогою двонейронних дуг здійснюються сухожильні рефлекси (колінний рефлекс, п’ятковий рефлекс). Складна рефлекторна дуга окрім чутливого й рухового нейронів включає в себе ще один або кілька вставних нейронів.

Отже, рефлекторний принцип нервової регуляції полягає в тому, що будь-яка реакція, будь-який вид діяльності людини є рефлексами, які здійснюються на основі рефлекторних дуг.

§ 34. Нервова регуляція

Тема 7. Зв’язок організму людини із зовнішнім середовищем. Нервова система

154

ДІЯЛЬНІСТЬ

Навчаємося пізнавати

Самостійна робота з ілюстраціями

Деякі рефлекси використовують у медичній практиці для визначення стану здоров’я людини. Це колінний рефлекс, ахіллесів рефлекс, черевний рефлекс, ліктьовий рефлекс та ін. Яку інформацію про стан нервової системи отримують лікарі-неврологи за допомогою рефлексів?

Зіставте названі рефлекси з відповідними ілюстраціями. Визначте склад рефлекторних дуг проілюстрованих рефлексів та опишіть шлях нервового імпульсу по рефлекторній дузі одного з цих рефлексів.

Біологія + Наука

і Б.Рейнольдс довели, що нейрони відновлюються й утворюються упродовж всього життя. У 1965 році Дж.Альтман виявив розвиток нейронів у гіпокампі щурів, а 15 років

потому Ф.Ноттеб відкрив, що й мозок співочих птахів створює нові нервові клітини. У 1999 році Е.Гоулд і Ч.Грос довели, що мозок вищих приматів створює нові нейрони в кількості декількох тисяч у день протягом усього життя. Поповнення нейронів у мозку здійснюють нейрональні стовбурові клітини. Чим ці клітини відрізняються від інших нейронів? На вашу думку, чи є зв’язок між відновленням нейронів і нервовою регуляцією?

1.Що таке нервова регуляція? 2. Назвіть два основні процеси нервової регуляції.

1– 6 3. Що таке нервова тканина? 4. Опишіть будову нейрона. 5. Що таке рефлекс?

6.Назвіть основні частини рефлекторної дуги.

Усі життєві прояви в організмі – чи то простий чи то складний м’язовий рух, робота травних залоз, обмін речовин тощо – здійснюються за участю нервової системи.

«Анатомія людини»

§ 35. НЕРВОВА СИСТЕМА

Основні поняття й ключові терміни: НЕРВОВА СИСТЕМА. Нервові центри. Центральна нервова система. Периферична нервова система.

Пригадайте! Що таке нервова регуляція?

Поміркуйте!

Один із засновників неврології, Сантьяго Ра- мон-і-Кахаль (1852–1934), писав: «Як ентомолог, який переслідує яскраво забарвленого метелика, я полював в казковому саду сірої речовини за нейронами з їх елегантними формами, що нагадували таємничих метеликів душі, тріпотіння крилець яких – цілком можливо, колись – хто знає? – зможе прояснити таємницю душевного світу». А як організований цей казковий сад нервової системи?

ЗМІСТ

Яка організація та значення нервової системи людини?

Нервова система людини утворена близько 20 мільярдами зірчастих, видовжених, пірамідальних, овальних, кубічних нейронів, що мають нервові закінчення. Ці розгалуження відростків сприймають інформацію із середовища (чутливі закінчення), з’єднують нейрони (синаптичні закінчення) і передають імпульси на робочі органи (рухові закінчення).

багатьох нейронів і захищені сполучнотканинною капсулою. Розташовані вузли в органах або навколо органів по ходу нервів і забезпечують обробку й перерозподіл імпульсів.

Для швидкого проведення імпульсів та надійного з’єднання нервових центрів з органами і тканинами організму нервова система має нерви. У будові нерва виділяють аксони (1), що вкриті мієліновою оболонкою (2) (іл. 78). Разом вони утворюють нервові волокна (3). Всередині нервів проходять кровоносні судини (4). Ззовні нерви вкриті

§ 35. Нервова система

155

Тема 7. Зв’язок організму людини із зовнішнім середовищем. Нервова система

156

Отже, НЕРВОВА СИСТЕМА – це сукупність структур нервової тканини, які здійснюють сприймання, аналіз і передачу інформації,

що забезпечує пристосування організму до впливів середовища.

Що є осередками аналізу інформації в організмі людини?

Для забезпечення аналізу інформації та рефлекторної діяльності в нервовій системі існують нервові центри. Як ви вже знаєте, рефлекторна дуга кожного рефлексу має центральну частину, розташовану в головному чи спинному мозку. Наприклад, центр колінного рефлексу – в поперековому відділі спинного мозку, центри дихання, слиновиділення, серцевої діяльності – в довгастому відділі головного мозку.

Нервові центри людини порівнюють з мініатюрними копіями зір, навколо яких зосереджені «планети» – окремі групи клітин. Ці «зорі» складаються з багатьох сотень нейронів, при цьому їхня роль у нервовому центрі неоднакова: одні нейрони обов’язково беруть участь в здійсненні рефлексу, інші виконують допоміжну роль. Крім того, до нервового центру (наприклад, дихального) можуть входити нейрони-ритмоводії, які забезпечують автоматію.

Всі нервові центри мають ряд спільних властивостей. Нервові центри одних життєвих функцій пов’язані з центрами інших. Так, під час споживання їжі змінюються не лише діяльність травних залоз, а й дихання, кровообіг, робота серця, оскільки центри цих функцій взаємодіють між собою (взаємодія центрів). При тривалому збудженні у нервових центрах розвивається втома, що проявляється поступовим зниженням, а потім і припиненням рефлексу (втомлюваність центрів). Втома нервових центрів пов’язана зі зменшенням запасів речовин та енергії, необхідних для роботи нейронів. З припиненням впливу подразника на організм збудження в нервовому центрі може зберігатися (післядія збудження). Тривалість цього збереження у різ-

них центрів за різних умов є різною – від кількох скунд до багатьох років, що має значення для процесів пам’яті.

Отже, нервові центри – складна сукупність нейронів, що є осередками для аналізу інформації та здійснення регуляції певної функції організму.

Які є відділи нервової системи?

Для зручності вивчення нервову систему людини поділяють на центральну і периферичну.

Центральна нервова система (ЦНС) –

основна частина нервової системи, до складу якої входять головний та спин-

ний мозок. Значення ЦНС полягає у здійсненні складних рефлекторних реакцій, що забезпечують діяльність органів й систем організму. До того ж ЦНС забезпечує зв’язок організму з навколишнім середовищем. Відділи ЦНС побудовані з білої й сірої речовини.

Периферична нервова система (ПНС) –

частина нервової системи, що розташована поза головним і спинним мозком. Основу цього відділу становлять нерви, нервові вузли, нервові сплетення. Основною функцією ПНС є передача нервових імпульсів по всьому організму. Нерви ПНС поділяють на спинномозкові та черепномозкові. Спинномозкові нерви є змішаними, їх у людини 31 пара, і вони іннервують усі ділянки тіла людини, розташовані нижче шиї. Черепномозкові нерви відходять від головного мозку і можуть бути чутливими, руховими і змішаними. Усього черепномозкових нервів є 12 пар, і вони іннервують органи чуття і деякі м’язи.

Функціонально нервову систему прийнято поділяти на соматичну й автономну (вегетативну). Соматична нервова система забезпечує діяльність скелетних м’язів, органів чуттів, залоз зовнішньої секреції, шкіри, а вегетативна нервова система відповідає за діяльність внутрішніх органів, залоз секреції, кровоносних судин.

Отже, нервову систему умовно поділяють на центральну, до якої входять спинний і головний мозок, та периферичну, яку утворюють нервові структури за межами центральної.

ДІЯЛЬНІСТЬ Навчаємося пізнавати

Самостійна робота на застосуання знань

§ 35. Нервова система

Тема 7. Зв’язок організму людини із зовнішнім середовищем. Нервова система

158

Біологія + Музика

«Музика, створена великими композиторами, має цілющу силу. Як ліки від головного болю пропонуються «Весняна пісня» Мендельсона, «Гуморески» Дворжака. Романтична музика Шуберта, Шумана, Чайковського, Ліста створює відчуття вільного простору. Рок-музика в стилі Елвіса Преслі, «Роллінг стоунз» в невеликій кількості може зняти нервове і м’язове напруження. Але найчудодійнішими для нервової системи є мелодії у Моцар-

та…» – так описано вплив музики на організм. Застосуйте свої знання й запропонуйте пояснення позитивного впливу музики на нервову систему.

Біологія + Хімія

Кураре – найсильніша із рослинних отрут, що її виготовляють з кори рослини Strychnos toxifera (стріхнос отрутоносний). Індіанці Південної Америки змащували накінечники своїх стріл для полювання на тварин. У 1851 році Клод Бернар отримав кураре у подарунок від Наполеона ІІІ і своїми дослідами довів, що отрута не впливає ні на м’язи, ні на нерви. Пізніші дослідження

науковців показали, що паралізуюча дія отрути відбувається на рівні синапсів. Як відбувається блокування передачі імпульсів за допомогою хімічних речовин?

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке нервова система? 2. Назвіть функції нервової системи людини. 3. Що

1– 6 таке нервові центри? 4. Наведіть приклади нервових центрів. 5. Що таке центральна нервова система? 6. Що таке периферична нервова система?

Тема 7. Зв’язок організму людини із зовнішнім середовищем. Нервова система

діагностичне значення для лікарів. Більш складними є ритмічні рефлекси, які проявляються в почерговій дії м’язів-згиначів і м’язів-роз- гиначів кінцівок. За допомогою цих рефлексів здійснюються ходіння

йбіг. Ще однією групою важливих рефлексів спинного мозку людини є тонічні рефлекси, що сприяють підтриманню положення тіла в просторі. Крім розглянутих соматичних рефлексів спинний мозок здійснює

йбагато вегетативних рефлексів. Так, у спинному мозку розташовані центри судинорухових рефлексів сечовиведення, дефекації й статевих функцій. Зазвичай рефлекси спинного мозку здійснюються під контролем нервових центрів, розміщених у головному мозку.

Іншою важливою функцією спинного мозку є провідникова. Її виконує біла речовина, що зв’язує спинний мозок із головним. Висхідні шляхи проводять нервові імпульси майже усіх видів чутливості через спинний мозок до головного мозку, а низхідні шляхи – від головного мозку до скелетних м’язів, забезпечуючи довільні рухи. При травмах спинного мозку ці провідні тракти можуть руйнуватися, й тоді люди-

на втрачає чутливість і здатність до рухів.

Отже, СПИННИЙ МОЗОК – це відділ центральної нервової системи, що виконує рефлекторну й провідникову функції.

Як захищений спинний мозок?

дини, у той час як у самому мозку таких рецепторів немає. Павутинна оболонка розміщується під твердою і не має судин. М’яка оболонка складається з пухкої сполучної тканини, у якій розгалужуються численні судини, що живлять мозок. Між павутинною й м’якою оболонками є підпавутинний простір, з’єднаний із центральним каналом. У порожнинах цих утворів циркулює мозкова рідина – ліквор. Вона захищає нейрони від механічних упливів, забезпечує живлення клітин усього «дерева життя» та позбавляє нейрони від продуктів обміну речовин.

Отже, у захисті спинного мозку беруть участь хребці, мозкові оболонки та мозкова рідина.

Які особливості будови спинного мозку?