Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

ФГБОУ ВО «Чеченский Государственный Университет им. А.А. Кадырова»

Медицинский институт

Кафедра нормальной и патологической физиологии

Дисциплина – «Нормальная физиология»;

специальность – «Лечебное дело», «Педиатрия», «Стоматология», (4-й семестр).

Лекция № 4

Тема занятия: «Физиология ЦНС, ее общая характеристика и функции».

Цель занятия: Рассмотреть структуру и функции ЦНС, дать представление о роли НС в интегративной деятельности человеческого организма, общих свойствах нервного центра, особенностях нейронной организации спинного мозга.

План занятия:

1. ЦНС: определение понятия, структура, основные функции.

2. Нейроны: их строение, классификация, функции, значение структурных элементов клетки, механизм возбуждения. Нейроглия: клеточная организация, функции.

3. Рефлекторный принцип регуляции функций организма: рефлекс (определение понятия, классификация), рефлекторная дуга или рефлекторное кольцо, рецептивное поле, рецептор (определение понятия, классификация).

4. Нервный центр: определение понятия, свойства - односторонность проведения возбуждения, иррадиация и суммация возбуждения, наличие синаптической задержки, утомляемость, последействие, фоновая активность, пластичность, принцип конвергенции нервных сигналов (включая принцип «общего конечного пути» по Шерингтону), интеграция, свойство доминанты (по Ухтомскому), цефализация НС.

5. Торможение в ЦНС: определение понятия, основные виды и механизмы их реализации.

6. Спинной мозг: морфофункциональная организация, особенности нейронной организации. Закон Бэлла-Мажанди. Проводниковая функция спинного мозга: спиноцеребральные, проприоспинальные и цереброспинальные пути.

7. Рефлекторная функция спинного мозга. Защитные рефлексы, сгибательные и разгибательные рефлексы конечностей (фазные и тонические). Ритмические рефлексы спинного мозга. Рефлексы позы спинального организма.

8. Спинальный шок: причины, механизмы. Гипертонус мышц спинального организма. Сгибательные и разгибательные патологические рефлексы.

I. Нервная система человека (НС) – это совокупность анатомически и функционально взаимосвязанных нервных структур, обеспечивающих регуляцию и координацию деятельности организма человека и его взаимодействие с окружающей средой. Она контролирует, координирует и регулирует согласованную работу всех систем органов, связь организма с внешней средой, поддержание постоянства состава его внутренней среды.

Структура и основные функции нс.

•НС по анатомическому расположению делится на центральную и периферическую. ЦНС образована головным и спинным мозгом. Ее основными функциями являются:

1) регуляция деятельности всех тканей и органов и объединение их в единое целое; 2) обеспечение приспособления организма к условиям внешней среды; 3) организация адекватного поведения соответственно потребностям организма.

У человека высшим отделом ЦНС является кора больших полушарий, которая управляет наиболее сложными функциями - психическими процессами (сознание, мышление, память и др.).

Периферическая НС включает 12 пар черепно-мозговых и 31 пару спинномозговых нервов с их корешками, ветвями и нервными окончаниями, а также нервные сплетения, нервные узлы или ганглии.

•По анатомо-функциональному принципу ее условно подразделяют на соматическую и вегетативную. Каждая из них имеет центральную (находящуюся в ЦНС) и периферическую (находящуюся за пределами ЦНС) части.

Соматической называют часть периферической НС, которая иннервирует скелетную мускулатуру (обслуживает тело, сому, туловище). Она регулирует работу скелетных мышц, осуществляя связь организма с внешней средой - посредством соматической НС мозг человека получает информацию о внешней среде и ее влиянии на организм (напр., температурные изменения, боль, прикосновение и др.). Благодаря соматической НС человек произвольно (по собственному желанию) управляет деятельностью скелетной мускулатуры.

Вегетативная, или автономная НС отвечает за иннервацию внутренних органов, кровеносной и эндокринной систем, регуляцию метаболических процессов. Она функционирует непроизвольно, регулирует работу внутренних органов, управляет активностью гладкой и сердечной мускулатуры, работой всех желёз, реакциями обмена веществ, поддерживая постоянство внутренней среды. Человек не может управлять периферической НС по своему желанию (напр., остановить сердце, ускорить процесс пищеварения, задержать потоотделение и т.д.).

•В автономной НС различают два отдела: парасимпатический и симпатический. Как правило, они оказывают противоположные влияния на внутренние органы. Некоторые органы снабжаются только одним видом вегетативных нервных волокон (напр., потовые железы и мозговой слой надпочечников иннервируется только симпатическими нервами).

II. Нервная клетка или нейрон является основным структурным элементом НС. Она представляет собой узкоспециализированную клетку НС, которая предназначена для приёма извне информации, ее обработки, хранения, передачи и вывода вовне посредством электрических и химических сигналов. Всего в мозге человека находится около 98 миллиардов нейронов.

Строение и роль структурных элементов. Типичный нейрон состоит из тела клетки, или сомы диаметром от 3 до 130 мкм и различных отростков: дендритов и 1

аксона. Дендриты делятся дихотомически, а аксоны дают коллатерали. Многочисленные древовидно разветвленные короткие дендриты служат входами нейрона, через которые сигналы поступают в нейрон. Выходом нейрона является

отходящий от тела клетки длинный аксон, передающий нервные импульсы другой нервной клетке или рабочему органу (мышце, железе).

Дендриты не имеют миелиновой оболочки, аксоны же многих нейронов покрыты миелиновой оболочкой, образованной шванновскими клетками, многократно «обернутыми» вокруг ствола отростка. Начальная часть аксона и расширение в месте его выхода из тела клетки - аксонный холмик (триггерная зона или место генерации ПД) - лишены такой оболочки. Мембрана в этой части содержит большое количество кальциевых и натриевых каналов, участвующих в генерации импульса, имеет низкий МП и порог деполяризации и обладает высокой возбудимостью.

Форма нейрона, длина, расположение отростков чрезвычайно разнообразны и зависят от функционального назначения клетки.

1/3-1/4 величины тела нейрона занимает ядро с множеством пор и довольно постоянным количеством ДНК. Входящие в его состав ядрышки участвуют в снабжении клетки РНК и протеинами.

Снаружи нейрон покрыт полупроницаемой клеточной оболочкой из липидного бислоя - нейролеммой, которая, благодаря избирательной проницаемости, обеспечивает регуляцию концентрации ионов внутри клетки и их обмен с окружающей средой (ионную ассиметрию).

В теле нейрона имеется развитая гранулярная эндоплазматическая сеть, известная под названием «тигроид», которая проникает в начальные отделы дендритов, но располагается на заметном расстоянии от начала аксона.

Цитоскелет нейрона поддерживает форму клетки, его нити служат «рельсами» для транспорта органелл и упакованных в мембранные пузырьки веществ (напр., нейромедиаторов). В цитоскелет входят фибриллы разного диаметра: 1) микротрубочки (диаметром 20-30 нм), состоящие из белка тубулина, которые тянутся от нейрона по аксону вплоть до нервных окончаний; 2) нейрофиламенты (до 10 нм), которые вместе с микротрубочками обеспечивают внутриклеточный транспорт веществ и 3) микрофиламенты (5 нм), состоящие только из актина, что делает невозможным сокращение (выражены в растущих нервных отростках и в нейроглии).

Митохондрии клеток концентрируются в наиболее активных частях клетки, преимущественно в узлах ветвления отростков. В них совершаются окислительные процессы с образованием соединений АТФ, интенсивность которых нарастает в нейронах более высоких отделов ЦНС, особенно в коре больших полушарий.

Механизм генерации и проведения ПД. При возбуждении нейрона проницаемость клеточной мембраны изменяется, что обеспечивает возникновение и передачу по отросткам нервного импульса, имеющего электрическую природу. Мембрана нейрона содержит потенциал-зависимые ионные каналы, которые позволяют генерировать и проводить ПД. Последние образуются и распространяются благодаря электрически заряженным ионам Na⁺, K⁺, Cl^-, Ca²⁺. Воздействие раздражителей (пороговых, надпороговых) ведет к открытию ионных каналов и трансмембранному перемещению ионов, что сопровождается изменением МП и генерацией распространяющегося ПД.

Для более быстрого и менее энергозатратного проведения по аксонам ПД нейроны в ЦНС используют для покрытия отростков специальные глиальные клетки, называемые олигодендроцитами, а в периферической НС - глиальные шванновские клетки. Они покрывают аксоны не полностью, оставляя промежутки (перехваты Ранвье), открытые внеклеточному веществу, в которых повышена плотность ионных каналов. Через них проходит ПД посредством электрического поля между промежутками. Тонкие аксоны для проведения ПД расходуют меньше энергии и метаболических веществ, но толстые аксоны проводят импульсы быстрее.