зачёт 2

Регуляция – совокупность физиологических процессов, обеспечивающих равновесие организма со средой. В основе – взаимосвязь органов и функционирующих систем м/у собой.

Саморегуляция – механизм поддержания жизнедеятельности организма на относительно постоянном уровне. Возникла в процессе эволюции в ответ на изменение условий среды, т.е. присуща всем живым организмам. В ходе естественного отбора вырабатываются общие регуляторные механизмы разной природы (нейрогуморальн, эндокринн, иммунологич), направл на поддержание относительного постоянства внутренней среды организма. У чела и высоко организованных животных относит. постоянство внутр среды поддержнейрогуморальным механизмом регуляции, деятельность ССС, дыхательной системы, ЖКТ, почек и потовых желез.

Гуморальная регуляция - координация физиологических и биохимических процессов, осуществляемая через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помощью БАВ (метаболиты, гормоны, гормоноиды ионы), выделяемых клетками, органами и тканями в процессе их жизнедеятельности. Продукты обмена веществ действуют не только непосредственно на эффекторные органы, но и на окончания чувствительных нервов (хеморецепторы) и нервные центры, вызывая гуморальным или рефлекторным путём те или иные реакции. Гуморальная передача нервных импульсов химическими веществами, т. н. медиаторами, осуществляется в центральной и периферической нервной системе.

Гуморальные связи характеризуются:

-медленной скоростью распространения веществ

-отсутствие точного адреса

-малая надежность связи (т.к. вещ-во высвобождается в меньшем количестве и очень быстро разрушается/ выводится)

Нервная регуляция - это регуляция функций организма посредством рефлексов, осуществляемых нервной системой.

Принципы:

1. Принцип детерминизма. Он гласит "нет действия без причины". Т.е. всякий рефлекторный акт является следствием действия раздражителя на организм.

2. Принцип анализа и синтеза. В мозге постоянно происходит анализ, т.е. различение сигналов, а также синтез, т.е. их взаимодействие и целостное восприятие.

3. Принцип структурности. В нервной системе нет процессов, не имеющих определенной структурной локализации.

Морфологической основой любого рефлекса является рефлекторная дуга или рефлекторный путь. Рефлекторная дуга (РД) это путь прохождения рефлекторной реакции, т.е. нервных сигналов. Рефлекторная дуга соматического (двигательного) рефлекса состоит из следующих основных звеньев:

1. Рецептор, воспринимающий раздражение

2. Афферентное или восходящее или чувствительное нервное волокно 3. Нервный центр в Ц.Н.С.

4.Эфферентное или нисходящее, двигательное нервное волокно

5. Исполнительный орган “эффектор”

Вряде рефлекторных дуг имеется нейрон обратной связи (6), или нейрон обратной афферентации, реагирующий на рефлекторный ответ и контролирующий его.

Всоматической рефлекторной дуге можно выделить нейроны, выполняющие определенные функции. В частности, в простейшей моносинаптической рефлекторной имеется всего 2 нейрона: чувствительный и двигательный. В рассматриваемой нами простейшей полисинаптической рефлекторной дуге выделяют: а) чувствительный нейрон, б) вставочный нейрон, в) исполнительный нейрон. Рис. В сложных полисинаптических рефлекторных дугах имеется сотни и тысячи нейронов.

Вдуге вегетативного рефлекса имеются следующие звенья:

1.Рецептор

2.Афферентное нервное волокно.

3.Нервный центр (например для симпатических рефлексов в боковых рогах спинного мозга)

4.Преганглионарное нервное волокно

5.Вегетативный ганглий

6.Постганглионарнсе нервное волокно

7.Исполнительный орган.

Рефлекс — стереотипная реакция живого организма на раздражитель, проходящая с участием нервной системы. Рефлексы существуют у многоклеточных живых организмов, обладающих нервной системой, осуществляются посредством рефлекторной дуги.Рефлекс — основная форма деятельности нервной системы.

По ряду признаков рефлексы могут быть разделены на группы:

·По типу образования: условные и безусловные рефлексы.

·По видам рецепторов: экстероцептивные (кожные, зрительные, слуховые, обонятельные), интероцептивные (с рецепторов внутренних органов) и проприоцептивные (с рецепторов мышц, сухожилий, суставов)

·По эффекторам: соматические, или двигательные (рефлексы скелетных мышц), напримерфлексорные, экстензорные, локомоторные, статокинетические и др.; вегетативные внутренних органов — пищеварительные, сердечно-сосудистые, выделительные, секреторные и др.

·По биологической значимости: оборонительные, или защитные, пищеварительные, половые, ориентировочные.

·По степени сложности нейронной организации рефлекторных дуг различают моносинаптические, дуги которых состоят из афферентного и эфферентного нейронов (например, коленный), и полисинаптические, дуги которых содержат также один или несколько промежуточных нейронов и имеют два или несколько синаптических переключений (например, флексорный).

·По характеру влияний на деятельность эффектора: возбудительные — вызывающие и усиливающие (облегчающие) его деятельность, тормозные — ослабляющие и подавляющие её (например, рефлекторное учащение сердечного

ритма симпатическим нервом и урежение его или остановка сердца — блуждающим).

· По анатомическому расположению центральной части рефлекторных дуг различают спинальные рефлексы и рефлексы головного мозга.

Рефлекторное кольцо- совокупность структур нервной системы, участвующих в осуществлении рефлекса и передаче информации о характере и силе рефлекторного действия в центральной нервной системе.

Рефлекторное кольцо включает в себя:

-рефлекторную дугу; и

-обратную афферентацию от эффекторного органа в центральную нервную систему.

Рефлекторная дуга - это путь, по которому раздражение (сигнал) от рецептора проходит к исполнительному органу. Структурную основу рефлекторной дуги образуют нейронные цепи, состоящие из рецепторных, вставочных и эффекторных нейронов. Именно эти нейроны и их отростки образуют путь, по которому нервные импульсы от рецептора передаются исполнительному органу при осуществлении любого рефлекса.

Рефлекторная дуга состоит из пяти отделов:

1.рецепторов, воспринимающих раздражение и отвечающих на него возбуждением. Рецепторами могут быть окончания длинных отростков центростремительных нервов или различной формы микроскопические тельца из эпителиальных клеток, на которых оканчиваются отростки нейронов. Рецепторы расположены в коже, во всех внутренних органах, скопления рецепторов образуют органы чувств (глаз, ухо и т. д.).

2.чувствительного (центростремительного, афферентного) нервного волокна,

передающего возбуждение к центру; нейрон, имеющий данное волокно, также называется чувствительным. Тела чувствительных нейронов находятся за пределами центральной нервной системы - в нервных узлах вдоль спинного мозга и возле головного мозга.

3.нервного центра, где происходит переключение возбуждения с чувствительных нейронов на двигательные; Центры большинства двигательных рефлексов находятся в спинном мозге. В головном мозге расположены центры сложных рефлексов, таких, как защитный, пищевой, ориентировочный и т. д. В нервном центре происходит синаптическое соединение чувствительного и двигательного нейрона.

4.двигательного (центробежного, эфферентного) нервного волокна, несущего возбуждение от центральной нервной системы к рабочему органу; Центробежное волокно - длинный отросток двигательного нейрона. Двигательным называется нейрон, отросток которого подходит к рабочему органу и передает ему сигнал из центра.

5.эффектора - рабочего органа, который осуществляет эффект, реакцию в ответ на раздражение рецептора. Эффекторами могут быть мышцы, сокращающиеся при поступлении к ним возбуждения из центра, клетки железы, которые выделяют сок под влиянием нервного возбуждения, или другие органы.

Время рефлекса

Промежуток времени от момента нанесения раздражения на рецептор до ответной реакции исполнительного органа называют временем рефлекса. Оно складывается из времени возбуждения рецептора, времени проведения возбуждения по чувствительному нервному волокну, времени по ЦНС, времени проведения возбуждения по двигательному волокну и времени латентного периода возбуждения исполнительного органа.

Наиболее значительная часть тратиться на время проведения возбуждения в ЦНС. Его называют центральным временем рефлекса. Это связано с тем, что возбуждение через синапсы передается медиаторами. А на их выделение и диффузию тоже тратится время. Чем больше нейронов в рефлекторной дуге, тем больше центральной время рефлекса. Например, время сухожильно-мышечного рефлекса, в котором два нейрона, составляет 19-23 млс. А рефлекс морганья 50-

200 мс.

Время рефлекса зависит также от возбудимости НС в данный момент. При утомлении нервных центров время рефлекса увеличивается.

Особенности распространения возбуждения в ЦНС:

1.Одностороннее проведение возбуждения. В ЦНС возбуждение, идет, как правило, в одном направлении, например, от афферентного нейрона к эфферентному, а не наоборот. Обусловлено это особенностями расположения и характером функционирования химического синапса.

2.Суммация возбуждений (аналогично можно говорить и о суммации торможения). На нейроне в области его аксонального холмика происходит интеграция событий, разыгрывающихся на отдельных участках мембраны нейрона. Если с определенным интервалом к нейрону в точку А приходят импульсы, они вызывают генерацию в этой области ВПСП. Если эти ВПСП не достигают критического уровня деполяризации, то ПД не возникает. Если же частота следования достаточно большая, то происходит в этом месте суммация ВПСП, при достижении ВПСП критического уровня деполяризации возникает ПД, нейрон возбуждается. Это явление носит название временной суммации (происходит суммация следов возбуждения во времени). В ЦНС имеет

место и пространственная суммация: возбуждения, приходящие в точку В, А, С нейрона (даже если они сами по себе - подпороговые), при одновременном появлении у данного нейрона могут привести к его возбуждению при условии, что суммированный ВПСП достигает или превышает критический уровень деполяризации.

3.Явление окклюзии: один и тот же нейрон может передавать сигналы на ряд других нейронов, в результате чего возникает определенный эффект (например, происходит активация 10 мышечных волокон в мышце, вследствие чего мышца развивает напряжение, равное 100 мгс). Второй нейрон возбуждает тоже 10 других волокон (100 мгс). Но если оба нейрона возбуждать одновременно, то суммарная активность мышцы будет 180 мгс. Это объясняется тем, часть волокон у них были общими (т. с. нейрон 1 и 2 передавали информацию на одни и те же волокна).

4.Трансформация ритма возбуждения. В отличие от скелетной мышцы или аксона нейрон способен трансформировать ритм возбуждений, приходящих к нему. Например, при поступлении импульса с частотой 25 Гц нейрон, возбуждаясь, генерирует 50 имп/сек (50 Гц), или наоборот, при поступлении 100 имп/сек выходят 40 имп/сек.

5.Последействие: один из вариантов этого свойства - длительное циркулированиеимпульсов но «нейронной ловушке». Благодаря этому происходит перевод следа (энграммы) из краткосрочной памяти в долгосрочную.

6.Утомление нервных центров. Это свойство обусловлено особенностями синаптической передачи в ЦНС: при длительном возбуждении одного и того же нейрона в синапсе может снизиться содержание медиатора, что приведет к снижению работоспособности нейрона.

Функциональная система

Функциональная система – динамическая организация, в которой взаимодействие всех частей направлено на получение определенного полезного для организма в целом приспособительного результата. Выделяют 2 типа функциональных систем: 1 тип – обеспечивает постоянство внутренней среды за счет системы саморегуляции, звенья которой не выходят за пределы самого организма. 2 тип – использует внешнее звено саморегуляции. Обеспечивает приспособительный эффект благодаря выходу за пределы организма через связь с внешним миром, через изменение поведения. Именно функциональные системы 2 типа лежат в основе различных поведенческих актов, различных типов поведения

Нейрон как структурная и функциональная единица ЦНС

НЕЙРОНЫ — специализированные клетки, способные принимать, обрабатывать, кодировать, передавать и хранить информацию, организовывать реакции на раздражения, устанавливать контакты с другими нейронами, клетками органов. Уникальными особенностями нейрона являются способность генерировать электрические разряды и передавать информацию с помощью специализированных окончаний — синапсов.

Функционально в нейроне выделяют следующие части: ВОСПРИНИМАЮЩУЮ — дендриты, мембрана сомы нейрона; ИНТЕГРАТИВНУЮ — сома с аксонным холмиком; ПЕРЕДАЮЩУЮ — аксонный холмик с аксоном. Сома обеспечивает также рост дендритов и аксона. Сома нейрона заключена в многослойную мембрану, обеспечивающую формирование и распространение электротонического потенциала к аксонному холмику.

В соответствии с функцией нервные клетки делятся на рецепторные (афферентные или чувствительные), ассоциативные или эффекторные (эфферентные). Рецепторные нейроны под влиянием каких либо воздействий внешней или внутренней среды организма генерируют нервный импульс и передают его на эфферентный нейроцит. Последний, возбуждаясь, передает его на ткань рабочего органа, побуждая его к действию. Ассоциативные нейроциты обеспечивают многообразие связи между рецепторными и эффекторными нейронами в составе рефлекторных дуг.

По количеству отростков нервные клетки делят на униполярные - с одним отростком, биполярные – с двумя отростками и мультиполярне – клетки, имеющие з и более отростков.

Физиологические свойства нервных и глиальных клеток:

Глиальные клетки окружают нейроны и в некоторых местах соприкасаются с ними. Число глиальных клеток на порядок выше числа нейронов. Основную роль глиальные клетки играют в формировании миелиновых оболочек аксонов. Участки без миелиновых оболочек – перехваты Ренвье, которые играют большую роль в передаче возбуждения. При возбуждении нейроны захватыват ионы натрия и кальция и отдают ионы калия. В поддержании концентрации ионов К межклеточных щелей в допустимых пределах большую роль играют астроциты. Не имея каналов, они тем не менее высоко проницаемы для К, вбирают в себя его избыток, а по необходимости выделяют его в среду. Шванновские клетки работают аналогично. Астроциты связаны м/собой контактами и образуют синцитий, эти оболочки тоже проницаемы для ионов калия. Основная роль глиальных клеток: 1)поддержание ионного гомеостаза. 2)изоляция нервных клеток. 3)участие в обмене медиатов

Особенности возникновения и распространения возбуждения в нейронах: афферентных, вставочных, эфферентных

АФФЕРЕНТНЫЕ НЕЙРОНЫ — нейроны, воспринимающие информацию. Как правило, афферентные нейроны имеют большую разветвленную сеть. Это характерно для всех уровней ЦНС. В задних рогах спинного мозга афферентными являются чувствительные нейроны малых размеров с большим числом дендритных отростков, в то время как в передних рогах спинного мозга эфферентные нейроны имеют тело большого размера, более грубые, менее ветвящиеся отростки. Эти различия нарастают по мере изменения уровня ЦНС к продолговатому, среднему, промежуточному, конечному мозгу. Наибольшие различия афферентных и эфферентных нейронов отмечаются в коре большого мозга.

ВСТАВОЧНЫЕ НЕЙРОНЫ обрабатывают информацию, получаемую от афферентных нейронов, и передают ее на другие вставочные или на эфферентные нейроны.

Вставочные нейроны могут быть возбуждающими или тормозными. Активация ВОЗБУЖДАЮЩИХ ВСТАВОЧНЫХ НЕЙРОНОВ в новой коре

облегчает передачу информации с одной группы нейронов в другую. Причем это происходит за счет «медленных» пирамидных нейронов, способных к длительной тонической активации и поэтому передающих сигналы достаточно медленно и длительно. ТОРМОЗНЫЕ ВСТАВОЧНЫЕ НЕЙРОНЫ возбуждаются прямыми сигналами, идущими в их собственный центр, или сигналами, идущими из того же центра, но по обратным связям. Прямое возбуждение тормозящих вставочных нейронов характерно для промежуточных центров афферентных спиноцеребральных путей.

ЭФФЕРЕНТНЫЕ НЕЙРОНЫ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ — это нейроны, передающие информацию от нервного центра к исполнительным органам или другим центрам нервной системы. Основной особенностью эфферентных

-сухожильные проприорецепторы Гольджи

-интрафузальные мышечные волокна или собственно проприорецепторы

-альфа - мотонейроны

-тормозные клетки Реншоу.

Рецепторы Гольджи возбуждаются при сокращении мышцы. Возбуждение идет к тормозным клеткам Реншоу в передних рогах серого вещества спинного мозга. Их возбуждение приводит к торможению альфамотонейронов и, следовательно, к расслаблению мышцы. Проприорецепторы (интрафузальные мышечные волокна) возбуждаются при увеличении длины мышцы (при расслаблении, при растяжении). Возбуждение от мышечных веретен идет к альфа-мотонейронам, что в итоге приводит к сокращению мышцы, повышению ее тонуса.

Эти два процесса чередуются с большой скоростью, поэтому мышца постоянно находится в определенном тоническом состоянии.

Для регуляции тонуса (не поддержания, саморегуляции, а изменения) необходимо изменение возбудимости проприорецепторов (интрафузальных волокон), что достигается с помощью гамма-мотонейронов.

Для регуляции мышечного тонуса (активного изменения тонуса, перераспределения его, обеспечения координированных движений) необходимо изменение чувствительности (повышение возбудимости, снижение порога чувствительности) проприорецепторов (интрафузальных мышечных волокон или мышечных веретен), что достигается с помощью гамма-мотонейронов.

Гамма-мотонейроны вызывают сокращение мышечных отростков капсулы проприорецепторов, натяжение капсулы и, следовательно, повышается чувствительность проприорецепторов.

Гамма-мотонейроны находятся под влиянием вышерасположенных нервных центров продолговатого, среднего мозга и др.

4. Физиология ствола мозга Ствол мозга включает продолговатый мозг, мост, средний мозг,

промежуточный мозг и мозжечок. Ствол мозга выполняет следующие функции:

1) организует рефлексы, обеспечивающие подготовку и реализацию различных форм поведения; вегетативные рефлексы 2)осуществляет проводниковую функцию: через ствол мозга проходят в

восходящем и нисходящем направлении пути, связывающие между собой структуры ЦНС; 3) при организации поведения обеспечивает взаимодействие своих структур

между собой, со спинным мозгом, базальными ганглиями и корой большого мозга, т. е. обеспечивает ассоциативную функцию.

Ствол мозга включает продолговатый мозг, мост, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок. Ствол мозга выполняет следующие функции:

1) организует рефлексы, обеспечивающие подготовку и реализацию различных форм поведения; вегетативные рефлексы 2)осуществляет проводниковую функцию: через ствол мозга проходят в

восходящем и нисходящем направлении пути, связывающие между собой структуры ЦНС; 3) при организации поведения обеспечивает взаимодействие своих структур

между собой, со спинным мозгом, базальными ганглиями и корой большого мозга, т. е. обеспечивает ассоциативную функцию.

5.Продолговатый мозг и мост, их участие в саморегуляции функций.

Продолговатый мозг.

Морфофункциональная организация.Продолговатый мозг является продолжением спинного. Структурно по разнообразию и строению ядер сложнее, чем спинной. За счёт своих ядерных образований и ретикулярной формации участвует в реализации вегетативных, соматических, слуховых, вестибулярных рефлексов. Особенностью продолговатого мозга является то, что его ядра возбуждаясь последовательно, обеспечивают выполнение сложных рефлексов, требующих последовательного включения разных мышечных групп (например, глотать). В продолговатом мозге расположены ядра следующих черепных нервов: 8-ая пара – преддверно-улитковый нерв, 9-ая – языкоглоточный нерв, 10-ая – блуждающий, 11-ая – добавочный, 12 – подъязычный нерв.

Функции.

Проводниковая. Через продолговатый мозг проходят все восходящие и нисходящие пути спинного мозга. Заканчиваются пути из коры большого мозга.

Рефлекторная. Многочисленные рефлексы продолговатого мозга условно делят на жизненно важные (дыхательные и сосудодвигательные центры) и не жизненно важные, защитные рефлексы (рвоты, чихания, кашля, слёзоотделения, смыкания век, жевания, глотания).

Мост.

Морфофункциональная организация.Входят в состав ядра лицевого, тройничного, отводящего, преддверно-улиткового нерва, ядра преддверной части этого нерва – латеральное и верхнее.

Функции моста.

Сенсорная. Обеспечивается ядрами преддверно-улиткового и тройничного нерва. Здесь происходит первичный анализ вестибулярных раздражений, их силы и направленности. Чувствительное ядро тройничного нерва получает сигналы от рецепторов кожи лица, передних отделов волосистой части головы, слизистой оболочки носа и рта, зубов и конъюнктивы глазного яблока. Лицевой нерв иннервирует все мимические мышцы лица, двигательная часть ядра тройничного нерва иннервирует жевательные мышцы, мышцу, натягивающие барабанные перепонку и нёбную занавеску. Проводящая функция моста. Здесь проходят, ищущие из коры большого мозга пирамидные пути.

6. Средний мозг, его рефлекторная деятельность Рефлекторные функции. Функционально самостоятельными структурами

среднего мозга являются бугры четверохолмия. Верхние из них являются первичными подкорковыми центрами зрительного анализатора (вместе с латеральными коленчатыми телами промежуточного мозга), нижние — слухового (вместе с медиальными коленчатыми телами промежуточного мозга). В них происходит первичное переключение зрительной и слуховой информации. От бугров четверохолмия аксоны их нейронов идут к ретикулярной формации ствола, мотонейронам спинного мозга. Нейроны четверохолмия могут быть полимодальными и детекторными. В последнем случае они реагируют только на один признак раздражения, например смену света и темноты, направление движения светового источника и т. д. Основная функция бугров четверохолмия — организация реакции настораживания и так называемых старт-рефлексов на внезапные, еще не распознанные, зрительные или звуковые сигналы. Активация среднего мозга в этих случаях через гипоталамус приводит к повышению тонуса мышц, учащению сокращений сердца; происходит подготовка к избеганию, к оборонительной реакции.

Четверохолмие организует ориентировочные зрительные и слуховые рефлексы.

У человека четверохолмный рефлекс является сторожевым. В случаях повышенной возбудимости четверохолмий при внезапном звуковом или световом раздражении у человека возникает вздрагивание, иногда вскакивание на ноги, вскрикивание, максимально быстрое удаление от раздражителя, подчас безудержное бегство.

При нарушении четверохолмного рефлекса человек не может быстро переключаться с одного вида движения на другое. Следовательно, четверохолмия принимают участие в организации произвольных движений.

7.Статические и статокинетические рефлексы

Статические и статокинетические рефлексы:

Эти рефлексы способствуют сохранению позы, в их осуществлении большое значение имеет продолговатый и средний мозг.

Статические рефлексы возникают при изменении положения тела или его частей в пространстве: 1) при изменении положения головы в пространстве

— это так называемые лабиринтные рефлексы. возникающие в результате раздражения рецепторов вестибулярного аппарата; 2) при изменении положения головы по отношению к туловищу — шейные рефлексы, с проприорецепторов мышц шеи и 3) при нарушении нормальной позы тела — выпрямительные рефлексы с рецепторов кожи, вестибулярного аппарата и сетчатки глаз. Например, при отклонении головы назад повышается тонус мышц-разгибателей спины, а при наклоне вперед — тонус сгибателей (лабиринтный рефлекс). Выпрямительные рефлексы — это