Механізм передачі збудження в хімічних синапсах

При надходженні нервового імпульсу до закінчення пресинаптичного нейрона збільшується концентрація іонів кальцію в ньому, синаптичні міхурці, руйнуючись, зливаються з пресинаптичною мембраною, їхній вміст вливається в синаптичну щілину. Медіатор дифундує через внутрішньощілинну речовину до постсинаптичної частини, де діє на ділянки, особливо чутливі до нього, змінюючи проникність постсинаптичної мембрани та викликаючи збудження (у збуджувальних синапсах), або гальмування (у гальмівних синапсах).

У збуджувальних синапсах під впливом нервових звільняється збуджуючий медіатор, який через синаптичну щілину поступає до постсинаптичної мембрани, викликає короткочасне підвищення проникності для іонів натрію і виникнення деполяризації. Коли деполяризація досягає критичного рівня, виникає збудження, яке поширюється - потенціал дії.

У гальмівних синпсах виділяються гальмівні медіатори, які змінюють проникність постсинаптичної мембрани для іонів калію або хлору. В результаті підвищується рівень мембранного потенціалу- явище гіперполяризації, що передшкоджає подальшому поширення збудження.

Постсинаптична мембрана містить фермент, який розщеплює медіатор і робить його неактивним зразу ж після проходження нервового імпульсу.

В електричних синапсах синаптична щілина дуже вузька (1-3нм), пронизана гідрофільними каналами, через які іони легко надходять від пресинаптичної частини до постсинаптичної частини. Потенціал дії без затримки проводиться з однієї клітини на іншу. Немає хімічного медіатора. Електричні синапси знаходяться в серцевому м’язі, гладеньких м’язах, залозистій тканині.

Залежно від місця контакту аксона з частинами нервової клітини, розрізняють синапси:

- аксодендричні (закінчення аксона контактує з дендритом іншої клітини),

- аксосоматичні (аксон однієї клітини передає нервовий імпульс на тіло іншої клітини),

- аксоаксонні (аксон одного нейрона контактує з аксоном іншого нейрона).

За кінцевим ефектом розрізняють збуджувальні та гальмівні синапси.

Два перші типи передають збудливі імпульси, тоді як аксоаксонні синапси вважають гальмівними. Крім того, між деякими нейронами знайдені дендродендритні синапси, а також дендросоматичні. Отже, будь-яка частина нейрона може утворювати синапс з будь-якою частиною іншого нейрона.

Вікові зміни синаптичного апарату. Синаптичний апарат в ЦНС формується протягом тривалого періоду постнатального розвитку. Його формування значною мірою визначається надходженням інформації з навколишнього середовища. На ранніх етапах розвитку першими дозрівають збудливі синапси, гальмівні синапси формуються пізніше. З їх дозріванням пов’язане ускладнення процесів переробки інформації.

4.Поняття про рефлекс, рефлекторну дугу, рефлекторне кільце. Класифікація рефлексів

Основною формою діяльності нервової системи є рефлекс.

Рефлекс- причинно зумовлена реакція - відповідь організму на дію подразників зовнішнього чи внутрішнього середовища, яка здійснюється за участю ЦНС.

У нервовій тканині нервові клітини контактують між собою, утворюючи ланцюжки нейронів. Ланцюжок нейронів, з’єднаних між собою синапсами, що забезпечують проведення нервового імпульсу від рецептора чутливого нейрона до ефекторного закінчення в робочому органі - це рефлекторна дуга. Таким чином, рефлекторна дуга - це шлях, по якому проходить нервовий імпульс від рецептора до ефектора.

Для того, щоб збудження, яке виникло у рецепторі внаслідок дії подразника пройшло усі ланки рефлекторної дуги і відбулась рефлекторна реакція, потрібен певний час. Час від моменту нанесення подразнення до моменту появи реакції-відповіді називається часом рефлексу. Час рефлексу залежить від сили подразнення і збудливості ЦНС. Чим більша сила подразнення, тим менший час рефлексу. При зниженні збудливості, викликаному, наприклад, втомою, час рефлексу збільшується. Час рефлексу у дітей дещо більший, ніж у дорослих, що пов’язано з меншою швидкістю руху збудження у нервових клітинах.

Кожний рефлекс можна викликати лише з певної ділянки - рецептивного поля. Рецептивне поле - це сукупність рецепторів, подразнення яких викликає рефлекс. Наприклад, рефлекс смоктання виникає при подразненні губ дитини, рефлекс звуження зіниці - при освітленні сітківки, колінний рефлекс - при легкому ударі по сухожиллю нижче коліна.

У рефлекторній дузі розрізняють 5 ланок:

1) рецептор - сприймає подразнення і трансформує енергію подразнення в нервовий імпульс;

2) доцентровий шлях - чутливе волокно, по якому нервовий імпульс передається до нервових центрів ЦНС;

3) нервовий центр, де відбувається переключення збудження з чутливих нейронів на рухові;

4) відцентровий шлях - рухове нервове волокно, по якому нервовий імпульс передається до ефектора;

5) ефектор - передає нервовий імпульс клітинам робочого органа (м’язу, залозі, іншим структурам).

Рефлекторні дуги можуть бути простими і складними. Найпростіша рефлекторна дуга складається з двох нейронів: рецепторного (афферентного) і ефекторного (еферентного). Нервовий імпульс, який зароджується на кінці афферентного нейрона, проходить по цьому нейрону і через синапс передається на еферентний нейрон, а по його аксону досягає ефектора в робочому органі. Особливістю двохнейронної дуги є те, що рецептор і ефектор можуть знаходитися в одному і тому ж органі. До двохнейронних належать сухожильні рефлекси (колінний рефлекс, п’ятковий рефлекс).

Складна рефлекторна дуга включає аферентний і еферентний нейрони та один або кілька вставних нейронів. Нервове збудження по рефлекторній дузі передається лише в одному напрямку, що зумовлено наявністю синапсів.

Рефлекторний акт не закінчується відповідною реакцією організму на подразнення. Живий організм, як будь-яка саморегулююча система, працює за принципом зворотного зв’язку. Під час рефлекторної реакції (скорочення м’яза чи виділення секрету) збуджуються рецептори в робочому органі (м’язі або залозі), і від них до ЦНС по аферентних шляхах поступає інформація про досягнутий результат (про правильність чи помилковість виконаної дії). Кожний орган повідомляє про свій стан в нервові центри, які вносять правки в рефлекторний акт, який здійснюється. Аферентні імпульси, які здійснюють зворотній зв’язок, або посилюють і уточнюють реакцію, якщо вона не досягла цілі, або припиняють її. Існування двохсторонньої сигналізації по замкнутим кільцевим рефлекторним ланцюгам дозволяє проводити постійні неперервні корекції реакцій організму на будь-які зміни навколишнього і внутрішнього середовища. Таким чином, рефлекс здійснюється не просто по рефлекторній дузі , а по рефлекторному кільцю (П.К.Анохін). А отже, в основі діяльності нервової системи лежить замкнуте рефлекторне кільце.

Для здійснення рефлексу необхідна цілісність всіх ланок рефлекторної дуги. Порушення хоча б одної з них веде до припинення рефлексу.

Розрізняють різні види рефлексів.

1. За біологічним значенням: харчові, оборонні, орієнтувальні (ознайомлення з умовами середовища), статеві.

2. Залежно від виду рецепторів, що подразнюються: екстерорецепторні- виникають при сприйманні подразнення із зовнішнього середовища (світлові, звукові, смакові, тактильні та ін.); інтерорецепторні - виникають при сприйманні подразнення із внутрішнього середовища (механо-,термо-,осмо-, хеморецепторами), пропріорецептивні- виникають при подразненні рецепторів м’язів, зв’язок, сухожиль.

3. За характером реакції-відповіді: рухові, секреторні, судинні.

4. За походженням: безумовні (вроджені), умовні (набуті).

Біологічне значення рефлексів полягає в тому, що вони контролюють, регулюють, координують функції внутрішніх органів і систем організму, забезпечують тонке, точне і досконале пристосування організму до навколишнього середовища.