Функции и строение нервной системы

Нервная система выполняет следующие важнейшие функции: осуществляет взаимодействие организма с окружающей средой, обеспечивая приспособление организма к постоянно меняющимся условиям среды; объединяет органы и системы тела в единое целое и согласует их деятельность; на высшем этапе развития нервная система осуществляет психическую деятельность на основе физиологических процессов ощущения, восприятия и мышления.

Нервная система условно делится на две части: соматическая, управляющая мускулатурой скелета и некоторых внутренних органов (язык, гортань, глотка); вегетативная — иннервирующая все мышцы кожи, сосуды. Условность такого деления яв

ствует из того, что вегетативная нервная система имеет отношение к иннервации всех органов, а также определяет тонус скелетной мускулатуры.

Кроме такой классификации, соответствующей строению организма, нервную систему делят по топографическому принципу на центральный и периферический отделы или системы. Под центральной нервной системой разумеется спинной и головной мозг, под периферической — нервные корешки, узлы, сплетения, нервы и периферические нервные окончания. Как в центральной, так и в периферических отделах нервной системы содержатся элементы соматической и вегетативной частей, чем достигается единство нервной системы.

Структурной и функциональной единицей нервной системы является нейрон — нервная клетка.

Нервные клетки, которыми снабжены все органы и ткани организма, имеют несколько коротких, ветвящихся отрос- тков-дендритов, по которым импульсы поступают в тело клетки, и один длинный отросток — аксон, по которому импульсы идут от тела клетки (рис. 1). Механизм передачи нервного импульса обеспечивается наличием разности потенциалов внутри нервной клетки и

на наружной поверхности ее мембраны.

Синапсы обеспечивают одностороннее проведение возбуждения, так как медиаторы образуются только в окончаниях передающего нейрона, а нейрон воспринимающий возбуждение, не обладает таким свойством. Быстрое разрушение ацетилхоли- на в синаптической щели ферментом холинэстера- зой является причиной его локального действия и соседние клетки возбуждением не затрагиваются. На передачу возбуждения затрачивается около 0,5 м/сек.

Спинной и головной мозг — это скопление нервных клеток вместе с ближайшими разветвлениями их отростков. Скопление нервных клеток существует также в виде узлов и вне центральной части нервной системы (спинномозговые узлы, узлы черепно-мозговых нервов, многочисленные узлы вегетативной нервной системы). Нервы представляют собой скопление нервных волокон (отростков), идущих от нервных клеток спинного и головного мозга или узлов. Они осуществляют связь между центральной нервной системой и отдельными органами и клетками организма. Нервы, проводящие возбуждение из центральной нервной системы к рабочим органам, называются нисходящими, центробежными или двигательными. Нервы, передающие возбуждение от разных органов и участков тела в головной и спинной мозг, называются восходящими, центростремительными или чувствительными. Чаще нервы бывают смешанными, в их составе имеются как чувствительные так и двигательные волокна.

Рецепторы — специализированные нервные клетки, обладающие избирательной чувствительностью к воздействию определенных факторов. Рецепторы могут быть в виде простых нервных окончаний, иметь форму волосков, пластинок, колбочек, палочек, шариков, спиралей, шайбочек. Часть рецепторов предназначены для восприятия факторов окружающей среды (экстерорецепторы), другая часть воспринимает изменения внутренней среды организма (интерорецепторы).              1

Рецепторы строго специализированы. Фоторецепторы расположены в сетчатке глаза и воспринимают электромагнитные волны видимого диапазона. Фонорецепторы уха воспринимают механи

ческие колебания воздуха опосредованно через системы внутреннего уха. Тактильные рецепторы — это рецепторы осязания. Баро- и осморецепторы сосудов воспринимают изменения гидростатического и осмотического давления крови. Рецепторы вестибулярного аппарата воспринимают изменения положения головы и тела относительно вектора гравитации. Проприорецепторы мышц и сухожилий воспринимают изменение напряжения мышц и положения частей тела относительно друг друга. Хеморецепторы реагируют на химические вещества, глюкорецепторы воспринимают изменения уровня сахара в крови. Терморецепторы реагируют на изменение температуры. Болевые рецепторы реагируют на травмирующее действие различной природы — механическое, химическое, температурное и др.

Основными свойствами нервных волокон являются возбудимость и проводимость, то есть возможность проводить полученное возбуждение. Раздражение рецепторов трансформируется в них, в нервные импульсы или волны возбуждения. Возбуждение сопровождается возникновением биотоков (токи действия).

Проведение возбуждения по волокну возможно только в случае его анатомической целостности и нормального физиологического состояния. При нарушении целостности, при разрыве (вследствие ранения) двигательного нерва, идущего к мышцам, наступает паралич этих мышц или потеря чувствительности, если это был чувствительный нерв.

Проведение возбуждения осуществляется строго изолировано по одному нервному волокну и не переходит на другие (соседние). Скорость проведения возбуждения по нервному волокну у человека варьирует от 1 до 120 м/сек, возбуждение может распространяться в двух направлениях — центростремительном и центробежном (двустороннее проведение), в отличие от нейронов, через которые нервное возбуждение проводится только в одном направлении.

Функции нервной системы осуществляются по механизму рефлекса.

Рефлекс — это реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды, осуществляемая при посредничестве центральной нервной системы. В основе всякого рефлекса лежит деятельность системы соединенных друг с другом нейронов, образующих так называемую рефлекторную дугу, пример такой дуги приведен на рис. 2.

Простая рефлекторная дуга состоит из двух нейронов, один из которых связан с какой-нибудь чувствительной поверхностью, например, с кожей, а другой — с мышцей или железой.

При раздражении чувствительной поверхности возбуждение движется по связанному с ней нейрону к рефлекторному центру, где находится соедине-

Рис. 2. Схема рефлекторной дуги [8]:

1 — кожа, 2 — скелетная мышца, 3 — чувствительный нерв, 4 — двигательный нерв, 5 — спинной мозг, место

переключения возбуждения на двигательный нерв

ние (синапс) обоих нейронов. Здесь возбуждение переходит на другой нейрон и идет уже центробежно к мышце или железе. Часто в состав рефлекторной дуги входит третий, вставочный нейрон, который служит местом передачи возбуждения с чувствительного пути на двигательный. Кроме простой трехнейронной рефлекторной дуги имеются многонейронные рефлекторные дуги, проходящие через различные уровни головного мозга, включая его кору.

Несмотря на сложность строения, в любой рефлекторной дуге выделяются три главных элемента: рецептор, трансформирующий энергию раздражения в нервный процесс, связанный с афферентным нейроном; центральная нервная система (различные ее уровни от спинного до головного мозга), где осуществляется преобразование возбуждения в ответную реакцию и переключение его с центростремительных на центробежные волокна; эфферентный нейрон, осуществляющий ответную реакцию (двигательную или секреторную).

Обязательным условием осуществления рефлекса является целостность всех элементов рефлекторной дуги.