Поняття рефлексу. Рефлекторна дуга

Одностороннє проведення збудження в синапсах, забезпечує рефлекторну діяльність нервовій системі, основою якої є рефлекс – відповідна реакція організму на подразнення зовнішнього, або внутрішнього середовища. З’єднуючись між собою за допомогою синапсів, нейрони утворюють рефлекторні дуги. Рефлекторна дуга – це шлях, яким рухаються нервові імпульси від рецепторів через ЦНС до виконавчого органа. Вона складається з п’яти ланок (рис. 10):

1) рецепторів, що сприймають подразнення;

2) аферентних (доцентрових, чутливих) нервових волокон, які передають нервові збудження від рецептора до нервових центрів ЦНС;

3) ЦНС, нервового центру - ділянки нервової системи, де збудження, у якому відбуваються складні зміни, передається на відцентровий нейрон;

4) еферентних (рухових, відцентрових) нервових волокон, що несуть збудження до виконавчих органів;

5) ефекторів (виконавчих органів: м’язів, залоз, кровоносних судин), які відповідають на подразнення.

Відповідно до вчення І.П. Павлова, будь-який рефлекторний акт складається з трьох ланок: подразник - мозкова робота - виконавча діяльність організму у відповідь на цей подразник. Але будь-який рефлекс не закінчується роботою виконавчого органу у відповідь на зовнішнє подразнення. Між ЦНС і виконавчим органом існують як прямі, так і зворотні зв'язки.

Рис. 10. Схема будови рефлекторної дуги: 1 – нервове закінчення чутливого волокна (рецептор); 2 – чутливе волокно; 3 – спинномозковий вузол; 4 – відросток чутливого нерву; 5 – вставні нейрони; 6 – передній корінець; 7 – рухливе нервове волокно; 8 – нервове закінчення у м’язі (ефектор)

П.К. Анохіним було доведено, що одночасно під час здійснення рухових дій через спинний мозок до головного надходять сигнали про результати виконаної роботи, тобто постійно відбувається «зворотна аферентація». Рефлекторна реакція не закінчується відразу ж після припинення дії подразника, а ще якийсь час до виконавчого органу від ЦНС поступають збудливі імпульси.

Нервові центри легко втомлюються, виникає послідовне зниження і повне припинення рефлекторної відповіді при тривалому збудженні рецептора. Вважають, що втомленість нервових центрів пов'язана з порушенням передачі збудження в міжнейронних синапсах.

Завдяки рефлекторній діяльності, організм здатний швидко реагувати на різні зміни зовнішнього та внутрішнього середовища і пристосовуватись до цих змін.

За походженням рефлекси поділяються на безумовні й умовні, за біологічним значенням на харчові, захисні, статеві, орієнтувальні, рухові.

У залежності від місця розташування рецепторів можуть виникати екстерорецептивні, інтерорецептивні, або пропріоцептивні рефлекси.

Для здійснення будь–якого рефлексу необхідна цілісність усіх ланок рефлекторної дуги.

4.4. Властивості нервової системи

Основними властивостями нейронів і нервової системи в цілому, є сприйняття, передача, збереження і відновлення інформації про дію на організм подразників.

Подразнення – це будь-яка раптова дія на біологічну систему, яка змінює її вихідний стан. Подразники, або стимули – різноманітні чинники зовнішнього і внутрішнього середовищ, що викликають реакції живого організму. Подразники організму поділяють на внутрішні та зовнішні.

За біологічним значенням, подразники класифікують на адекватні та неадекватні. Адекватні – подразники, до яких рецептори відповідних сенсорних систем пристосувались, усі інші подразники для цих біосистем є неадекватними. 

За енергетичною природою подразники поділяють на фізичні, хімічні та біологічні. Фізичні подразнення - це тиск, світло, температура, звук, світлові електричний струм тощо; хімічні подразнення – це кислоти, луги, солі, запашні та смакові речовини; біологічні – віруси, бактерії тощо.

За силою подразники класифікують на підпорогові, порогові та надпорогові; а надпорогові на субмаксимальні, максимальні та супермаксимальні.

Найменша сила подразнення, яка здатна викликати збудження, називається пороговою силою. Подразнення, яке, діє на збудливу тканину, але не викликає збудження, називається підпороговим. Проте, поєднання підпорогових подразнень може викликати ефект збудження. Сила подразнення, яка більша за порогову, називається надпороговою. Подразнення, яке викликає максимально можливий ефект, називається максимальною силою подразнення. Супермаксимальне подразнення більше максимального, але воно не збільшує реакції-відповіді, а може її зменшувати, що спричиняє порушення діяльності організму.

У процесі збільшення сили подразнення збільшується величина збудливості реакції тканини до певної міри – до рівня максимальної сили подразнення. Це потрібно пам’ятати педагогам у процесі дозування розумових і фізичних навантажень.

Збудження – реакція нервової клітини у відповідь на дію подразника, яка призводить до створення електричних потенціалів (біопотенціалів).

Мембранний потенціал,або потенціал спокою (МП) – різниця електричних потенціалів між зовнішньою та внутрішньою сторонами плазматичної мембрани клітини збудливої тканини, що перебуває у стані спокою. Між зовнішньою поверхнею клітини та її цитоплазмою у стані спокою створюється різниця потенціалів близько 60-90 мВ, що зумовлено неоднаковою проникністю мембрани для різних іонів, натрій – калієва помпа забезпечує активне виведення через канали з цитоплазми іонів натрію Na+ і введення іонів калію К+ проти градієнту їх концентрацій. Під час подразнення збудливих клітин виникає потенціал дії (ПД) – швидка зміна МП, яка викликає збудження. ПД виникає у м’язових клітинах і нервових, для останніх він має назву нервового імпульсу. Механізм виникнення ПД полягає в тому, що на місці подразнення клітини підвищується проникність мембрани для іонів натрію, які починають переміщатися всередину клітини, це зменшуює МП. При зменшенні МП розвивається процеси деполяризації мембрани з виникненням електричних (підпорогових) місцевих потенціалів, які не розповсюджуються на далекі відстані. Підвищена проникність мембрани до Na+ триває близько тисячної долі секунди (стільки же триває ПД), настає інактивація натрієвих каналів і збільшується більш довжина проникності мембрани для К+. Іони калію виходять на поверхню мембрани, змінюють її заряд на позитивний, завдяки чому розвивається процес реполяризації – відновлення МП до рівня вихідного значення його негативної величини. У фазі реполяризаціїї спостерігається слідова реакція, яка містить фази слідової деполяризації, яка підвищує збудливість мембрани, і фази слідової гіперполяризації, яка втрачає збудливість мембрани.