Физиология нервной системы

Физиология возбудимых тканей

Физиологические свойства скелетных мышц

Мышца обладает свойством возбудимости, т.е.способностью отвечать на раздражение специфической деятельностью. Под влиянием раздражения в мышце возникает процесс возбуждения, распространяющийся по мышечным волокнам и вызывающий сокращение мышцы. Та­ким образом, наряду со свойством возбудимости мышца обла­дает свойством сократимости. В результате согласованного со­кращения скелетных мышц осуществляется передвижение организ­ма в пространстве, перемещение частей тела относительно друг друга и поддержание животным определенной позы.

В естественных условиях возбуждение и сокращение мышц вызываются импульсами, поступающими к мышечным волокнам от центров спинного мозга, где находятся тела нервных кле­ток — мотонейронов. Передача возбуждения с нервных волокон на мышечные происходит в особых образованиях — синапсах, где выделяются химические вещества — медиаторы (передатчики воз­буждения). В синапсах возбуждение проводится односторонне.

На одиночное раздражение мышца отвечает одиночным со­кращением (с фазами сокращения и расслабления). Если же мы­шца получает ряд быстро следующих друг за другом импульсов, она, не успевая каждый раз расслабляться, отвечает на это дли­тельным сокращением, получившим название тетанического или тетануса. В естественных условиях сокращения мышц в организ­ме носят тетанический характер, так как к мышцам из централь­ной нервной системы поступают потоки импульсов (несколько сотен в секунду).

Согласно оптическим и электронно-микроскопическим исследованиям, вну­три каждого мышечного волокна от одного конца к другому проходят тонкие сократительные нити — миофибриллы диаметром до 1 мкм. Миофибриллы со­стоят из пачек еще более тонких нитей — протофибрилл разной толщины. Более толстые протофибриллы (до 0,2 мкм), состоящие из особого сократительного белка — миозина, образуют темные участки (диски) миофибрилл; более тонкие протофибриллы, построенные из белка актина, образуют светлые участки мио­фибрилл. Миозиновые и актиновые протофибриллы чередуются по длине мио­фибрилл. Одинаковое расположение чередующихся участков в разных миофи-бриллах обусловливает поперечную исчерченность мышечного волокна.

При сокращении происходит взаимодействие актина и миозина, следствием чего является «втягивание» («скольжение») актиновых протофибрилл между миозиновыми и укорочение миофибрилл. Важную роль в этом процессе играют аденозинтрифосфат (АТФ) и ионы кальция.

Работа и утомление мышц. Максимально укорачиваться воз­бужденная мышца может беспрепятственно лишь при отсутствии какого-либо сопротивления укорочению. Однако в организме мышцы прикреплены обоими концами к костным рычагам и при сокращении преодолевают сопротивление, т. е. выполняют рабо­ту. Максимальная работа выполняется мышцей при средних на­грузках и при средних скоростях сокращения. Временное пониже­ние работоспособности мышц, наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха, называется утомлением. Харак­терные признаки утомления — уменьшение размаха сокращения, увеличение скрытого периода между раздражением и ответной реакцией, удлинение периода расслабления, снижение возбудимо­сти. Утомление наступает вследствие накопления продуктов об­мена, истощения энергетических ресурсов и нарушения функции нервных центров.

Физиология нервной системы

Во всех участках тела животного находятся нервные аппа­раты — рецепторы, воспринимающие раздражения с поверхности тела или с внутренних органов. Под влиянием раздражения в ре­цепторах возникает возбуждение, которое передается по чувстви­тельным (центростремительным) нервам в центральную нервную систему. Оттуда по двигательным (центробежным) нервам воз­буждение передается к рабочему органу. Таким образом совер­шается рефлекс, т. е. ответная реакция организма на изменения внешней или внутренней среды, осуществляемая при участии

центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепто­ров. Рефлекс — основная форма деятельности нервной системы. Его внешним проявлением является возникновение или прекра­щение какой-либо деятельности организма (сокращение или рас­слабление мышц, появление или прекращение секреции желез и т. д.). Путь, по которому проходят нервные импульсы при осу­ществлении рефлекса, называется рефлекторной дугой.

Основным функциональным элементом нервной системы слу­жит нейрон, В центральной нервной системе нейроны сосредото­чены в сером веществе коры полушарий, подкорковых образова­ний, мозгового ствола, мозжечка и спинного мозга. В зависимо­сти от функции их делят на рецепторные, контактные (промежу­точные) и эффекторные.

Рефлекторная дуга, включающая только два нейрона (рецепторный и эффек-торный), называется двухнейронной — моносинаптической. При наличии в дуге одного или нескольких вставочных нейронов она называется многонейронной — полисинаптической

Возбуждение, возникшее в нейроне, распространяется в одном направлении — от дендритов к телу нейрона и далее по аксону к другим нейронам или к периферическим органам. Со­единение нейронов друг с другом осуществляется с помощью синапсов.

Процесс возбуждения обусловлен возникновением в нервной клетке или во­локне потенциала действия вследствие изменения ионной проницаемости мем­браны под влиянием раздражения. Возникший потенциал распространяется, что сопровождается повышением обмена веществ. По каждому волокну возбужде­ние проводится изолированно со средней скоростью 60—120 м в 1 с.

Наряду с процессом возбуждения в нервных волокнах, как и в центральных образованиях нервной системы, совершается про­цесс торможения.