Лекція
Тема: БІОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ, ЗАГАЛЬНИЙ ПЛАН БУДОВИ, ВЛАСТИВОСТІ ТА РОЗВИТОК НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ
Ключові слова: опорно-рухова система, скелет, кістки:довгі, трубчасті, плоскі, короткі, змішані; типи з’єднання кісток, шви, суглоб, зв’язки, остеон, остеоцити, остеобласти, хрящ, хондроцити, хребець.
Література
1. Кабанов А.Н., Чабовська А.П. Анатомія, фізіологія і гігієна дітей дошкільного віку. – М. Просвіта, 1975
2. Коляденко Г.І. Анатомія людини. – К. Либідь 2001
3. Маруненко І.М., Неведомська Є.О., Бобрицька В.І. Анатомія і вікова фізіологія з основами шкільної гігієни. – К. Професіонал, 2004
План:
1. Значення і розвиток нервової системи. Загальна схема будови нервової системи.
2. Нервова тканина: будова, функції, види нейронів та нейроглії.
3. Поняття про нервові закінчення. Синапси: будова, види, механізми передачі збудження.
4. Поняття про рефлекс, рефлекторну дугу, рефлекторне кільце. Класифікація рефлексів.
1.Значення і розвиток нервової системи. Загальна схема будови нервової системи
Розвиток дитини – це в першу чергу результат розвитку її нервової системи. Щоб зрозуміти процеси росту та розвитку дитини, правильно організувати навчально-вихований процес в школі, необхідно знати будову та функції нервової системи, особливості її розвитку.
Значення нервової системи:
- регулює та координує діяльність всіх органів і систем, забезпечуючи функціонування організму як єдиного цілого;
- здійснює зв’язок між організмом і навколишнім середовищем, забезпечуючи найбільш ефективне пристосування його до змін навколишнього середовища;
- є матеріальною основою психічної діяльності людини.
Нервова система виконує функції сприймання подразнень навколишнього і внутрішнього середовища, їх аналізу та організації відповідних пристосувальних реакцій на ці подразники. Відповідна реакція здійснюється у формі рефлекторних змін діяльності окремих структур організму (фізіологічних функцій) і змін поведінки всього організму. Поведінка є вищою формою пристосування організму до навколишнього середовища.
Структурно нервову систему поділяють на центральну і периферичну.
Центральну нервову систему (ЦНС) утворюють головний мозок і спинний. Вона складається з білої і сірої речовини. Сіра речовина утворена скупченням тіл нейронів, а біла - їх відростками.
Периферична нервова система утворена:
- нервами, які відходять від головного та спинного мозку (12 пар черепно-мозкові нерви та 31 пара спинномозкові);
- нервовими вузлами - скупченнями нервових клітин поза спинним і головним мозком.
Функціонально нервову систему поділяють на:
- соматичну (анімальну) - забезпечує чутливість тіла, іннервує скелетні м’язи, аналізатори;
- вегетативну (автономну) - регулює діяльність внутрішніх органів і вегетативних функцій організму (обмін речовин, дихання, виділення та ін.), іннервує внутрішні органи, залози, кровоносні судини. Її поділяють на дві частини, які діють протилежно: симпатичну і парасимпатичну.
Як у центральній, так і в периферичних відділах НС містяться елементи соматичної і вегетативної її частин, завдяки чому досягається єдність усієї НС.
Розвиток нервової системи дитини - це постійний процес, який розпочинається ще в зародковому періоді і триває протягом усього дитинства і юнацтва.
Нервова система починає формуватися на третьому тижні ембріонального розвитку з дорсальної частини зовнішнього зародкового листка (ектодерми). Проходить стадії: нервової пластинки; жолобка з піднятими краями; замкнутої нервової трубки, по краям якої формується гліальні пластинки; з нижнього відділу нервової трубки утворюється спинний мозок, а з передньої - головний.
У процесі розвитку з переднього відділу нервової трубки утворюються три первинні мозкові пухирі: передній, середній і задній - трипухирна стадія розвитку головного мозку. На 5 тижні ембріонального розвитку чітко видно, що передній і задній міхурі поділені поперечною перегородкою ще на дві частини - стадія п’ятипухирного розвитку. З 1 мозкового пухиря утворюється кінцевий мозок, з 2-го - проміжний, з 3-го - середній, з 4-го - задній (міст і мозочок), з 5-го - довгастий мозок. Всі відділи головного мозку чітко виражені вже на 6 місяці пренатального розвитку плоду. У головному мозку є чотири порожнини, які називаються шлуночками. Вони утворюються з мозкових пухирів. У ділянці півкуль великого мозку формуються два бічні шлуночки, у проміжному мозку - третій шлуночок, у середньому мозку проходить Сільвіїв водопровід, у задньому і довгастому міститься четвертий шлуночок. Із гліальних пластинок формуються спинномозкові та черепні нерви і нервові вузли.
2.Нервова тканина: будова, функції, види нейронів та нейроглії
Нервова тканина складається з нейронів та нейроглії. Нейрон - нервова клітина з відростками, структурна і функціональна одиниця нервової системи.
У нейроні виділяють тіло і відростки. Є два види відростків нейронів:
- аксон - це довгий відросток нейрона, проводить нервовий імпульс від тіла нервової клітини до інших нейронів або робочих органів. У клітині буває він завжди один, закінчується розгалуженнями (нервовими закінченнями) - терміналіями на іншому нейроні або структурі робочого органа. Довжина аксона досягає 1м-1,5м. Один аксон може контактувати з 5 тис. клітин. Аксон починається від ділянки нейрона, що має форму конуса - аксонного горбика. Це найбільш збудлива частина клітини. Протягом перших 50-100мкм від тіла клітини аксон не покритий мієліновою оболонкою - початковий сегмент аксона, потім ідуть ділянки аксона, покриті мієліновою оболонкою. Від аксона відходять окремі відростки - колатералі;
- дендрити - короткі відростки нейрона, що сильно галузяться, проводять нервовий імпульс до тіла клітин. Мають бокові вирости (шипики), які збільшують їх поверхню і є місцями контактів з іншими нейронами. У нейрона буває один або декілька дендритів. Довжина дендрита може досягати 300 мкм.
За кількістю відростків нейрони поділяють на:
- уніполярні - з одним відростком - аксоном (нейробласти, які зустрічаються лише в ембріональному періоді);
- біполярні - з двома відростками- дендритом і аксоном (в сітківці ока і спіральному ганглії внутрішнього вуха);
- псевдоуніполярні - від тіла відходить один відросток, який Т-подібно галузиться на дендрит і аксон (нейрони спинномозкових вузлів);
- мультиполярн і - мають багато дендритів і один аксон (найбільш розповсюджена група нейронів. Наприклад, нейрони рухових ядер спинного мозку).
За функціональним значенням нейрони поділяють:
- рецепторні (аферентні, чутливі) - сприймають подразнення і трансформують їх у нервові імпульси, передають нервові імпульси до ЦНС;
- асоціативні (вставні, проміжні) передають імпульси від одного нейрона до іншого;
- ефекторні (еферентні, рухові) -передають нервові імпульси від ЦНС до робочих органів (м’яза, залози).
Аферентні нейрони належать до псевдоуніполярних, їх тіла лежать у спинномозкових вузлах. Відросток, який відходить від тіла, Т-подібно ділиться на 2 гілки, одна з яких іде до ЦНС і виконує функцію аксона, а інша підходить до рецепторів і виконує функцію дендрита.
Більшість еферентних і вставних нейронів належать до мультиполярних. Мультиполярні вставні нейрони розташовані в задніх рогах спинного мозку, та в інших відділах ЦНС. Еферентні нейрони розташовані в основному в передніх рогах спинного мозку.
Нейроглія забезпечує функціонування нейронів. Здійснює опорну, трофічну, секреторну і захисну функції. Представлена клітинами різної форми, які супроводжують нейрони. Відростки клітин нейроглії переплітаються між собою і утворюють густу сітку, яка заповнює простір між нейронами та капілярами. Розмір цих клітин у 3-4 рази менший, ніж нервових, а кількість у 10 разів більша. Вони складають 40% об’єму мозку. З віком кількість нейронів зменшується, а нейрогліальних клітин -збільшується. У нейроглії виділяють клітини макроглії (гліоцити) і мікроглії (гліальні макрофаги). До макроглії належать: 1)епендимоцити, які утворюють щільний шар клітин і вистелають спинномозковий канал і шлуночки головного мозку. Виконують секреторну функцію - беруть участь в утворенні спинномозкової рідини; 2) астроцити- невеликі клітини зірчастої форми з численними відростками. Формують опорний апарат центральної нервової системи; 3) олігодендроцити - невеликі клітини з короткими дуже тонкими відростками. Оточують тіла нейронів та їх відростки, беруть участь в утворенні нервових волокон, формуючи їх оболонки. Функції різноманітні - трофічна, ізоляційна. Клітини мікроглії - це дрібні клітини, які виконують функції гліальних макрофагів завдяки своїй здатності до пересування.
Вікові зміни нервового волокна. Різні типи нервових клітин дозрівають в онтогенезі гетерохронно. В ембріональному періоді дозрівають великі аферентні і еферентні нейрони. Дозрівання дрібних клітин відбувається після народження під впливом факторів навколишнього середовища. Окремі частини нейрона дозрівають теж нерівномірно. Аксон функціонує в ембріональному періоді розвитку дитини, а дендрит - після народження. Шипики на дендритах з’являються після народження дитини. Мієлінізація нервових волокон розпочинається на 4 місяці пренатального розвитку. Рухові нервові волокна покриваються мієліновою оболонкою до моменту народження дитини, а чутливі - протягом перших місяців життя дитини. Мієлінова оболонка інтенсивно росте в постнатальному періоді, її ріст веде до збільшення швидкості проведення збудження по нервовому волокну. До 3-річного віку дитини мієлінізація нервових волокон в основному завершується, хоча ріст мієлінової оболонки в довжину і осьового циліндру продовжується і після 3-річного віку.
3.Поняття про нервові закінчення. Синапси: будова, види, механізми передачі збудження
Всі нервові волокна закінчуються кінцевими апаратами - нервовими закінченнями. Нервові закінчення - це кінцеві ділянки нервових волокон, які вступають в контакт з нейронами або тканинами органів.
За функціональним значенням нервові закінчення поділяють на три види.
1. Чутливі або рецепторні (рецептори). Рецептори - це кінцеві розгалуження дендритів чутливих нейронів, пристосовані до сприйняття подразнень, що надходять до організму. Виділяють рецептори:
- екстерорецептори - сприймають подразнення із зовнішнього середовища (рецептори шкіри, порожнини рота, слизової носа тощо),
- інтерорецептори - рецептори, до яких надходять подразнення від внутрішніх органів,
- пропріорецептори - реагують на зміни положення тіла в просторі (рецептори м’язів, сухожиль, зв’язок, суглобових сумок).
Рецептори спеціалізувалися на сприймання подразнень різної природи і трансформування їх у нервові імпульси. Так, дію хімічних подразників сприймають хеморецептори, механічних - механорецептори, зміни температури - терморецептори, тиску - баррорецептори та ін.
2. Рухові і секреторні або ефекторні (ефектори). Рухові нервові закінчення є кінцевими розгалуженнями рухових нейронів у м’язовій тканині і називаються нервово-м’язовими закінченнями. Секреторні закінчення в залозах утворюють нервово-залозисті закінчення. Названі види нервових закінчень є нервово-тканинними синапсами
3. Закінчення на інших нейронах - міжнейронні синапси.
Синапси - це контакти між нейронами або між нейронами і клітинами, які не належать до нервової системи.
Ефектори - це синапси між аксоном ефекторного нерва і клітиною м’язової тканини або залози.
Міжнейронні синапси - це контакти між нейронами, які служать для передавання нервового імпульсу з однієї нервової клітини на іншу. У місці синапса два нейрони контактують між собою оболонками.
За способами передачі нервового імпульсу з однієї клітини на іншу розрізняють синапси:
- хімічні - передача нервового імпульсу здійснюється за участі біологічно активних речовин - медіаторів (більшість синапсів є хімічні);
- електричні - передають нервові імпульси у вигляді електричних сигналів.
Синапс утворений пресинаптичною частиною, синаптичною щілиною, постсинаптичною частиною.
Пресинаптична частина хімічного синапса утворена закінченням (кінцевою гілочкою) аксона нейрона, що передає нервовий імпульс, яке утворює розширення, і обмежене передсинаптичною мембраною. В розширеній частині (кінцевій цибулині) містяться дрібні мітохондрії і міхурці діаметром 30-150 нм, що містять хімічні речовини -медіатори. Медіатори синтезуються у тілі нейрона. Звідти вони транспортуються по аксону до кінцевих цибулин, де і нагромаджуються. Медіатори можуть бути збуджувальні - ацетилхолін, адреналін, норадреналін, та гальмівні - серотонін, глутамінова кислота, гама-аміномасляна кислота.
Постсинаптична мембрана - це оболонка нейрона (тіла або відростків), що сприймає нервовий імпульс. У ній міститься особливий білок - рецептор медіатора, яким зумовлена дія останнього на постсинаптичну частину.
Між пресинаптичною мембраною і постсинаптичною є синаптична щілина шириною 20-30 нм, заповнена тканинною рідиною.
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.
Запитання для самоперевірки:
Яке значення має опорно-руховий апарат людини для процесу життєдіяльності?
