Основни жизнени показатели на тялото Трябва да се помни, че спешните състояния обикновено са свързани с дисфункция на жизненоважни органи (сърце, бели дробове, бъбреци), тежки нарушения на централната нервна система. За идентифициране на спешен случай

Системи на човешкото тяло Отделителна Хормонална Дихателна Имунна Циркулаторна Нервна Мускулно-скелетна (скелетна,

С еволюционната сложност на многоклетъчните организми и функционалната специализация на клетките възникна необходимостта от регулиране и координиране на жизнените процеси на надклетъчно, тъканно, органно, системно и организмово ниво. Тези нови регулаторни механизми и системи трябваше да се появят заедно със запазването и сложността на механизмите за регулиране на функциите на отделните клетки с помощта на сигнални молекули. Адаптирането на многоклетъчните организми към промените в околната среда може да се извърши при условие, че новите регулаторни механизми ще могат да осигурят бързи, адекватни, целенасочени реакции. Тези механизми трябва да могат да запомнят и извличат от апарата за памет информация за предишни въздействия върху тялото, както и да имат други свойства, които осигуряват ефективна адаптивна активност на тялото. Те станаха механизмите на нервната система, които се появиха в сложни, високо организирани организми.

Нервна системае набор от специални структури, които обединяват и координират дейността на всички органи и системи на тялото в постоянно взаимодействие с външната среда.

Централната нервна система включва главния и гръбначния мозък. Мозъкът е разделен на заден мозък (и мост), ретикуларна формация, подкорови ядра, . Телата образуват сивото вещество на централната нервна система, а техните процеси (аксони и дендрити) образуват бялото вещество.

Обща характеристика на нервната система

Една от функциите на нервната система е възприятиеразлични сигнали (стимуланти) на външната и вътрешната среда на тялото. Нека си припомним, че всяка клетка може да възприема различни сигнали от околната среда с помощта на специализирани клетъчни рецептори. Въпреки това, те не са адаптирани да възприемат редица жизненоважни сигнали и не могат незабавно да предават информация на други клетки, които функционират като регулатори на цялостните адекватни реакции на тялото към действието на стимули.

Въздействието на стимулите се възприема от специализирани сетивни рецептори. Примери за такива стимули могат да бъдат светлинни кванти, звуци, топлина, студ, механични въздействия (гравитация, промени в налягането, вибрации, ускорение, компресия, разтягане), както и сигнали със сложен характер (цвят, сложни звуци, думи).

За да се оцени биологичното значение на възприеманите сигнали и да се организира адекватен отговор към тях в рецепторите на нервната система, те се преобразуват - кодиранев универсална форма на сигнали, разбираеми за нервната система - в нервни импулси, извършване (прехвърляне)които по дължината на нервните влакна и пътищата към нервните центрове са необходими за тяхното анализ.

Сигналите и резултатите от техния анализ се използват от нервната система за организиране на отговоритепромени във външната или вътрешната среда, регулиранеИ координацияфункции на клетките и надклетъчните структури на тялото. Такива реакции се осъществяват от ефекторни органи. Най-честите реакции на въздействия са моторни (моторни) реакции на скелетната или гладката мускулатура, промени в секрецията на епителните (екзокринни, ендокринни) клетки, инициирани от нервната система. Като участва пряко във формирането на реакциите към промените в околната среда, нервната система изпълнява функциите регулиране на хомеостазата,осигуряване функционално взаимодействиеоргани и тъкани и техните интеграцияв един цялостен организъм.

Благодарение на нервната система, адекватното взаимодействие на тялото с околната среда се осъществява не само чрез организиране на реакции от ефекторни системи, но и чрез собствените му психични реакции - емоции, мотивация, съзнание, мислене, памет, висши когнитивни и творчески способности. процеси.

Нервната система се разделя на централна (главен и гръбначен мозък) и периферна - нервни клетки и влакна извън кухината на черепа и гръбначния канал. Човешкият мозък съдържа повече от 100 милиарда нервни клетки (неврони).В централната нервна система се формират клъстери от нервни клетки, които изпълняват или контролират едни и същи функции нервни центрове.Структурите на мозъка, представени от телата на невроните, образуват сивото вещество на централната нервна система, а процесите на тези клетки, обединявайки се в пътища, образуват бялото вещество. В допълнение, структурната част на централната нервна система са глиалните клетки, които образуват невроглия.Броят на глиалните клетки е приблизително 10 пъти по-голям от броя на невроните и тези клетки съставляват по-голямата част от масата на централната нервна система.

Нервната система, според характеристиките на нейните функции и структура, се разделя на соматична и автономна (вегетативна). Соматиката включва структурите на нервната система, които осигуряват възприемането на сензорни сигнали главно от външната среда чрез сетивните органи и контролират функционирането на набраздената (скелетна) мускулатура. Вегетативната (автономна) нервна система включва структури, които осигуряват възприемането на сигнали предимно от вътрешната среда на тялото, регулират работата на сърцето, други вътрешни органи, гладката мускулатура, екзокринните и част от ендокринните жлези.

В централната нервна система е обичайно да се разграничават структури, разположени на различни нива, които се характеризират със специфични функции и роли в регулацията на жизнените процеси. Сред тях са базалните ганглии, структурите на мозъчния ствол, гръбначния мозък и периферната нервна система.

Устройство на нервната система

Нервната система се дели на централна и периферна. Централната нервна система (ЦНС) включва главния и гръбначния мозък, а периферната нервна система включва нервите, които се простират от централната нервна система до различни органи.

Ориз. 1. Устройство на нервната система

Ориз. 2. Функционално разделение на нервната система

Значението на нервната система:

• обединява органите и системите на тялото в едно цяло;
• регулира функционирането на всички органи и системи на тялото;
• комуникира организма с външната среда и го адаптира към условията на околната среда;
• формира материалната основа на умствената дейност: реч, мислене, социално поведение.

Устройство на нервната система

Структурна и физиологична единица на нервната система е - (фиг. 3). Състои се от тяло (сома), процеси (дендрити) и аксон. Дендритите са силно разклонени и образуват много синапси с други клетки, което определя водещата им роля при възприемането на информация от неврона. Аксонът започва от тялото на клетката с хълм на аксона, който е генератор на нервен импулс, който след това се пренася по аксона до други клетки. Мембраната на аксона в синапса съдържа специфични рецептори, които могат да реагират на различни медиатори или невромодулатори. Следователно, процесът на освобождаване на трансмитер от пресинаптичните окончания може да бъде повлиян от други неврони. Също така, мембраната на окончанията съдържа голям брой калциеви канали, през които калциевите йони навлизат в края, когато е възбуден и активират освобождаването на медиатора.

Ориз. 3. Диаграма на неврон (според I.F. Иванов): а - структура на неврон: 7 - тяло (перикарион); 2 - сърцевина; 3 - дендрити; 4.6 - неврити; 5.8 - миелинова обвивка; 7- обезпечение; 9 - прихващане на възел; 10 — леммоцитно ядро; 11 - нервни окончания; б — видове нервни клетки: I — еднополюсен; II - многополюсен; III - биполярно; 1 - неврит; 2 -дендрит

Обикновено в невроните потенциалът за действие възниква в областта на мембраната на хълма на аксона, чиято възбудимост е 2 пъти по-висока от възбудимостта на други области. Оттук възбуждането се разпространява по аксона и клетъчното тяло.

Аксоните, в допълнение към функцията си за провеждане на възбуждане, служат като канали за транспортиране на различни вещества. Протеини и медиатори, синтезирани в клетъчното тяло, органели и други вещества, могат да се движат по аксона до неговия край. Това движение на веществата се нарича аксон транспорт.Има два вида: бърз и бавен аксонален транспорт.

Всеки неврон в централната нервна система изпълнява три физиологични роли: получава нервни импулси от рецептори или други неврони; генерира собствени импулси; провежда възбуждане към друг неврон или орган.

Според функционалното си значение невроните се делят на три групи: чувствителни (сензорни, рецепторни); интеркаларен (асоциативен); двигател (ефектор, двигател).

В допълнение към невроните, централната нервна система съдържа глиални клетки,заемащи половината от обема на мозъка. Периферните аксони също са заобиколени от обвивка от глиални клетки, наречени лемоцити (клетки на Шван). Невроните и глиалните клетки са разделени от междуклетъчни цепнатини, които комуникират помежду си и образуват изпълнено с течност междуклетъчно пространство между невроните и глията. Чрез тези пространства се осъществява обмяната на вещества между нервните и глиалните клетки.

Невроглиалните клетки изпълняват много функции: поддържащи, защитни и трофични роли за невроните; поддържат определена концентрация на калциеви и калиеви йони в междуклетъчното пространство; унищожават невротрансмитери и други биологично активни вещества.

Функции на централната нервна система

Централната нервна система изпълнява няколко функции.

Интегративен:Организмът на животните и човека е сложна, високоорганизирана система, състояща се от функционално свързани помежду си клетки, тъкани, органи и техните системи. Тази връзка, обединяването на различните компоненти на тялото в едно цяло (интеграция), тяхното координирано функциониране се осигурява от централната нервна система.

Координиране:функциите на различните органи и системи на тялото трябва да протичат в хармония, тъй като само с този начин на живот е възможно да се поддържа постоянството на вътрешната среда, както и успешно да се адаптира към променящите се условия на околната среда. Централната нервна система координира дейностите на елементите, които изграждат тялото.

Регулиране:Централната нервна система регулира всички процеси, протичащи в тялото, следователно с нейно участие настъпват най-адекватните промени в работата на различни органи, насочени към осигуряване на една или друга негова дейност.

Трофичен:Централната нервна система регулира трофиката и интензивността на метаболитните процеси в тъканите на тялото, което е в основата на формирането на реакции, адекватни на промените, настъпващи във вътрешната и външната среда.

Адаптивен:Централната нервна система комуникира тялото с външната среда чрез анализиране и синтезиране на различна информация, получена от сетивните системи. Това дава възможност за преструктуриране на дейността на различни органи и системи в съответствие с промените в околната среда. Функционира като регулатор на поведението, необходимо в конкретни условия на съществуване. Това осигурява адекватна адаптация към околния свят.

Формиране на ненасочено поведение:централната нервна система формира определено поведение на животното в съответствие с доминиращата нужда.

Рефлекторна регулация на нервната дейност

Адаптирането на жизнените процеси на тялото, неговите системи, органи, тъкани към променящите се условия на околната среда се нарича регулиране. Регулацията, осигурена съвместно от нервната и хормоналната система, се нарича неврохормонална регулация. Благодарение на нервната система тялото извършва дейността си на принципа на рефлекса.

Основният механизъм на дейност на централната нервна система е реакцията на тялото към действието на стимул, осъществявана с участието на централната нервна система и насочена към постигане на полезен резултат.

Рефлексът в превод от латински означава „отражение“. Терминът "рефлекс" е предложен за първи път от чешкия изследовател I.G. Прохаска, който развива учението за отразяващите действия. По-нататъшното развитие на рефлексната теория е свързано с името на I.M. Сеченов. Той вярваше, че всичко несъзнателно и съзнателно възниква като рефлекс. Но по това време не е имало методи за обективна оценка на мозъчната активност, които биха могли да потвърдят това предположение. По-късно обективен метод за оценка на мозъчната активност е разработен от академик I.P. Павлов и се нарича метод на условните рефлекси. Използвайки този метод, ученият доказа, че в основата на висшата нервна дейност на животните и хората са условните рефлекси, формирани на базата на безусловни рефлекси поради образуването на временни връзки. Академик П.К. Анохин показа, че цялото разнообразие от животински и човешки дейности се извършва въз основа на концепцията за функционални системи.

Морфологичната основа на рефлекса е , състоящ се от няколко нервни структури, които осигуряват изпълнението на рефлекса.

Три вида неврони участват в образуването на рефлексна дъга: рецепторни (чувствителни), междинни (интеркаларни), моторни (ефекторни) (фиг. 6.2). Те са комбинирани в невронни вериги.

Ориз. 4. Схема на регулация на рефлексния принцип. Рефлексна дъга: 1 - рецептор; 2 - аферентен път; 3 - нервен център; 4 - еферентен път; 5 - работен орган (всеки орган на тялото); MN - двигателен неврон; М - мускул; CN - команден неврон; SN - сензорен неврон, ModN - модулиращ неврон

Дендритът на рецепторния неврон контактува с рецептора, неговият аксон отива в централната нервна система и взаимодейства с интерневрона. От интернейрона аксонът отива към ефекторния неврон, а неговият аксон отива в периферията към изпълнителния орган. Така се образува рефлексна дъга.

Рецепторните неврони са разположени в периферията и във вътрешните органи, докато интеркаларните и моторните неврони са разположени в централната нервна система.

В рефлексната дъга има пет връзки: рецептор, аферентен (или центростремителен) път, нервен център, еферентен (или центробежен) път и работен орган (или ефектор).

Рецепторът е специализирано образувание, което възприема дразнене. Рецепторът се състои от специализирани високочувствителни клетки.

Аферентната връзка на дъгата е рецепторен неврон и провежда възбуждане от рецептора към нервния център.

Нервният център се формира от голям брой интеркаларни и моторни неврони.

Тази връзка на рефлексната дъга се състои от набор от неврони, разположени в различни части на централната нервна система. Нервният център получава импулси от рецептори по аферентния път, анализира и синтезира тази информация, след което предава формираната програма от действия по еферентните влакна към периферния изпълнителен орган. И работният орган извършва характерната си дейност (мускулът се съкращава, жлезата отделя секрет и др.).

Специална връзка на обратната аферентация възприема параметрите на действието, извършвано от работния орган, и предава тази информация на нервния център. Нервният център е акцептор на действието на обратната аферентационна връзка и получава информация от работния орган за извършеното действие.

Времето от началото на действието на дразнителя върху рецептора до появата на отговора се нарича рефлексно време.

Всички рефлекси при животните и хората се делят на безусловни и условни.

Безусловни рефлекси -вродени, наследствени реакции. Безусловните рефлекси се осъществяват чрез вече формирани в тялото рефлексни дъги. Безусловните рефлекси са видово специфични, т.е. характерни за всички животни от този вид. Те са постоянни през целия живот и възникват в отговор на адекватно стимулиране на рецепторите. Безусловните рефлекси също се класифицират според тяхното биологично значение: хранителни, защитни, сексуални, двигателни, ориентировъчни. Въз основа на местоположението на рецепторите тези рефлекси се разделят на екстероцептивни (температурни, тактилни, зрителни, слухови, вкусови и др.), Интероцептивни (съдови, сърдечни, стомашни, чревни и др.) и проприоцептивни (мускулни, сухожилни и др. .). Въз основа на характера на реакцията - моторна, секреторна и др. Въз основа на разположението на нервните центрове, чрез които се осъществява рефлексът - спинален, булбарен, мезенцефален.

Условни рефлекси -рефлекси, придобити от организма по време на индивидуалния му живот. Условните рефлекси се осъществяват чрез новообразувани рефлексни дъги на базата на рефлексни дъги на безусловни рефлекси с образуването на временна връзка между тях в кората на главния мозък.

Рефлексите в тялото се осъществяват с участието на жлези с вътрешна секреция и хормони.

В основата на съвременните представи за рефлексната дейност на тялото е концепцията за полезен адаптивен резултат, за постигането на който се извършва всеки рефлекс. Информацията за постигането на полезен адаптивен резултат постъпва в централната нервна система чрез обратна връзка под формата на обратна аферентация, която е задължителен компонент на рефлексната дейност. Принципът на обратната аферентация в рефлексната дейност е разработен от П. К. Анохин и се основава на факта, че структурната основа на рефлекса не е рефлексна дъга, а рефлексен пръстен, който включва следните връзки: рецептор, аферентен нервен път, нерв център, еферентен нервен път, работен орган, обратна аферентация.

Когато някоя връзка на рефлексния пръстен е изключена, рефлексът изчезва. Следователно, за да възникне рефлексът, е необходима целостта на всички връзки.

Свойства на нервните центрове

Нервните центрове имат редица характерни функционални свойства.

Възбуждането в нервните центрове се разпространява едностранно от рецептора към ефектора, което се свързва с възможността за провеждане на възбуждане само от пресинаптичната мембрана към постсинаптичната.

Възбуждането в нервните центрове се извършва по-бавно, отколкото по протежение на нервно влакно, в резултат на забавяне на провеждането на възбуждане през синапсите.

В нервните центрове може да възникне сумиране на възбуждания.

Има два основни метода на сумиране: времеви и пространствени. При времево сумираненяколко импулса на възбуждане достигат до неврон през един синапс, сумират се и генерират потенциал за действие в него, и пространствено сумиранесе проявява, когато импулсите достигат до един неврон през различни синапси.

При тях има трансформация на ритъма на възбуждане, т.е. намаляване или увеличаване на броя на импулсите на възбуждане, напускащи нервния център, в сравнение с броя на импулсите, които пристигат в него.

Нервните центрове са много чувствителни към липсата на кислород и действието на различни химикали.

Нервните центрове, за разлика от нервните влакна, са способни на бърза умора. Синаптичната умора с продължително активиране на центъра се изразява в намаляване на броя на постсинаптичните потенциали. Това се дължи на консумацията на медиатора и натрупването на метаболити, които подкисляват околната среда.

Нервните центрове са в състояние на постоянен тонус, поради непрекъснатото получаване на определен брой импулси от рецепторите.

Нервните центрове се характеризират с пластичност - способността да увеличават своята функционалност. Това свойство може да се дължи на синаптично улеснение - подобрена проводимост в синапсите след кратко стимулиране на аферентни пътища. При често използване на синапси се ускорява синтеза на рецептори и предаватели.

Заедно с възбуждането в нервния център протичат процеси на инхибиране.

Координационна дейност на централната нервна система и нейните принципи

Една от важните функции на централната нервна система е координационната функция, която се нарича още координационни дейностиЦНС. Това се разбира като регулиране на разпределението на възбуждането и инхибирането в нервните структури, както и взаимодействието между нервните центрове, които осигуряват ефективното осъществяване на рефлексни и доброволни реакции.

Пример за координационната дейност на централната нервна система може да бъде реципрочната връзка между центровете за дишане и преглъщане, когато по време на преглъщане дихателният център е инхибиран, епиглотисът затваря входа на ларинкса и предотвратява навлизането на храна или течност в дихателните пътища. тракт. Координационната функция на централната нервна система е фундаментално важна за изпълнението на сложни движения, извършвани с участието на много мускули. Примери за такива движения включват артикулация на речта, акт на преглъщане и гимнастически движения, които изискват координирано свиване и отпускане на много мускули.

Принципи на координационни дейности

• Реципрочност - взаимно инхибиране на антагонистични групи от неврони (флексорни и екстензорни моторни неврони)
• Краен неврон - активиране на еферентен неврон от различни рецептивни полета и конкуренция между различни аферентни импулси за даден двигателен неврон
• Превключването е процесът на прехвърляне на активност от един нервен център към антагонистичния нервен център
• Индукция - промяна от възбуждане към инхибиране или обратно
• Обратната връзка е механизъм, който осигурява необходимостта от сигнализиране от рецепторите на изпълнителните органи за успешното изпълнение на функция
• Доминантата е постоянно доминиращо огнище на възбуждане в централната нервна система, подчиняващо функциите на други нервни центрове.

Координационната дейност на централната нервна система се основава на редица принципи.

Принципът на конвергенциятасе реализира в конвергентни вериги от неврони, в които аксоните на редица други се събират или се събират на един от тях (обикновено еферентния). Конвергенцията гарантира, че един и същ неврон получава сигнали от различни нервни центрове или рецептори с различни модалности (различни сетивни органи). Въз основа на конвергенцията различни стимули могат да предизвикат един и същи тип реакция. Например, охранителният рефлекс (завъртане на очите и главата - бдителност) може да бъде причинен от светлина, звук и тактилно въздействие.

Принципът на общ краен пътследва от принципа на конвергенцията и е близък по същество. Разбира се като възможност за извършване на същата реакция, предизвикана от крайния еферентен неврон в йерархичната нервна верига, към която се събират аксоните на много други нервни клетки. Пример за класически краен път са моторните неврони на предните рога на гръбначния мозък или моторните ядра на черепните нерви, които директно инервират мускулите с техните аксони. Същата двигателна реакция (например огъване на ръка) може да бъде предизвикана от получаването на импулси към тези неврони от пирамидални неврони на първичната моторна кора, неврони на редица двигателни центрове на мозъчния ствол, интерневрони на гръбначния мозък, аксони на сетивните неврони на гръбначните ганглии в отговор на сигнали, възприемани от различни сетивни органи (светлина, звук, гравитация, болка или механични ефекти).

Принцип на дивергенциясе реализира в дивергентни вериги от неврони, в които един от невроните има разклонен аксон, а всеки от клоновете образува синапс с друга нервна клетка. Тези вериги изпълняват функциите на едновременно предаване на сигнали от един неврон към много други неврони. Благодарение на дивергентните връзки, сигналите са широко разпространени (облъчени) и много центрове, разположени на различни нива на централната нервна система, бързо се включват в отговора.

Принципът на обратната връзка (обратна аферентация)се крие във възможността за предаване на информация за извършваната реакция (например за движение от мускулните проприорецептори) чрез аферентни влакна обратно към нервния център, който я е задействал. Благодарение на обратната връзка се образува затворена невронна верига (верига), чрез която можете да контролирате хода на реакцията, да регулирате силата, продължителността и други параметри на реакцията, ако не са били изпълнени.

Участието на обратната връзка може да се разглежда като се използва примерът за изпълнение на флексионния рефлекс, причинен от механично въздействие върху кожните рецептори (фиг. 5). С рефлексно свиване на флексорния мускул, активността на проприорецепторите и честотата на изпращане на нервни импулси по аферентните влакна към а-мотоневроните на гръбначния мозък, инервиращи този мускул, се променят. В резултат на това се образува затворен регулаторен контур, в който ролята на канал за обратна връзка се играе от аферентни влакна, предаващи информация за свиване към нервните центрове от мускулните рецептори, а ролята на директен комуникационен канал се играе от еферентни влакна на моторни неврони, отиващи към мускулите. По този начин нервният център (неговите моторни неврони) получава информация за промените в състоянието на мускула, причинени от предаването на импулси по двигателните влакна. Благодарение на обратната връзка се образува един вид регулаторен нервен пръстен. Затова някои автори предпочитат да използват термина „рефлексен пръстен” вместо термина „рефлексна дъга”.

Наличието на обратна връзка е важно в механизмите на регулиране на кръвообращението, дишането, телесната температура, поведенческите и други реакции на тялото и се обсъжда допълнително в съответните раздели.

Ориз. 5. Вериги за обратна връзка в невронните вериги на най-простите рефлекси

Принципът на реципрочните отношениясе осъществява чрез взаимодействие между антагонистични нервни центрове. Например между група двигателни неврони, които контролират огъването на ръката и група моторни неврони, които контролират разгъването на ръката. Благодарение на реципрочните връзки, възбуждането на невроните на един от антагонистичните центрове е придружено от инхибиране на другия. В дадения пример реципрочната връзка между центровете на флексия и екстензия ще се прояви от факта, че по време на свиването на флексорните мускули на ръката ще настъпи еквивалентна релаксация на екстензорите и обратно, което осигурява плавност движения на флексия и екстензия на ръката. Реципрочните връзки се осъществяват поради активирането от неврони на възбудения център на инхибиторни интернейрони, чиито аксони образуват инхибиторни синапси върху невроните на антагонистичния център.

Принципът на доминиранетосъщо се прилага въз основа на особеностите на взаимодействие между нервните центрове. Невроните на доминиращия, най-активен център (фокус на възбуждане) имат постоянно висока активност и потискат възбуждането в други нервни центрове, подчинявайки ги на своето влияние. Освен това невроните на доминиращия център привличат аферентни нервни импулси, адресирани до други центрове, и повишават тяхната активност поради получаването на тези импулси. Доминиращият център може да остане в състояние на възбуда дълго време без признаци на умора.

Пример за състояние, причинено от наличието на доминиращ фокус на възбуждане в централната нервна система, е състоянието, след като човек е преживял важно събитие за него, когато всичките му мисли и действия по един или друг начин се свързват с това събитие .

Свойства на доминантата

• Повишена възбудимост
• Устойчивост на възбудата
• Инерция на възбуждане
• Способност за потискане на субдоминантни лезии
• Способност за обобщаване на вълненията

Разгледаните принципи на координация могат да се използват в зависимост от процесите, координирани от централната нервна система, поотделно или заедно в различни комбинации.