Понятие о нервных импульсов

Понятие о нервных центрах. Свойства нервных  центров.

Нервный центр - это центральная часть рефлекторной дуги.

Анатомический нервный центр - это совокупность нервных клеток, выполняющих общую для них  функцию и лежащих в определенном отделе ЦНС.

Для выявления функций  нервных центров используют ряд методов:

1. метод электродного  раздражения;

2. метод экстирпации (удаления, для нарушения исследуемой функции);

3. электрофизиологический  метод регистрации электрических  явлений в нервном центре и  др.

Свойства нервных центров в значительной мере связаны с обилием синапсов и с особенностями проведения импульсов через них. Именно синаптические контакты определяют основные свойства нервных центров:

1 - односторонность проведения  возбуждения; означает распространение  импульса только в одном направлении  - от чувствительного нейрона  к двигательному.

2 - замедление проведения  нервных импульсов; связано с  тем, что электрический способ  передачи информации в синапсах  сменяется химическим (медиаторным) способом, который в тысячу раз медленнее.

3 - суммацию возбуждений;  возникает при последовательном  поступлении к постсинаптической  мембране нейрона серии импульсов,  в отдельности не вызывающих  возбуждение нейрона. Сумма этих  импульсов достигает пороговой  величины раздражения и только  после этого вызывает появление  потенциала действия.

4 - усвоению и трансформацию  ритма возбуждений  ;Нейроны способны настраиваться на ритм раздражений как на более высокий, так и на более низкий. В результате такой способности нервные клетки сонастраиваются, работают сообща в едином ритме.

5 - следовые процессы; означает, что после окончания действия  раздражителя активное состояние  нервного центра продолжается  еще некоторое время.

6 - быструю утомляемость; возникает достаточно быстро  при длительно повторных раздражениях.

Функциональные возможности  и свойства нервных центров зависят  от состояния внутренних механизмов и влияния внешних факторов, действующих  на организм.

Предмет и задачи физиологии

Физиология (греч. physis - природа) - это наука изучающая функции организма человека, его органов и систем, а также механизмы регуляции этих функций.

Физиология изучает процессы жизнедеятельности, протекающие в  организме на всех его структурных  уровнях: клеточном, тканевом, органном, системном, аппаратном и организменном.

История!

Первоначальные представления  о функциях организма были сформулированы врачами и учеными Древней  Греции (Аристотель, Гиппократ), Древнего Рима (Гален), Древнего Китая (Хуанди, Бянь Цяо), Древней Индии и др. стран. Изучение ими строения тела проводилось одновременно с исследованиями функций организма.

В эпоху Возрождения в  естествознании и медицине большое  значение начали придавать опыту  и наблюдению. Дальнейшее развитие физиологии связано с успехами анатомии, где работы Леонардо да Винчи и  Андреаса Везалия подготовили почву  для открытий в области физиологии.

 Самостоятельной научной  дисциплиной физиология стала  к началу 17 века. Здесь важнейшее  значение имело открытие Вильямом  Гарвеем кругов кровообращения, исследование капилляров Марчелло  Мальпиги, формулирование Рене Декартом понятия о рефлексе, учение Джакомо Борелли о механике движений. Большую роль сыграли в развитии физиологии успехи физики и химии. Правда, это нередко приводило к ложным механистическим выводам. Механицизм отождествлял физиологию с физикой и химией, способствовал появлению метафизического направления в науке, отрицавшего всякое развитие в природе. В биологии появилось антинаучное направление - витализм, утвердивший наличие в организме нематериальной "жизненной силы".

 Значительного расцвета  физиология достигла после великих  открытий Ломоносова (закон сохранения  вещества и превращения энергии), Шванна и Шлейдена (клеточная теория), Дарвина (эволюционное учение). В 19 и особенно 20 веке физиология обогатилась новыми открытиями. Клод Бернар создал представление о гомеостазе, изучил роль НС в регуляции тонуса сосудов и углеводного обмена. Дюбуа-Реймон явился основоположником электрофизиологии. Шеррингтон изучил физиологию спинного мозга. Капитальные исследования физиологии ВНС выполнил Кэннон. Создание приборов для исследования роли НС в регуляции дыхания, кровообращения и др. систем позволило выяснить, что процесс возбуждения всегда связан с электрическими изменениями в клетках и тканях. В противовес виталистическому направлению в физиологии получает развитие нервизм - прогрессивное направление, которое разработано русскими физиологами Сеченовым, Павловым, Боткиным, Бехтеревым, Введенским, Ухтомским.

 Работа Сеченова "Рефлексы  головного мозга" и павловское учение о сигнальных системах стали фундаментальной основой современной мировой физиологии.

Большая заслуга в развитии современной физиологии принадлежит  последователям и ученикам Павлова - Орбели, Быкову, Черниговскому, Анохину  и др.

Гормональная  система.

Передача информации к  органам организма от центральной  нервной системы осуществляется  с помощью специальных веществ, которые выделяются органами, называемыми  железами внутренней секреции. Свое влияние  на железы внутренней секреции ЦНС  оказывает непосредственно, через  нервы, идущие к ним, и через гипоталамус. В гипоталамусе располагаются центр  регуляции и специальные нейроны, продуцирующие посредники - либерины.

Железы внутренней секреции. Это специальные железистые органы, не имеющие выводных протоков и выделяющие свой секрет, называемый гормоном, непосредственно  в кровь, которая протекает по пронизывающим ткань железы капиллярам.

В организме различают  следующие железы внутренней секреции: гипоталамус, гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, поджелудочная  железа, надпочечники, яичники и  семенники, желтое тело, плацента, вилочковая железа.

Каждая железа внутренней секреции синтезирует и выделяет в кровь свои специфические гормоны, которые разносятся по организму, поступают  к органам и осуществляют свое

Гормоны. Это органические соединения, обладающие высокой биологической  активностью. Их вырабатывают секреторные  клетки. Хранятся они в гранулах - внутриклеточных органеллах, отделенных от цитоплазмы мембраной. В гранулах содержится большое количество молекул  гормона, погруженных в белковый матрикс.

По химическому строению различают гормоны белковопроизводные и стероидные производные холестерина).

Гормоны обладают рядом специфических  свойств:

1) действуют только на  определенный орган;

2) действуют на больших  расстояниях от места образования;

3) обладают высокой биологической  активностью;

4) оказывают свое действие  через белки-ферменты, рецепторы  мембран;

5) не имеют видовой специфичности;

6) быстро разрушаются специальными  ферментами.

Гормоны классифицируют:

 Стероидные – производные холестирина. Половые гормоны, гормоны коры

Гормоны Гипофиз.

Находится у основания  головного мозга. Имеет сложное  строение. В нем различают аденогипофиз и нейрогипофиз, в которых вырабатываются гормоны.

Передняя часть гипофиза - аденогипофиз.

Гормоны передней доли гипофиза.

– гормон роста (ГР), или соматотропин, который воздействует на все ткани организма, повышая их анаболическую активность (т.е. процессы синтеза компонентов тканей организма и увеличения энергетических запасов).

 – меланоцит-стимулирующий гормон (МСГ), усиливающий выработку пигмента некоторыми клетками кожи (меланоцитами и меланофорами);

 – тиреотропный гормон (ТТГ), стимулирующий синтез тиреоидных гормонов в щитовидной железе;

 – фолликулостимулирующий  гормон (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ), относящиеся к гонадотропинам: их действие направлено на половые железы.

 – пролактин, обозначаемый  иногда как ПРЛ, – гормон, стимулирующий  формирование 

 молочных желез и  лактацию.

Гормоны задней доли гипофиза – вазопрессин и окситоцин. Оба гормона продуцируются в гипоталамусе, но сохраняются и высвобождаются в задней доле гипофиза, лежащей книзу от гипоталамуса. Вазопрессин поддерживает тонус кровеносных сосудов и является

 антидиуретическим гормоном, влияющим на водный обмен. Окситоцин  вызывает сокращение матки и  обладает свойством «отпускать»  молоко после родов.

надпочечников.

Белковые- гормоны гипофиза, инсулин и др.

Тиреоидные – производные аминокислот тирозин, тироидные грмоны- адреналин.

Частная характеристика желез  внутренней секреции

Гипоталамус. Это структурное образование ЦНС. Состоит из нейронов, часть которых обладает инкреторной функцией. Одни нейроны образуют гормоны-стимуляторы - их семь: кортиколиберин, соматолиберин, тиреолиберин, фоллилиберин, люлиберин, пролактолиберин, меланолиберин и гормоны-ингибиторы - их три: соматостатин, пролактостатин и ме-ланостатин. Либерины и статины с кровью поступают в гипофиз и оказывают действие, обеспечивающее образование соответствующих гормонов гипофиза. Гипоталамические нейроны, секретирующие либерины и статины, иннервируются лимбической системой, средним мозгом, нейронами самого гипоталамуса.

Другие нейроны гипоталамуса образуют антидиуретический гормон и окситоцин. Образовавшиеся гормоны  по аксонам нейронов стекают в  заднюю долю гипофиза и там накапливаются, по мере надобности поступая в кровоток. Благодаря либеринам и статинам гипоталамус обеспечивает связь центральной нервной системы с гормональной системой организма.

Птенциал покоя, потенциал действия.

Между наружной поверхностью клетки и ее цитоплазмой в состоянии  покоя существует разность потенциалов  около 0,06-0,09 в, причем поверхность клетки заряжена электроположительно по отношению  к цитоплазме. Эту разность потенциалов  называют потенциалом покоя или мембранным потенциалом.

Наиболее полно происхождение  потенциала покоя объясняет так  называемая мембранно-ионная теория. Согласно этой теории все клетки покрыты мембраной, имеющей неодинаковую проницаемость  для различных ионов. В связи  с этим внутри клетки в цитоплазме в 30-50 раз больше ионов калия, в 8-10 раз меньше ионов натрия и в 50 раз меньше ионов хлора, чем на поверхности. В состоянии покоя  клеточная мембрана более проницаема для ионов калия, чем для ионов натрия. Диффузия положительно заряженных ионов калия из цитоплазмы на поверхность клетки придает наружной поверхности мембраны положительный заряд.

 Таким образом, поверхность  клетки в покое несет на  себе положительный заряд, тогда  как внутренняя сторона мембраны  оказывается заряженной отрицательно  за счет ионов хлора, аминокислот  и других крупных органических  анионов, которые через мембрану  практически не проникают

Если участок нервного или мышечного волокна подвергнуть  действию достаточно сильного раздражителя, то в этом участке возникает возбуждение, проявляющееся в быстром колебании  мембранного потенциала и называемое потенциалом действия.

 Потенциал действия  можно зарегистрировать либо  с помощью электродов, приложенных  к внешней поверхности волокна  (внеклеточное отведение), либо микроэлектрода, введенного в цитоплазму (внутриклеточное отведение).

Причина возникновения потенциала действия - изменение ионной проницаемости  мембраны. При раздражении проницаемость  клеточной мембраны для ионов  натрия повышается. Ионы натрия стремятся  внутрь клетки, так как, во-первых, они  заряжены положительно и их влекут внутрь электростатические силы, во-вторых, концентрация их внутри клетки невелика. В покое клеточная мембрана была малопроницаемой для ионов натрия. Раздражение изменило проницаемость  мембраны, и поток положительно заряженных ионов натрия из внешней среды  клетки в цитоплазму значительно  превышает поток ионов калия  из клетки наружу. В результате внутренняя поверхность мембраны становится заряженной положительно, а наружная вследствие потери положительно заряженных ионов  натрия отрицательно. В этот момент и регистрируется пик потенциала действия.

 Повышение проницаемости  мембраны для ионов натрия  продолжается очень короткое  время. Вслед за этим в клетке  возникают восстановительные процессы, приводящие к тому, что проницаемость  мембраны для ионов натрия  вновь понижается, а для ионов  калия возрастает. Поскольку ионы  калия также заряжены положительно, то, выходя из клетки, они восстанавливают  исходные отношения снаружи и  внутри клетки.

 Накопления ионов натрия  внутри клетки при многократном  возбуждении ее не происходит  потому, что ионы натрия эвакуируются  из нее постоянно за счет  действия специального биохимического  механизма, называемого "натриевым  насосом". Есть данные и об  активном транспорте ионов калия  с помощью "натрий-калиевого насоса".