Нервная система, ее значение и структурно-функциональная организация

     Главное назначение многочисленных дендритных разветвлений нервной клетки - это обеспечить взаимосвязь с другими нейронами. В коре головного мозга млекопитающих большая доля аксодендрических связей приходится на контакты с особыми специализированными выростами дендритов – дендрическими шипиками. Дендритические шипики являются филогенетически самыми молодыми образованиями в нервной системе. В онтогенезе они созревают значительно позже других нервных структур и представляют собой наиболее пластичный аппарат нервной клетки.

Дендритические  шипики и концы дендритов также  очень чувствительны к действию экстремальных факторов. При любом виде отравления (например, алкогольном, гипоксическом, тяжелыми металлами - свинцом, ртутью и т.д.) меняется количество выявленных шипиков на дендритах клеток коры больших полушарий.

Дендриты  и их межнейрональные связи формируются  в процессе онтогенетического развития мозга. Причем дендриты, в частности апикальных, у молодых особей какое-то время остаются свободными для образования новых контактов. Участки дендрита, расположенные ближе к телу клетки, возможно, связаны с более прочными и простыми - натуральными условными рефлексами, а концы оставлены для образования новых связей, ассоциаций.

В зрелом возрасте на дендритах уже нет свободных от межнейрональных контактов участков, зато при старении прежде страдают именно концы дендритов и по насыщенности контактами

у старых особей они напоминают дендриты детского возраста. Это происходит как из-за того, что ослабляются транспортные белоксинтезирующие процессы в клетке, так и из-за нарушений кровоснабжения мозга. Может быть, именно здесь кроется та морфологическая основа для такого широко известного в неврологии и в обыденной жизни факта, когда старики трудно осваивают что-то новое, часто забывают текущие события и очень хорошо помнят о прошлом. То же самое наблюдается и при отравлении.

Увеличение  и усложнение дендритного древа  в филогенезе необходимы не только для восприятия большого числа приходящих импульсов, но и для предварительной обработки.

Поверхностная мембрана дендрита устроена так, чтобы максимальным образом использоваться для межнейрональных контактов. Дендрит весь изрыт углублениями, складками, карманами, имеет различного неровности рода микровыросты, шипы, грибовидные придатки и др. Все эти рельефы дендритных стволов соответствуют форме и размерам приходящих синаптических окончаний. Причем в различных отделах нервной системы и у разных животных рельеф дендритной поверхности имеет специфические особенности. Конечно же, самым замечательным выростом дендритической мембраны является дендритический шипик.

Дендриты  очень чувствительны к действию различных экстремальных факторов. Нарушения в них приводят ко многим заболеваниям, например психическим расстройствам.

     Различают мякотные и безмякотные нервные клетки и волокна. Мякотные волокна - входят в состав чувствительных и двигательных нервов скелетной мускулатуры и органов чувств Они покрыты липидной миелиновой оболочкой. Мякотные волокна более «быстродействующие»: в таких волокнах диаметром 1-3,5 микромиллиметра, возбуждение распространяется со скоростью 3-18 м/с. Это объясняется тем, что проведение импульсов по миелинизированному нерву происходит скачкообразно. При этом потенциал действия «перескакивает» через участок нерва, покрытый миелином и в месте перехвата Ранвье (оголенный участок нерва), переходит на оболочку осевого цилиндра нервного волокна. Миелиновая оболочка является хорошим изолятором и исключает передачу возбуждения на соединение, параллельно идущие нервные волокна.

Безмякотные волокна - составляют основную часть  симпатических нервов. Они не имеют  миелиновой оболочки и отделены друг от друга клетками нейроглии.

В безмякотных  волокнах роль изоляторов выполняют  клетки нейроглии (нервной опорной  ткани). Швановские клетки - одна из разновидностей глиальных клеток. Помимо внутренних нейронов, воспринимающих и преобразующих импульсы, поступающие от других нейронов, существуют нейроны, воспринимающие воздействия непосредственно из окружающей среды - это рецепторы, а так же нейроны, непосредственно воздействующие на исполнительные органы - эффекторы, например, на мышцы или железы. Если нейрон воздействует на мышцу, его называют моторным нейроном или мотонейроном. Среди нейрорецепторов различают 5 типов клеток, в зависимости от вида возбудителя:

1. фоторецепторы, которые возбуждаются под воздействием света и обеспечивают работу органов зрения,

2. механорецепторы, те рецепторы, которые реагируют на механические воздействия. Они располагаются в органах слуха, равновесия. Осязательные клетки также являются механорецепторами. Некоторые механорецепторы располагаются в мышцах и измеряют степень их растяжения.

3. хеморецепторы - избирательно реагируют на присутствие или изменение концентрации различных химических веществ, на них основана работа органов обоняния и вкуса,

4. терморецепторы, реагируют на изменение температуры либо на ее уровень - холодовые и тепловые рецепторы,

5. электрорецепторы реагируют на токовые импульсы, и имеются у некоторых рыб, амфибий и млекопитающих, например, у утконоса.

     Нейроны по своей функции делятся на чувствительные, воспринимающие раздражения, двигательные, передающие нервный импульс на рабочий орган, и вставочные (ассоциативные), расположенные между чувствительными и двигательными нейронами. Отростки нервных клеток – дендриты и нейрит – заканчиваются концевыми аппаратами, которые называются нервными окончаниями. По функциональному назначению нервные окончания делятся на чувствительные окончания, или рецепторы, двигательные окончания, или эффекторы, и синаптические окончания. Рецепторы – это нервные окончания дендритов, воспринимающие различного рода раздражения от кожи, мышц, сухожилий, связок, оболочек внутренних органов, сосудов и т. п. В зависимости от того, из внешней или внутренней среды воспринимаются раздражения, рецепторы подразделяют на экстерорецепторы и интерорецепгоры. К экстерорецепторам относятся рецепторы кожи, воспринимающие болевые, температурные и тактильные (чувство прикосновения и давление) раздражения, и рецепторы органов чувств (зрения, слуха, вкуса, обоняния и др.). К интерорецепторам относятся рецепторы, воспринимающие возбуждения от внутренней среды организма. Интерорецепторы, которые принимают возбуждения от мышц и суставов, носят названия проприорецепторов, а интерорецепторы, воспринимающие возбуждения от внутренних органов и кровеносных сосудов, – висцерорецепторов. Чувствительные нервные окончания по своему строению делятся на свободные, представляющие разветвления осевого цилиндра нервного волокна, и несвободные, содержащие кроме разветвлений осевого цилиндра элементы нейроглии.

     Эффекторы – моторные окончания нейрита (аксона) двигательных клеток соматической и вегетативной нервной систем – передают нервный импульс к рабочим органам – мышцам (поперечно-полосатым и гладким). Двигательные окончания в поперечно-полосатых мышцах имеют сложное строение и называются моторными бляшками. Двигательные нервные окончания в гладких мышцах и секреторные окончания в железах построены значительно проще и представляют собой разветвление нервного волокна с концевыми утолщениями.

     Синаптические окончания (межнейрональные синапсы) – это места контактов двух нейронов, в которых происходит передача возбуждения от одной клетки к другой. В синапсе концевые веточки нейрита одного нейрона, снабженные утолщениями (синаптическими бляшками), переходят к дендритам или телу другого нейрона. Каждый нейрон имеет несколько тысяч синапсов. В синапсах идет передача возбуждения химическим путем, т. е. с помощью химических веществ – медиаторов (заключенных в синаптической бляшке), и только в одном направлении.

3. Деятельность нервной системы.

     Деятельность нервной системы носит рефлекторный характер. Одностороннее проведение возбуждения обеспечивает рефлекторную деятельность нервной системы. В основе рефлекторной деятельности лежит рефлекс – ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды. Путь, состоящий из цепи нейронов, по которому осуществляется рефлекс (от рецептора до эффектора), называется рефлекторной дугой. Рефлекторная дуга включает следующие отделы: рецепторы, афферентные (чувствительные) нервные волокна, участок центральной нервной системы, эфферентные (двигательные) нервные волокна, рабочий орган. В рефлекторной дуге нервный импульс проводится в одном направлении – от афферентного нейрона к эфферентному. Различают простые и сложные рефлекторные дуги.     Простая рефлекторная дуга состоит из чувствительного, двигательного и одного вставочного нейронов. Рецептор, воспринимающий раздражение, передает нервный импульс к телу первого нейрона (афферентного), который находится в спинномозговом узле или чувствительном узле черепного нерва. Нервный импульс следует в спинной (серое вещество) или головной (ядра головного мозга) мозг и образует синапс с телом вставочного нейрона, который контактирует с эфферентным нейроном. Аксон этого нейрона выходит из спинного или головного мозга в составе передних (двигательных) корешков спинномозгового или черепного нервов и направляется к рабочему органу. В сложной рефлекторной дуге между афферентными и эфферентными  нейтронами располагаются два и более вставочных нейрона. В рефлекторной дуге в большинстве случаев между чувствительным и двигательным нейронами находится один или несколько вставочных (ассоциативных) нейронов. В трехнейронной рефлекторной дуге возбуждение от рецептора поступает по дендриту чувствительного нейрона в его тело, далее по нейриту передается вставочному нейрону, от него – двигательному и затем по его нейриту – к эффектору действующего органа (мышцы или железы). Однако трехнейронная рефлекторная дуга может рассматриваться лишь как схема.

     В настоящее время доказано (П.К. Анохин), что одновременно с осуществлением двигательного действия через спинной мозг в головной мозг поступают сигналы о результатах совершенной работы, т. е. постоянно происходит так называемая «обратная афферентация». Она представляет собой конечный этап, замыкающее звено любого рефлекса.

Если совершаемое  действие (движение) выполнено недостаточно точно, рефлекс повторяется –  идет поиск нужного результата до тех пор, пока он не будет найден.

Без обратной афферентации, без сигналов, оценивающих результаты произведенного действия, человек не мог бы приспособиться к бесконечно меняющимся условиям среды. Нейроны в нервной ткани окружены нейроглией, состоящей из мелких клеток, выполняющих разнообразные функции: опорную, секреторную, трофическую, защитную. Нейроглия, как составная часть остова мозга, является основной опорой для нервных клеток. Клетки нейроглии, выстилающие канал спинного мозга и желудочки (полости) головного мозга, наряду с опорной функцией выполняют секреторную функцию, выделяя различные активные вещества прямо в желудочки или в кровь. Клетки нейроглии, которые окружают тела нейронов и образуют оболочку нервных волокон (шванновские клетки), обеспечивают трофическую функцию и играют важную роль в процессах восстановления или регенерации нервных волокон. Те клетки нейроглии, которые обладают способностью втягивать свои отростки и становиться подвижными, выполняют защитную функцию, в основном путем фагоцитоза.

4. Спинной мозг и его строение.

Спинной мозг лежит в позвоночном канале и у взрослых представляет собой длинный ( 45 см у мужчин и 41 см у женщин), несколько сплюснутый спереди назад цилиндрический тяж, который вверху переходит в продолговатый мозг, а внизу заканчивается мозговым конусом.

     Спинной мозг представляет собой нервный тяж, лежащий внутри позвоночного канала от уровня затылочного отверстия до уровня 1-2-го поясничных позвонков. Он заканчивается мозговым конусом, который переходит в конечную нить, спускающуюся до уровня 2-го копчикового позвонка, где она срастается с надкостницей, способствуя фиксации спинного мозга.

     Спинной мозг новорожденного  имеет длину 14 см. Нижняя граница  находится на уровне II поясничного позвонка. К двум годам длина спинного мозга увеличивается до 20 см, а к 10 годам – до 28 см. Наиболее быстро растут грудные сегменты. Масса спинного мозга у новорожденного составляет 5 г, в год – 10 г, в 3 года – 13 г, в 7 лет - 19 г, в 14 лет – 22г. Объем его увеличивается быстрее в первые два года жизни ребенка.

     Спинной  мозг делится на  не полностью симметричные правую  и левую половины. У новорожденного центральный канал шире, чем у взрослого. Его просвет уменьшается в течение первых двух лет жизни и в другие периоды, когда увеличивается масса белого с серого вещества. На боковых поверхностях спинного мозга симметрично входят задние (афферентные) и выходят передние (эфферентные) корешки спинномозговых нервов. Линии входа и выхода делят каждую половину на три канатика спинного мозга (передний, боковой и задний).