Роль ацетилхолина
Нервно-мышечное соединение, было изучено весьма детально, и это дало много сведений, полезных для понимания процесса химической передачи в нейронных синапсах вообще. Его функция состоит в том, чтобы передавать импульсы с относительно очень мелких двигательных нервных окончаний на крупное мышечное волокно и заставлять его сокращаться. В большинстве мионевральных соединений в мышцах позвоночных за каждым нервным импульсом следует такой же импульс в мышечных волокнах, который быстро распространяется в обе стороны по направ-лению к сухожилиям, обеспечивая достаточно синхронную активацию сократимых белков от одного конца волокна до другого. Таким образом, мионевральное соединение позвоночного служит гораздо более простой цели, чем центральные синапсы нейронов или периферические возбудительные и тормозные нервно-мышечные контакты у ракообразных, где происходит интеграция конвергирующих сигналов и где эффект одного нервного импульса лежит обычно значительно ниже порога возбуждения эффектор- ной клетки. Грубо говоря, нервно-мышечное соединение позвоночного играет роль простого реле. Можно рассматривать его также как устройство для согласования им- цедансов - род преобразователя импульсов, который дает на выходе электрический ток, достаточный для того, чтобы поднять выше порога потенциал мышечной мембраны, обладающей малым импедансом.
Как уже было отмечено, на основании одних лишь структурных данных можно сказать, что существование эффективной электрической кабельной связи между нер« вом и мышцей крайне маловероятно. В скелетной мышце лягушки миелиновое нервное волокно распадается на целый «куст» концевых безмякотных веточек толщиной примерно 1,5 мк, которые проходят в мелких бороздках поверхности мышечного волокна на протяжении около 100 мк. На всем этом концевом участке нерв образует си- наптическое соединение с мышечным волокном. Во многих местах внутри нервных окончаний электронный микроскоп позволяет видеть обычные скопления пузырьков диаметром 500 А (фиг. 27). Пресинаптическая и постсинапти- ческая мембраны разделены межклеточным промежутком, содержащим базальную мембрану. Поверхность мышечного волокна образует правильный ряд складок, расположенных под прямым углом к концевой веточке нерва.
Посмотрим, каковы возможности электрической передачи импульса через типичное мионевральное соединение в одном из самых толстых мышечных волокон лягушки (150 мк в поперечнике). Для короткого импульса тока, например такого, какой создается потенциалом действия нерва, сопротивление (входной импеданс) мышечного волокна составляет менее 50 000 ом. Для того чтобы возбудить волокно, его мембранный потенциал покоя нужно понизить с 90 мв примерно до 50 мв, а для этого требуется импульс тока силой несколько менее 10-6 а. (Позже мы увидим, что при химической передаче во многих концевых пластинках создается ток силой 2-3-10"6 а, и, таким образом, процесс обладает достаточной «резервной мощностью».)
Какую силу тока могут обеспечить нервные окончания при электрической передаче? Будем считать, что суммарная длина / синаптических разветвлений нерва у одной концевой пластинки равна примерно 1 мм, а «синаптиче- ская поверхность» (обращенная к мышечному волокну) вычисляется по формуле ир/ ж 2,3-10"5 см2. Если нервная мембрана создает направленный наружу импульс тока плотностью порядка 1 а!"см2 (обычная величина для безмя- котного нерва и для мышцы), то это даст суммарный ток 2,3-10~8 а. Если бы даже весь этот ток входил в мышечное волокно в синаптической области (что могло бы произойти в случае непрерывности протоплазмы между нервом и мышцей) и, таким образом, мог деполяризовать мышечную мембрану, то и ТОГДа он мог бы изменить потенциал всего лишь::ШванновскаИ"
"¦Нервное ¦Шнчаийе

}~~Тмк" "^Мышечное во/юкно»;
Мышечное волокно
Шванновская клетка
Нервное окончание

Фиг. 27. Схемы синаптических структур (масштаб показан лишь приблизительно),
I. Межнейронный синапс: А - строение пресинаптического окончания; Б - расположение синапса на теле нейрона. II. Нервно- мышечное соединение лягушки: А -отдельный участок соединения; Б - общее расположение окончаний двигательного аксона на мышечном волокне (участок, изображенный на схеме А, указан не-большим прямоугольником); В - схематический рисунок, сделанный по электронной микрофотографии продольного среза мышечного волокна: I - концевая мембрана аксона; 2 - «базальная мембрана», лежащая в промежутке между нервным и мышечным волокнами; 3- складчатая постсинаптическая мембрана мышечного волокна.
на 1-2 мв. Однако в действительности из-за наличия межклеточного промежутка шириной более 500 А и им-педанса постсинаптической мембраны (фиг. 26 и 27) условия для распространения тока значительно хуже. Если удельное сопротивление промежутка имеет величину порядка 100 ом-см, то изменение потенциала в нем составит всего лишь 40 мкв. Тогда ток, входящий в мышечное волокно, будет ослаблен до величины порядка Ю-11 а и сможет изменить его мембранный потенциал лишь на ничтожную величину (менее 1 мкв).
Несмотря на весьма ориентировочный характер приведенных расчетов, ясно, что отсутствие структурной непрерывности в рассмотренном нами синапсе делает электрическую кабельную передачу крайне маловероятной; им- педансы нервных окончаний и мышечного волокна настолько «не согласованы», что даже в случае непрерывности цитоплазмы трудно было бы представить себе систему, менее приспособленную для электрической передачи сигналов!
Было сделано несколько попыток проверить это в экс-перименте. Если на нерв вблизи его синапса воздействовать подпороговым током, он не вызывает заметного изменения местного потенциала в мышечном волокне (см. также стр. 169). Когда возникает импульс, он распространяется до окончаний немиелинизированных веточек и возбуждает импульс в мышечном волокне. Если поместить микроэлектрод точно против синаптического контакта между нервом и мышцей, то можно зарегистрировать два отдельных электрических изменения (фиг. 28): сначала электри-ческий ток, генерируемый импульсом в концевом разветвлении аксона, а затем, спустя 0,5-0,8 меек, еще один такой же ток, который возникает в постсинаптической мембране . Эти два события не только разделены во времени; постсинаптическое изменение можно, кроме того, избирательно снять либо с помощью определенных ве-ществ, например кураре, либо путем понижения концентрации кальция или повышения концентрации магния. Обнаруженная задержка в местах мионеврального контакта - явление постоянное и очень важное: оно ясно указывает на отсутствие электрической непрерывности в синапсе. Очевидно, кабельный процесс в пресинаптическом
Мышечное волокно
г-0-

Артефакт Импульс,
раздражения пришедший
I о нервное
і окончание

3
І -
11111111
Время, мсек »¦
Фиг. 28. Точечное отведение от поверхности нервно-мышечного соединения.
При недостатке кальция и повышенной концентрации магния постсинаптическое отклонение может отсутствовать («нулевая» реакция 1) или иметь вид «квантовой» реакции 2. В нормальных условиях происходит значительно большее отклонение 3, приводящее к мышечному спайку.
окончании прекращается, и какой-то иной, неэлектрический процесс служит промежуточным звеном между прибытием нервного импульса и возникновением электрического сигнала в мышечном волокне.
Химическая природа этого промежуточного процесса была раскрыта в работе сэра Генри Дэйла и его сотр. , которые показали, что в результате раздражения двигательного нерва выделяется ацетилхолин и что это вещество оказывает очень сильное стимулирующее действие на скелетную мышцу. Для того чтобы установить роль ацетилхолина как химического передатчика, или медиатора, необходимо было показать: 1) что он выделяется из какого-то пресинаптического участка, 2) что он действует в каком-то постсинаптическомучастке и 3) что количество его, выделяемое нервом, достаточно для инициации импульса в мышце.

Пояснение.

1) средний:Б) ориентировочные рефлексы на зрительные и звуковые раздражители, поворот головы;

Г) регуляция мышечного тонуса и позы тела;

2) продолговатый:В) регулирует деятельность дыхательной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем;

Д) обеспечивает защитные рефлексы чихания, моргания, кашля, рвоты;

3) промежуточный:А) обеспечение постоянства внутренней среды и обменных процессов;

Е) сбор и оценка всей информации, поступающей от органов чувств

Ответ: 312123.

Примечание.

Функции отделов головного мозга.

Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга. В нем находятся ядра VIII-XII пар череп но мозговых нервов. Здесь расположены жизненно важные центры регуляции дыхания, сердечно-сосудистой деятельности пищеварения, обмена веществ. Ядра продолговатого мозга принимают участие в осуществлении безусловных пищевых рефлексов (отделение пищеварительных соков, сосание, глотание), защитных рефлексов (рвота, чихание, кашель, моргание). Проводниковая функция продолговатого мозга заключается в передаче импульсов от спинного мозга в головной и в обратном направлении.

Через средний мозг проходят восходящие пути к коре больших полушарий и мозжечку и нисходящие пути к продолговатому и спинному мозгу (проводниковая функция). В среднем мозге находятся ядра III и IV пар черепно-мозговых нервов. С их участием осуществляются первичные ориентировочные рефлексы на свет и звук: движение глаз, поворот головы в сторону источника раздражения. Средний мозг также участвует в поддержании тонуса скелетных мышц.

Промежуточный мозг расположен над средним мозгом. Главные его отделы - таламус (зрительные бугры) и гипоталамус (подбугровая область). Через таламус к коре головного мозга проходят центростремительные импульсы от всех рецепторов организма (за исключением обонятельного). Информация получает в таламусе соответствующую эмоциональную окраску и передается в большие полушария мозга. Гипоталамус является главным подкорковым центром регуляции вегетативных функций организма, всех видов обмена веществ, температуры тела, постоянства внутренней среды (гомеостаза), деятельности эндокринной системы. В гипоталамусе расположены центры чувства насыщения, голода, жажды, удовольствия. Ядра гипоталамуса участвуют в регуляции чередования сна и бодрствования.

ОТ СОСТАВИТЕЛЕЙ САЙТА.

Считаем некорректным относить «Е) сбор и оценка всей информации, поступающей от органов чувств » к функциям промежуточного мозга. Это функция переднего мозга.

Передний мозг - самый крупный и развитый отдел головного мозга. В сенсорные (чувствительные) зоны коры поступают импульсы от всех рецепторов организма. Так, зрительная зона коры расположена в затылочной доле, слуховая - в височной и т. д. В ассоциативных зонах коры осуществляется хранение, оценка, сопоставление поступающей информации с полученной ранее и т. п. Таким образом, в этой зоне происходят процессы запоминания, научения, мышления.

Но изз тех вариантов, которые предлагаются для выбора и с учетом функции промежеточного мозга (Через таламус к коре головного мозга проходят центростремительные импульсы от всех рецепторов организма)

относим Е к 3

Нервная система человека

Задания с выбором одного верного ответа.

А1. Нервная регуляция функций в теле человека осуществляется с помощью:

1) электрических импульсов,
2) механических раздражений,
3) гормонов,
4) ферментов.

А2. Структурной и функциональной единицей нервной системы считают:

1) нейрон,
2) нервную ткань,
3) нервные узлы,
4) нервы.

А3. Основу нервной деятельности человека и животных составляет:

1) мышление,
2) рассудочная деятельность,
3) возбуждение,
4) рефлекс.

А4. Рецепторы – это чувствительные образования, которые:

1) передают импульсы в центральную нервную систему,
2) передают нервные импульсы со вставочных нейронов на исполнительные,
3) воспринимают раздражения и преобразуют энергию раздражителей в процесс нервного возбуждения,
4) воспринимают нервные импульсы от чувствительных нейронов.

А5. Наиболее чувствительны к недостатку кислорода клетки:

1) спинного мозга,
2) головного мозга,
3) печени и почек,
4) желудка и кишечника.

А6. Пучки длинных отростков нейронов, покрытые соединительнотканной оболочкой и расположенные вне центральной нервной системы, образуют:

1) нервы,
2) мозжечок,
3) спинной мозг,
4) кору больших полушарий.

А7. Произвольные движения человека обеспечивают:

1) мозжечок и промежуточный мозг,
2) средний и спинной мозг,
3) продолговатый мозг и мост,
4) большие полушария переднего мозга.

А8. Регуляцию и согласование физиологических процессов, протекающих во внутренних органах, обеспечивает:

1) промежуточный мозг,
2) средний мозг,
3) спинной мозг,
4) мозжечок.

А9. Соматическая нервная система, в отличие от вегетативной, управляет работой:

1) скелетных мышц,
2) сердца и сосудов,
3) кишечника,
4) почек.

А10. Нервные импульсы передаются в мозг по нейронам:

1) двигательным,
2) вставочным,
3) чувствительным,
4) исполнительным.

А11. Центры глотательных, дыхательных, сердечно-сосудистых и других жизненно важных рефлексов располагаются в:

1) мозжечке,
2) среднем мозге,
3) продолговатом мозге,
4) промежуточном мозге.

А12. Вегетативная нервная система участвует в:

1) осуществлении произвольных движений,
2) восприятии зрительных, слуховых и вкусовых раздражений,
3) регуляции обмена веществ и работы внутренних органов,
4) формировании звуков речи.

А13. Нервным импульсом называют:

1) электрическую волну, бегущую по нервному волокну,
2) передачу информации с одного нейрона на следующий,
3) передачу информации от клетки к клетке,
4) процесс, обеспечивающий торможение клетки-адресата.

А14. По чувствительному нейрону возбуждение направляется:

1) в центральную нервную систему,
2) к исполнительному органу,
3) к рецепторам,
4) к мышцам.

А15. Нервные импульсы передаются от органов чувств в мозг по:

1) двигательным нейронам,
2) вставочным нейронам,
3) чувствительным нейронам,
4) коротким отросткам двигательных нейронов.

А16. Внешние раздражители преобразуются в нервные импульсы в:

1) нервных волокнах,
2) телах нейронов центральной нервной системы,
3) рецепторах,
4) телах вставочных нейронов.

А17. У человека за расширение зрачка отвечает:

1) симпатический отдел нервной системы,
2) парасимпатический отдел нервной системы,

4) центральная нервная система.

А18. Короткий отросток нервной клетки называется:

1) аксон,
2) нейрон,
3) дендрит,
4) синапс.

А19. Длинный отросток нервной клетки называется:

1) аксон,
2) нейрон,
3) дендрит,
4) синапс.

А20. Место контактов двух нервных клеток друг с другом называется:

1) аксон,
2) нейрон,
3) дендрит,
4) синапс.

А21. Нервы – это:

1) нейронная цепь,
2) скопление тел нейронов,
3) пучки аксонов, выходящие за пределы мозга,
4) рецепторы.

А22. Полушария головного мозга соединяются друг с другом:

1) мостом,
2) мозолистым телом,
3) средним мозгом,
4) промежуточным мозгом.

А23. Влияние парасимпатической нервной системы на сердечную деятельность выражается в:

1) замедлении сердцебиения,
2) учащении сердцебиения,
3) остановке сердца,
4) аритмии.

А24. Нервная система – это:

1) орган,
2) ткань,
3) система органов,
4) органоид.

А25. Нервная система человека, в отличие от эндокринной:

1) реагирует на внешние, а не на внутренние воздействия,
2) полностью подчинена сознанию,
3) действует быстрее,
4) не работает во время сна.

А26. Рефлексы, которые не могут быть усилены или заторможены по воле человека, осуществляются через нервную систему:

1) центральную,
2) вегетативную,
3) соматическую,
4) периферическую.

А27. Аксоны – отростки нервных клеток, которые выходят за пределы центральной нервной системы, собираются в пучки и образуют:

1) подкорковые ядра,
2) нервные узлы,
3) кору мозжечка,
4) нервы.

А28. Нейрон – это:

1) многоядерная клетка с отростками,
2) одноядерная клетка с отростками,
3) безъядерная клетка с отростками,
4) многоядерная клетка с ресничками.

А29. В приспособительных реакциях организма на изменения условий среды ведущую роль играет:

1) головной мозг,
2) вегетативная нервная система,
3) соматическая нервная система,
4) органы чувств.

А30. Нервные клетки отличаются от остальных наличием:

1) ядра с хромосомами,
2) отростков разной длины,
3) многоядерностью,
4) сократимостью.

А31. Передача возбуждения по нерву или мышце объясняется:

1) разностью концентраций ионов натрия и калия внутри и вне клетки,
2) разрывом водородных связей между молекулами воды,
3) изменением концентрации водородных ионов,
4) теплопроводностью воды.

А32. Рефлекс, нервный центр которого лежит за пределами продолговатого мозга:

1) кашель,
2) глотание,
3) слюноотделение,
4) коленный.

А33. Промежуточный мозг регулирует:

1) обмен веществ,
2) потребление пищи и воды,
3) поддержание постоянной температуры тела,
4) верны все ответы.

А34. В продолговатом мозге расположен центр рефлекса:

1) чихания,
2) мочеиспускания,
3) дефекации,
4) коленного.

А35. Центры кашля и чихания находятся в:

1) спинном мозге,
2) продолговатом мозге,
3) среднем мозге,
4) переднем мозге.

А36. Парасимпатическая нервная система снижает:

1) частоту сердечных сокращений,
2) силу сердечных сокращений,
3) уровень глюкозы в плазме,
4) все перечисленные параметры.

Задания с выбором нескольких правильных ответов.

В1. Белое вещество переднего отдела головного мозга:

А) образует его кору,
Б) расположено под корой,
В) состоит из нервных волокон,
Г) образует подкорковые ядра,
Д) соединяет кору головного мозга с другими отделами головного мозга и со спинным мозгом,
Е) выполняет функцию высшего анализатора сигналов от всех рецепторов тела.

В2. Деятельность каких органов регулирует вегетативная нервная система человека?

А) мышц верхних и нижних конечностей,
Б) сердца и кровеносных сосудов,
В) органов пищеварения,
Г) мимических мышц,
Д) почек и мочевого пузыря,
Е) диафрагмы и межрёберных мышц.

В3. К периферической нервной системе относят:

А) мост,
Б) мозжечок,
В) нервные узлы,
Г) спинной мозг,
Д) чувствительные нервы,
Е) двигательные нервы.

В4. В мозжечке лежат центры регуляции:

А) мышечного тонуса,
Б) сосудистого тонуса,
В) позы и равновесия тела,
Г) координации движений,
Д) эмоций,
Е) вдоха и выдоха.

Задания на установление соответствия.

В5. Установите соответствие между отдельной функцией нейрона и типом нейрона, который эту функцию выполняет.

В6. Установите соответствие между отделами нервной системы и их функциями.

ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ФУНКЦИИ	ОТДЕЛ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
1) сужает сосуды,	А) симпатическая,
2) урежает ритм работы сердца,	Б) парасимпатическая.
3) сужает бронхи,
4) расширяет зрачок.

В7. Установите соответствие между строением и функциями нейрона и его отростками.

В8. Установите соответствие между свойствами нервной системы и её типами, которые этими свойствами обладают.

В9. Установите соответствие между примерами нервной деятельности человека и функциями спинного мозга.

В10. Установите соответствие между особенностью строения и функцией головного мозга и его отделом.

Задание на установление правильной последовательности.

В11. Установите правильную последовательность расположения отделов ствола головного мозга, по направлению от спинного мозга.

А) промежуточный мозг,
Б) продолговатый мозг,
В) средний мозг,
Г) мост.

Задания со свободным ответом.

С1. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, которых сделаны ошибки, объясните их.

1. Кора больших полушарий образована серым веществом.
2. Серое вещество состоит из отростков нейронов.
3. Каждое полушарие разделяется на лобную, теменную, височную и затылочную доли.
4. Зрительная зона находится в лобной доле.
5. Слуховая зона находится в теменной доле.

С2. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки, объясните их.

1. Нервная система делится на центральную и соматическую.
2. Соматическая нервная система делится на периферическую и вегетативную.
3. Центральный отдел соматической нервной системы состоит из спинного и головного мозга.
4. Вегетативная нервная система координирует деятельность скелетной мускулатуры и обеспечивает чувствительность.

Ответы к заданиям части А.

№

ответ

№

ответ

№

ответ

Ответы к заданиям части В с выбором нескольких правильных ответов.

№ задания
ответ
№ задания
ответ

Изучение природы нервного импульса было связано с особыми трудностями, так как при прохождении импульса по нерву никаких видимых изменений не происходит. Лишь недавно, с развитием микрохимических методов, удалось показать, что во время проведения импульса нерв расходует больше энергии, потребляет больше кислорода и выделяет больше углекислоты, чем в состоянии покоя. Это указывает на то, что в проведении импульса, в восстановлении исходного состояния после проведения или в обоих этих процессах участвуют окислительные реакции.

Когда примерно 100 лет назад было установлено, что нервный импульс сопровождается определенными электрическими явлениями, возникло мнение, что сам импульс представляет собой электрический ток. В то время было известно, что электрический ток распространяется очень быстро, и поэтому высказывалось мнение, что скорость распространения нервного импульса слишком велика, чтобы ее можно было измерить. Десять лет спустя Гельмгольц измерил скорость проведения импульса, раздражая нерв, идущий к мышце, на различных расстояниях от мышцы и измеряя время, протекавшее между раздражением и сокращением. Таким способом он показал, что нервный импульс распространяется гораздо медленнее электрического - в нервах лягушки со скоростью около 30 м/сек. Это, конечно, свидетельствовало о том, что нервный импульс не есть электрический ток, подобный току в медном проводе. Кроме того, мертвый или раздавленный нерв все еще проводит ток, но не проводит нервных импульсов, и, раздражаем ли мы нерв током, прикосновением, приложением тепла или химическими факторами, возникающий при этом импульс распространяв "я со скоростью одного и того же порядка. Из этого мы заключаем, что нервный импульс представляет собой не электрический ток, а электрохимическое возмущение в нервном волокне. Вызванное раздражителем возмущение в одном участке нервного волокна вызывает такое же возмущение в соседнем участке и так далее до тех пор, пока импульс не дойдет до конца волокна. Таким образом, передача импульса подобна горению бикфордова шнура: от теплоты, выделяющейся при горении одного участка шнура, загорается следующий участок и т. д. В нерве роль теплоты выполняют электрические явления, которые, возникнув в одном участке, стимулируют следующий.

Передача нервного импульса сходна с горением бикфордова шнура и в некоторых других отношениях. Скорость горения шнура не зависит от количества тепла, затраченного при его зажигании, если только этого тепла достаточно, чтобы шнур загорелся. Не имеет значения и метод зажигания. Так же обстоит дело и с нервом. Нерв не будет реагировать, пока к нему не будет приложено раздражение определенной минимальной силы, но дальнейшее увеличение силы раздражения не заставит импульс распространяться быстрее. Это обусловлено тем, что энергию для проведения импульса доставляет сам нерв, а не раздражитель. Описанное явление отражено в законе «все или ничего»: нервный импульс не зависит от природы и силы вызвавшего его раздражителя, если только раздражитель обладает достаточной силой, чтобы вызвать появление импульса. Хотя скорость проведения не зависит от силы раздражителя, она зависит от состояния нервного волокна, и различные вещества могут замедлять передачу импульса или делать ее невозможной.

Сгоревший шнур нельзя использовать вторично, нервное же волокно способно восстанавливать свое исходное состояние и передавать другие импульсы. Оно, однако, не может проводить их непрерывно: после проведения одного импульса проходит определенное время, прежде чем волокно сможет передавать второй импульс. Этот промежуток времени, называемый рефрактерным периодом, продолжается от 0,0005 до 0,002 сек. В это время происходят химические и физические изменения, в результате которых волокно возвращается в первоначальное состояние.

Насколько нам известно, импульсы, передаваемые нейронами всех типов - двигательными, чувствительными или вставочными, в основном сходны между собой. То, что один

импульс вызывает ощущение света, другой - ощущение звука, третий - мышечное сокращение, а четвертый стимулирует секреторную деятельность железы, всецело зависит от природы тех структур, к которым приходят импульсы, а не от каких-либо особенностей самих импульсов.

Хотя нервное волокно можно стимулировать в любой его точке, в нормальных условиях возбуждение вызывается только на одном его конце, от которого импульс идет вдоль волокна до его другого конца1. Соединение между последовательными нейронами называется синапсом. Нервный импульс передается с кончика аксона одного нейрона на дендрит следующего через синаптическое соединение путем выделения у кончика аксона определенного вещества. Это вещество вызывает появление нервного импульса в дендрите следующего аксона. Передача возбуждения через синапс происходит значительно медленнее, чем передача его по нерву. В нормальных условиях импульсы проходят только в одном направлении: в чувствительных нейронах они идут от органов чувств к спинному и головному мозгу, а в двигательных - от головного и спинного мозга к мышцам и железам. Направление определяется синапсом, так как только кончик аксона способен выделять вещество, стимулирующее другой нейрон. Каждое отдельное нервное волокно может проводить импульс в обоих направлениях; при электрическом раздражении волокна где-либо в середине возникают два импульса, один из которых идет в одном направлении, а другой - в другом (эти импульсы можно обнаружить соответствующими электрическими приборами),. но лишь тот из них, который идет по направлению к кончику аксона, может стимулировать следующий нейрон в цепи. Импульс, идущий к дендриту, «остановится», достигнув его конца.

Химические и электрические процессы, с которыми связана передача нервного импульса, во многом сходны с процессами, происходящими при мышечном сокращении. Но проводящий импульсы нерв расходует очень мало энергии по сравнению с сокращающейся мышцей; теплота, образующаяся при раздражении нерва в течение 1 мин, в расчете на 1 г ткани эквивалентна энергии, выделяющейся при окислении 0,000001 г гликогена. Это " означает, что если бы нерв содержал в качестве источника энергии лишь 1% гликогена, его можно было бы стимулировать непрерывно в течение недели и запас гликогена не был бы исчерпан. При достаточном снабжении кислородом нервные волокна практически неутомляемы. Какова бы ни была природа «умственного утомления», это не может быть настоящим утомлением нервных волокон. Ссылки по теме

Нейроны

У высших животных нервные клетки образуют органы центральной нервной системы (ЦНС) - головной и спинной мозг — и периферической нервной системы (ПНС), которая включает в себя нервы и их отростки, соединяющие ЦНС с мышцами, железами и рецепторами.

Структура

Нервные клетки не воспроизводятся митозом (делением клеток). Нейроны называют амитотическими клетками - если они разрушены, они уже не восстановятся. Ганглии — это пучки нервных клеток вне ЦНС. Все нейроны состоят из перечисленных ниже элементов.

Тело клетки . Это ядро и цитоплазма.

Аксон. Это длинный, тонкий отросток, который передает информацию от тела клетки к другим кяеткам через соединения, называемые синапсами. Некоторые аксоны имеют длину меньше сантиметра, а другие — более 90 см. Большинство аксонов находятся в защитном веществе, называемом миелиновой оболочкой, которая помогает ускорить процесс передачи нервных импульсов. Сужения на аксоне через определенный промежуток называются перехватами Ранвье.

Дендриты. Это сеть коротких волокон, которые отходят от аксона или тела клетки и соединяют концы аксонов от других нейронов. Дендриты получают информацию для клетки, получая и проводя сигналы. У каждого нейрона могут быть сотни дендритов.

Структура нейрона

Функции

Нейроны контактируют друг с другом электрохимическим способом, передавая импульсы по всему телу.

Миелиновая оболочка

. Шванновские клетки обвивают спиралью один или более аксонов (а) , образуя миелиновую оболочку.
. Она состоит из нескольких слоев (возможно, 50-100) плазматических мембран (б) , между которыми циркулирует жидкая цитозоль (цитоплазма, лишенная ипохондрий и др. элементов эндоплазматической сети), за исключением самого верхнего слоя (в) .
. Миелиновая оболочка вокруг длинного аксона разделена на сегменты, каждый из которых образован отдельной Шванновской клеткой.
. Соседние сегменты разделены сужениями, называемым перехватами Ранвье (г) , где аксон не имеет миелиновой оболочки.

Нервные импульсы

У высших животных сигналы посылаются по всему телу и от головного мозга в виде электрических импульсов, передаваемых через нервы. Нервы создают импульсы, когда происходит физическое, химическое или электрическое изменение мембраны клетки.

1 Покоящийся нейрон

Покоящийся нейрон имеет отрицательный заряд внутри мембраны клетки (а) и позитивный заряд вне этой мембраны (б). Такое явление называется остаточным потенциалом мембраны.

Он поддерживается двумя факторами:

Различная проницаемость клеточной мембраны для ионов натрия и калия, у которых одинаковый положительный заряд. Натрий диффузирует (проходит) в клетку медленнее, чем калий выходит из нее.

Обмен натрий-калий, при котором из клетки выходит больше положительных ионов, чем входит в нее. В результате вне клеточной мембраны скапливается большая часть положительных ионов, чем внутри нее.

2 Стимулированный нейрон

Кода нейрон стимулируется, проницаемость какого-либо участка (в) клеточной мембраны изменяется. Положительные ионы натрия (г) начинают проникать в клетку быстрее, чем в покоящемся положении, что приводит к повышению положительного потенциала внутри клетки. Это явление называется деполяризацией.

3 Нервный импульс

Деполяризация постепенно распространяется на всю клеточную мембрану (д). Постепенно заряды по сторонам клеточной мембраны меняются (не некоторое время). Это явление называется обратной поляризацией. Это и есть, по сути, нервный импульс, передающийся вдоль клеточной мембраны нервной клетки.

4 Реполяризация

Проницаемость клеточной мембраны снова меняется. Положительные ионы натрия (Na+) начинают выходит из клетки (е). Наконец, вне клетки снова образуется положительный заряд, а внутри нее - положительный. Этот процесс называется реполяризацией.