Нервная система человека
СОДЕРЖАНИЕ: Общая характеристика нервной системы. Форма и размеры нейронов, передача возбуждения. Строение нейроглиальных клеток, выполняемые функции. Условные и безусловные рефлексы. Процессы, происходящие в центральной нервной системе во время физической нагрузки.Нервная система человека
1. Нервная система человека. Определение, общая характеристика, классификация
Нервная система (sustema nervosum) — комплекс анатомических структур, обеспечивающих индивидуальное приспособление организма к внешней среде и регуляцию деятельности отдельных органов и тканей.
Существовать может только такая биологическая система, которая способна действовать сообразно внешним условиям в тесной связи с возможностями самого организма. Именно этой единой цели — установлению адекватного среде поведения и состояния организма — подчинены функции отдельных систем и органов в каждый момент времени. В этом плане биологическая система выступает как единое целое.
Нервная система действует как интегративная система, связывая в одно целое чувствительность, двигательную активность и работу других регуляторных систем (эндокринной и иммунной). Нервная система вместе с железами внутренней секреции (эндокринными железами) является главным интегрирующим и координирующим аппаратом, который, с одной стороны, обеспечивает целостность организма, с другой, — его поведение, адекватное внешнему окружению.
К нервной системе относятсяголовной и спинной мозг , а также нервы, нервные узлы, сплетения и т.п . Все эти образования преимущественно построены из нервной ткани, которая: - способна возбуждаться под влиянием раздражения из внутренней или внешней для организма среды и - проводить возбуждение в виде нервного импульса к различным нервным центрам для анализа, а затем - передавать выработанный в центре «приказ» исполнительным органам для выполнения ответной реакции организма в форме движения (перемещения в пространстве) или изменения функции внутренних органов. Возбуждение — активный физиологический процесс, которым некоторые виды клеток отвечают на внешнее воздействие. Способность клеток к возникновению возбуждения называется возбудимостью. К возбудимым клеткам относятся нервные, мышечные и железистые. Все остальные клетки обладают только раздражимостью, т.е. способностью изменять свои метаболические процессы при действии на них каких-либо факторов (раздражителей). В возбудимых тканях, особенно в нервной, возбуждение может распространяться по нервному волокну и является носителем информации о свойствах раздражителя. В мышечных и железистых клетках возбуждение является фактором, запускающим их специфическую деятельность, — сокращение, секрецию. Торможение в центральной нервной системе — активный физиологический процесс, результатом которого является задержка возбуждения нервной клетки. Вместе с возбуждением торможение составляет основу интегративной деятельности нервной системы и обеспечивает координацию всех функций организма.
Нервная система человека классифицируется:
по условиям формирования и виду управления как:
- Низшая нервная деятельность
- Высшая нервная деятельность
по способу передачи информации как:
- Нейрогуморальная регуляция
- Рефлекторная деятельность
по области локализации как:
- Центральная нервная система
- Периферическая нервная система
по функциональной принадлежности как:
- Вегетативная нервная система
- Соматическая нервная система
- Симпатическая нервная система
- Парасимпатическая нервная система
Общая характеристика нервной системы:
Нервная система состоит из нейронов , или нервных клеток и нейроглии, или нейроглиальных клеток.
Нейроны:
Это основные структурные и функциональные элементы как в центральной, так и периферической нервной системе. Нейроны — это возбудимые клетки, то есть они способны генерировать и передавать электрические импульсы (потенциалы действия). Нейроны имеют различную форму и размеры, формируют отростки двух типов: аксоны и дендриты . У нейрона обычно несколько коротких разветвлённых дендритов, по которым импульсы следуют к телу нейрона, и один длинный аксон, по которому импульсы идут от тела нейрона к другим клеткам (нейронам, мышечным либо железистым клеткам). Передача возбуждения с одного нейрона на другие клетки происходит посредством специализированных контактов — синапсов.
Отростки нейронов окружены оболочками и объединены в пучки, которые и образуют нервы . Оболочки изолируют отростки разных нейронов друг от друга и способствуют проведению возбуждения. Покрытые оболочками отростки нервных клеток называются нервными волокнами . Число нервных волокон в различных нервах колеблется от 102 до 105. Большинство нервов содержат отростки как чувствительных, так и двигательных нейронов. Вставочные нейроны преимущественно располагаются в спинном и головном мозге, их отростки образуют проводящие пути центральной нервной системы. Большинство нервов человеческого тела смешанные , то есть содержат и чувствительные, и двигательные нервные волокна. Именно поэтому при поражении нервов расстройства чувствительности почти всегда сочетаются с двигательными нарушениями. Раздражение воспринимается нервной системой через органы чувств (глаз, ухо, органы обоняния и вкуса) и специальные чувствительные нервные окончания - рецепторы, расположенные в коже, внутренних органах, сосудах, скелетных мышцах и суставах.
Нейроглия:
Нейроглиальные клетки более многочисленны, чем нейроны и составляют по крайней мере половину объёма ЦНС, но в отличие от нейронов они не могут генерировать потенциалов действия. Нейроглиальные клетки различны по строению и происхождению, они выполняют вспомогательные функции в нервной системе, обеспечивая опорную, трофическую, секреторную, разграничительную и защитную функции.
Нейрогуморальная регуляция (греч. neuron нерв + лат. humor жидкость) — регулирующее и координирующее влияние нервной системы и содержащихся в крови, лимфе и тканевой жидкости биологически активных веществ на процессы жизнедеятельности организма человека и животных. В нейрогуморальной регуляции функций участвуют многочисленные специфические и неспецифические продукты обмена веществ (метаболиты). Нейрогуморальная регуляция имеет важное значение для поддержания относительного постоянства состава и свойств внутренней среды организма, а также для приспособления организма к меняющимся условиям существования. Взаимодействуя с соматической (анимальной) нервной системой и эндокринной системой, нейрогуморальная регулятивная функция обеспечивает поддержание постоянства гомеостаза и адаптацию в меняющихся условиях внешней среды. Длительное время нервную регуляцию активно противопоставляли гуморальной. Современная физиология полностью отвергла противопоставление отдельных видов регуляции (например, рефлекторной — гуморально-гормональной или иной). На ранних этапах эволюционного развития животных нервная система находилась в зачаточном состоянии. Связь между отдельными клетками или органами у таких организмов осуществлялась с помощью различных химических веществ, выделяемых работающими клетками или органами (т.е. носила гуморальный характер). По мере совершенствования нервной системы гуморальная регуляция постепенно попадала под контролирующее влияние более совершенной нервной системы. В то же время многие передатчики нервного возбуждения (ацетилхолин, норадреналин, гемма-аминомасляная кислота, серотонин и др.), выполнив свою основную роль — роль медиаторов и избежав ферментативной инактивации или обратного захвата нервными окончаниями, поступают в кровь, осуществляя дистантное (немедиаторное) действие. При этом биологически активные вещества проникают через гистогематические барьеры в органы и ткани, направляют и регулируют их жизнедеятельность.
Рефлекторная деятельность : Рефлекс (лат. reflexus повернутый назад, отраженный) - это ответная реакция организма на внешнее или внутреннее раздражение с участием нервной системы, обеспечивающая возникновение, изменение или прекращение функциональной активности органов, тканей или целостного организма, осуществляемая при участии центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепторов организма. Путь рефлекса в организме - это цепочка последовательно связанных между собой нейронов, передающих раздражение от рецептора в спинной или головной мозг, а оттуда - к рабочему органу (мышце, железе). Это называется рефлекторной дугой. Каждый нейрон в рефлекторной дуге выполняет свою функцию. Среди нейронов можно выделить три вида: - воспринимающий раздражение - чувствительный (афферентный ) нейрон, - передающий раздражение на рабочий орган - двигательный (эфферентный ) нейрон, - соединяющий между собой чувствительный и двигательный нейроны - вставочный ( ассоциативный нейрон ). При этом возбуждение всегда проводится в одном направлении: от чувствительного к двигательному нейрону. Рефлекс является элементарной единицей нервного действия . В естественных условиях рефлексы осуществляются не изолированно, а объединяются (интегрируются) в сложные рефлекторные акты , имеющие определенную биологическую направленность. Биологическое значение рефлекторных механизмов заключается в регуляции работы органов и координации их функционального взаимодействия с целью обеспечения постоянства внутренней среды организма,сохранение его целостности и возможности приспособления к постоянно меняющимся условиям окружающей среды.
По классификации И.И. Павлова, все рефлексы делят на врожденные, или безусловные (они являются видовыми и относительно постоянными), и индивидуально приобретенные, или условные рефлексы (носят изменчивый и временный характер и вырабатываются в процессе взаимодействия организма с окружающей средой). Безусловные рефлексыподразделяются на простые (пищевые, оборонительные, половые, висцеральные, сухожильные) и сложные рефлексы (инстинкты, эмоции). Условные рефлексы — реакции организма (рефлексы), вырабатываемые при определенных условиях в течение жизни человека или животного на базе врожденных безусловных рефлексов. В отличие от безусловных рефлексов, условные рефлексы обладают способностью к быстрому образованию (когда это необходимо организму в данной ситуации) и к такому же быстрому угасанию (когда в них исчезает необходимость). Совокупность безусловных рефлексов составляет высшую нервную деятельность. Высшая нервная деятельность — интегративная деятельность высших отделов центральной нервной системы (коры больших полушарий и подкорковых центров), обеспечивающая наиболее совершенное приспособление животных и человека к окружающей среде.
Нервную систему принято обычно подразделять на центральную и периферическую.
Существует еще одна классификация нервной системы, независимая от первой. По этой классификации нервную систему подразделяют на соматическую и вегетативную .
К соматической нервной системе (от латинского слова «сома» - тело) относится часть нервной системы (и тела клеток, и их отростки), которая управляет деятельностью скелетных мышц (тела) и органов чувств. Эта часть нервной системы в большой степени контролируется нашим сознанием. То есть мы способны по своему желанию согнуть или разогнуть руку, ногу и так далее.
Однако мы неспособны сознательно прекратить восприятие, например, звуковых сигналов.
Вегетативная нервная система (в переводе с латинского «вегетативный» - растительный) - это часть нервной системы (и тела клеток, и их отростки), которая управляет процессами обмена веществ, роста и размножения клеток, то есть функциями - общими и для животных, и для растительных организмов. В ведении вегетативной нервной системы находится, например, деятельность внутренних органов и сосудов.
Вегетативная нервная система практически не контролируется сознанием, то есть мы не способны по своему желанию снять спазм желчного пузыря, остановить деление клетки, прекратить деятельность кишечника, расширить или сузить сосуды.
2. Центральная нервная система и перифрическая нервная система
В результате длительного эволюционного развития нервная система оказалась представленной двумя отделами. Они отчетливо различаются внешне, но структурно и функционально составляют единое целое. Это центральная нервная система в виде головного и спинного мозга и периферическая нервная система, представленная нервами, нервными сплетениями и узлами.
Центральная нервная систем а (systema nervosum centrale) представлена головным и спинным мозгом. В их толще отчетливо определяются участки серого цвета (серое вещество), такой вид имеют скопления тел нейронов, и белое вещество, образованное отростками нервных клеток, посредством которых они устанавливают связи между собой. Количество нейронов и степень их концентрации значительно выше в верхнем отделе, который в результате принимает вид объемного головного мозга.
Головной мозг состоит из трех основных частей, или отделов. Его ствол является продолжением спинного мозга и служит опорой большого мозгового свода - головного мозга, ответственного за большую часть сознательного мышления. Ниже располагается мозжечок . Хотя многие сенсорные и моторные нейроны, соответственно, оканчиваются и начинаются в головном мозге, большинство мозговых нейронов являются промежуточными, в чью задачу входит фильтрация, анализ и хранение информации.
Одной из важнейших функций головного мозга является запоминание информации, полученной от органов чувств. Впоследствии эту информацию можно вызвать и использовать при принятии решений. Например, запоминается болевое ощущение при касании горячей плиты, и позднее память будет влиять на решение, стоит ли касаться других плит.
За большинство осознанных действий отвечает верхняя часть, или кора головного мозга . Одни ее доли участвуют в восприятии информации, другие отвечают за речь и язык, а остальные служат началом двигательным проводящим путям и управляют движениями.
Между этими моторно-сенсорными и речевыми участками коры головного мозга находятся ассоциированные участки, состоящие из миллионов взаимосвязанных нейронов. Они связаны с рассуждениями, эмоциями и принятием решений. Мозжечок крепится к мозговому стволу сразу же под головным мозгом и в основном отвечает за двигательную деятельность. Он посылает сигналы, которые вызывают непроизвольные движения в мышцах, позволяющие сохранять позу и равновесие, и вместе с двигательными участками головного мозга обеспечивает координацию телодвижений.
Сам ствол мозга состоит из ряда различных структур, выполняющих разные задачи, и важнейшими среди них являются центры, контролирующие работу легких, сердца и кровеносных сосудов. Здесь же контролируются такие функции как моргание и рвота. Другие структуры играют роль ретрансляционных станций, передавая сигналы от спинного мозга или черепно-мозговых нервов.
Хотя гипоталамус является одним из самых малых элементов ствола головного мозга, он контролирует химический, гормональный и температурный баланс организма.
Спинной мозг находится в позвоночном канале на протяжении от I шейного до II поясничного позвонка. Внешне спинной мозг напоминает тяж цилиндрической формы. От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов, которые покидают позвоночный канал через соответствующие межпозвоночные отверстия и симметрично разветвляются в правой и левой половинах тела. В спинном мозге выделяют шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый отделы, соответственно, среди спинномозговых нервов рассматривают 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1-3 копчиковых нерва.
Участок спинного мозга, соответствующий паре (правому и левому) спинномозговых нервов, называют сегментом спинного мозга. Каждый спинномозговой нерв образуется в результате слияния переднего и заднего корешков, отходящих от спинного мозга. На заднем корешке расположено утолщение - спинномозговой узел, здесь находятся тела чувствительных нейронов.
По отросткам чувствительных нейронов возбуждение проводится от рецепторов в спинной мозг. Передние корешки спинномозговых нервов образованы отростками двигательных нейронов, по которым передаются команды из центральной нервной системы к скелетным мышцам и внутренним органам. На уровне спинного мозга замыкаются рефлекторные дуги, обеспечивающие наиболее простые рефлекторные реакции, такие как сухожильные рефлексы (например, коленный рефлекс), сгибательные рефлексы при раздражении болевых рецепторов кожи, мышц и внутренних органов. Примером простейшего спинномозгового рефлекса может служить отдергивание руки при ее прикосновении к горячемупредмету. С рефлекторной деятельностью спинного мозга связано поддержание позы, сохранение устойчивого положения тела при поворотах и наклонах головы, чередование сгибания и разгибания парных конечностей при ходьбе, беге и т.п. Кроме того, спинной мозг играет важную роль в регуляции деятельности внутренних органов, в частности, кишечника, мочевого пузыря, сосудов.
Периферическая нервная система в своей основе является связующим звеном между центральной нервной системой и органами. Нервы, составляющие периферическую нервную систему, не являются самостоятельными структурами, их образуют отростки двигательных нейронов, тела которых находятся в головном и спинном мозге, и отростки чувствительных нейронов, несущих информацию в центральную нервную систему. Таким образом, с точки зрения функций и строения, деление нервной системы на центральную и периферическую имеет относительный характер, нервная система едина. Нервы, составляющие периферическую нервную систему, образованы двигательными, чувствительными и вегетативными волокнами. Двигательные волокна представляют собой длинные отростки (аксоны) нейронов, тела которых находятся в спинном и в части головного мозга, они следуют к поперечнополосатым волокнам мышц тела. Чувствительные волокна — отростки одноименных нейронов, чьи тела располагаются в виде скоплений (чувствительных узлов) внутри нервов в непосредственной близости к центральной нервной системе, они несут информацию к центрам спинного и головного мозга. Периферическая нервная система представлена: а) 12-ю черепными нервами (с обеих сторон), которые обеспечивают контроль головного мозга над областью головы и части шеи; б) 31-й парой спинномозговых нервов, через которые спинной мозг контролирует туловище, конечности, органы грудной и брюшной полостей.
3. Воздействие физической нагрузки на центральную нервную систему
Основные процессы, происходящие в нервной системе во время интенсивной физической нагрузки:
Формирование в головном мозге модели конечного результата деятельности.
Формирование в головном мозге программы предстоящего поведения.
Генерация в головном мозге нервных импульсов, запускающих мышечное сокращение, и передача их мышцам.
Управление изменениями в системах, обеспечивающих мышечную деятельность и не принимающих участие в мышечной работе.
Восприятие информации о том, каким образом происходит сокращение мышц, работа других органов, как изменяется окружающая обстановка.
Анализ информации, поступающей от структур организма и окружающей обстановки.
Внесение при необходимости коррекций в программу поведения, генерация и посылка новых исполнительных команд мышцам.
Изменения при значительных мышечных нагрузках:
| Изменение секреции гормона | Физиологический эффект |
| Гормоны, содержание которых повышается | |
| Повышается выделение адреналина и норадреналина мозгового вещества надпочечников. | Повышается возбудимость нервной системы, увеличивается частота и сила сердечных сокращений, увеличивается частота дыхания, расширяются бронхи, расширяются кровеносные сосуды мышц, головного мозга, сердца, сужаются кровеносные сосуды неработающих органов (кожи, почек, пищеварительного тракта и др.), увеличивается скорость распада веществ, освобождая энергию для мышечного сокращения. |
Систематическое вовлечение мышечной системы в двигательную активность оказывает огромное влияние на весь организм, а так же стимулирует интеллектуальную деятельность человека, повышает продуктивность умственного труда. Важнейшим условием, повышающим работу памяти, является здоровое состояние нервов, для чего необходимы физические упражнения. Под влиянием физических тренировок увеличивается сила и подвижность нервных процессов в коре головного мозга.
Активная мышечная деятельность предупреждает такие расстройства, как нарушения высшей нервной деятельности, ухудшения внимания, памяти, дисфункция вегетативной нервной системы, нарушения реакций, и многие другие.
Список используемой литературы
1) Физиология человека (учебник для мед.вузов), Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А., под ред. академика РАМН Агаджаняна и профессора Н.А.Циркина, Москва, Медицинская книга, Н.Новгород, Издательство НГМА, 2003
2) Новый иллюстрированный энциклопедический словарь – М.: Большая Российская энцикл., 2001.– 912 с.
3) Меерсон Ф.З.,М.Г. Пшенникова. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам. - М.: Медицина, 1988. - 256 с.