Задания для самоподготовки. 1. Как изменится мембранный потенциал, если поток Na+ внутрь клетки увеличится, а количество К+ останется пре-жним?

1. Как изменится мембранный потенциал, если поток Na⁺ внутрь клетки увеличится, а количество К⁺ останется пре-жним?

2. Как изменится мембранный потенциал нервного во­локна, если закрыть Na⁺–каналы?

3. Как изменится мембранный потенциал, если заблоки-ровать работу Na⁺-К⁺-зависимой АТФазы?

4. Схема какого процесса приведена ниже? Добавьте не-достающие звенья:

Раздражение_______________ вход Na⁺ внутрь клетки

________ генерация потенциала действия и перезарядка мемб­
раны -» увеличение К⁺ проницаемости_____________ активация

Na⁺K⁺ зависимой АТФазы______________ восстановление

мембранного потенциала.

5. Изменится ли (и если да, то на сколько %) величина
потенциала покоя, если искусственно снизить на 30% кон-
центрацию ионов К⁺ внутри нервного волокна?

6. Какая из перечисленных возбудимых структур харак-теризуется наибольшей лабильностью: нерв, синапс, мыш-ца? У какой структуры лабильность наименьшая?

7. Перед вами два нерва. Как будет происходить про­ведение по ним возбуждения, если нарушить целостность мембраны в указанных участках? Раздражение подается на точку А.

8. Сколько времени потребуется на регенерацию нерва, если его длина до травмы была равна 45 см? Скорость реге-нерации принять за 3 мм/сутки. Нерв перерезан на границе верхней и средней его трети.

9. Определите, сколько перехватов Ранвье находится меж-ду электродами, если известно, что возбуждение проходит это расстояние за 140 мс (а время прохода через перехват 0,07 мс) [11: 16].

Контрольные вопросы к теме 1

1. Сравните строение и функции различных тканей организма человека. Чем отличается от других нервная ткань?

2. Назовите органеллы нейрона и их важнейшие функции.

3. Какими свойствами характеризуется нервная ткань? Объясните механизм быстрого проведения нервных импульсов по нервным во­локнам.

4. Назовите особенности проведения возбуждения в химических синапсах.

Тема 2. Морфофункциональная характеристика

ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ.

Рефлекторная деятельность

Цель работы: изучить строение и функции головного и спинного мозга, механизм работы нервной системы.

Оборудование: муляжи, плакаты, таблицы Атласа, мик-ропрепараты, схемы, видеокассета.

Строение головного и спинного мозга Содержание занятия

Центральная нервная система представлена спинным и головным мозгом.

Спинной мозг расположен в позвоночном канале. В цент-ре спинного мозга проходит спинномозговой канал, вокруг которого сосредоточено серое вещество (образовано телами нервных клеток). Наружный слой спинного мозга образован белым веществом, состоящим из отростков нейронов, кото­рые формируют проводящие пути. На поперечных срезах серое вещество напоминает контур бабочки и состоит из пе-редних, задних, боковых рогов и промежуточной части, со­единяющей их. В передних рогах расположены двигательные нейроны (мотонейроны), аксоны которых иннервируют ске-летные мышцы, в задних - вставочные нейроны, связываю-щие чувствительные и двигательные нейроны, а в боковых рогах - вегетативные нейроны, аксоны которых идут на пе-риферию к вегетативным узлам. От спинного мозга отходит

31 пара смешанных спинномозговых нервов, каждый из ко­торых начинается двумя корешками - передним и задним (двигательным и чувствительным соответственно). В состав передних корешков входят также вегетативные волокна. На задних корешках находятся спинномозговые узлы (скопле-ния чувствительных нервных клеток). В межпозвоночных отверстиях двигательные и чувствительные корешки соеди-няются, образуя смешанные нервы.

Спинной мозг выполняет две важные функции: рефлек-торную и проводниковую. Двигательные нейроны спинно­го мозга иннервируют все мышцы туловища и конечнос-тей. С вегетативными центрами спинного мозга связаны важнейшие вегетативные рефлексы: сосудодвигательный, пищевой, дыхательный, дефекации, мочеиспускания, поло­вые. Проводниковая функция производится за счет восхо­дящих и нисходящих путей белого вещества. Спинной мозг функционирует во взаимодействии с головным мозгом.

Головной мозг находится в мозговом отделе черепа. Масса головного мозга у взрослых людей составляет около 1400 -1600 г. Он состоит из пяти отделов: переднего, промежуточ-ного, среднего, заднего (мост и мозжечок) и продолговатого. Полушария переднего мозга человека являются эволюцион-но более новыми и достигают наибольшего развития (до 80% массы мозга). Продолговатый мозг, варолиев мост, средний и промежуточный образуют ствол головного мозга. От голов-ного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Первые две пары нервов - обонятельные (1) и зрительные (2) - начи-наются от больших полушарий, а остальные - от скоплений серого вещества (ядер в стволе мозга). Внутри головного моз-га находятся полости - мозговые желудочки, заполненные спинномозговой жидкостью (ликвором).

Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга. Белое вещество (проводящие пути) продолговатого мозга находится снаружи, серое - внутри, в виде отдельных

скоплений нейронов - ядер. Среди них ядра четырех череп-но-мозговых нервов (9-12). Продолговатый мозг выполня-ет две функции - рефлекторную и проводниковую. В сером веществе расположены центры дыхания, сердечной деятель-ности, сосудодвигательный, центры безусловных пищевых рефлексов (сосания, глотания, отделения пищеварительных соков), защитных рефлексов (кашля, чихания, мигания, сле-зоотделения, рвоты). С деятельностью продолговатого моз-га, кроме того, связаны рефлексы положения тела, измене-ния тонуса шейных мышц и мышц туловища.

Задний мозгсостоит из варолиева моста и мозжечка. Ва-ролиев мост содержит ядра с 5 по 8 пары черепно-мозго­вых нервов. Проводящие пути моста связывают продолго­ватый мозг и мозжечок с большими полушариями. В моз-жечке выделяют два боковых полушария и среднюю часть -червь. Снаружи полушария покрыты корой, внутри находит-ся белое вещество. Основными функциями мозжечка явля-ются координация движения и нормальное распределение мышечного тонуса.

Мозжечок немедленно вступает в действие после того, как из коры или другого участка нервной системы посту-пит сигнал о начале работы. Импульсы мозжечка последо­вательно включают и выключают десятки мышц, которые должны участвовать в движении. Мозжечок, получая об­щие указания о характере движений, как бы вырабатывает детальные инструкции и направляет их к мышцам, благо­даря чему действие становится четким и мы легко преодо­леваем силы инерции. При повреждении мозжечка у чело­века произвольные движения становятся резкими, несораз-мерными, теряется способность нормально ходить и сто­ять, снижается сила мышечных сокращений, нарушается тонус мышц.

Средний мозг находится над мостом, он содержит не­рвные центры, ведающие движением глаз, сужением зрач-

ков, работой ушных мышц и других органов чувств. У че-ловека ушные мышцы развиты слабо, хотя некоторые люди могут шевелить ушами.

Средний мозг состоит из четверохолмия и ножек, вклю­чающих ядра. Ядрами называют островки серого вещества, находящиеся в толще мозга. Как и продолговатый, сред­ний мозг осуществляет проводниковую и рефлекторную функции. Через него проходят все пути от органов чувств к коре больших полушарий. Средний мозг играет важную роль в регуляции мышечного тонуса и в появлении уста-новочных рефлексов, обеспечивающих сохранение пра­вильного положения тела в пространстве. Четверохолмие является центром зрительных и слуховых ориентировоч­ных рефлексов.

Промежуточный мозг включает зрительные бугры (тала-мус), надбугорную область (эпиталамус), подбугорную об-ласть (гипоталамус) и коленчатые тела. Сверху к нему при-легает эпифиз, снизу - гипофиз. Таламус - это подкорковый центр всех видов чувствительности, кроме обонятельной. Он регулирует и координирует внешнее проявление эмоций (ми-мику, жесты, изменение дыхания, пульса, давления).

Таламус, или зрительные бугры, - парный орган, рас-положенный под полушариями. В нем сходятся нервные пути, идущие от внешних и внутренних органов чувств. Нервные импульсы, пришедшие по этим путям в таламус, переходят на другие нейроны и достигают соответствую­щих областей коры головного мозга: зрительные идут в корковую зону зрительного анализатора (затылочная об­ласть), слуховые - в центры слухового анализатора (ви­сочная область) и т.д. Такого рода потоки возбуждения связывают органы чувств с соответствующими областями коры больших полушарий, где происходит расшифровка поступивших нервных импульсов и возбуждение порож-дает субъективные ощущения.

До сих пор речь шла о проведении центростремительных нервных импульсов, однако через промежуточный мозг проходит также множество центробежных путей, обеспечи-вающих ряд очень сложных рефлекторных действий. Сре-ди них особенно интересны нервные центры, благодаря ко­торым организм может сохранять принятую позу.

Иногда, например в результате болезни или гипноза, кора больших полушарий выключается из работы. Такой человек не может самопроизвольно изменить позу и застывает в той, которую ему придают искусственно. Это явление, называе-мое каталепсией, можно наблюдать на лягушке.

Чтобы вызвать торможение в высших двигательных цен-трах, надо насильственно придать животному неестествен-ную позу. Это вызовет сопротивление. Если оно будет дол­гим и безрезультатным, наступит охранительное торможе-ние, и тогда можно наблюдать рефлекс сохранения позы, осуществляемый низшими отделами мозга.

В теплое время года поймайте лягушку. Посадите ее на стол и прижмите спиной к вертикально поставленной плит-ке. Когда лягушка оцепенеет, руку медленно отведите. Ля-гушка будет сидеть, облокотившись на плитку, как на спин-ку кресла, в неестественной позе. Если гипноз окажется до­статочно глубоким, можно вытянуть переднюю лапку ля-гушки. Это положение также сохранится (конечно, если животное не проснется от прикосновения).

Рефлексы, связанные с сохранением позы, очень важны, так как без них невозможно совершать даже самую простую деятельность. Если бы промежуточный мозг не выполнял эту функцию, вставший человек немедленно упал бы, как настольная лампа на незакрепленной шарнирной ножке. Поддержание любой позы требует немедленной фиксации всех суставов. Эту работу выполняет промежуточный мозг, причем автоматически, без участия сознания. Любая поза, которую человек примет, будет зафиксирована им до того

момента, пока новые импульсы, исходящие из коры или других отделов центральной нервной системы, не приведут к появлению следующей позы, которая также будет авто­матически зафиксирована.

Гипоталамус, или подбугорная область, находится в тес-ной связи с железами внутренней секреции, особенно с ги-пофизом. Гипофиз играет исключительно важную роль в регуляции внутренней секреции. Гипофиз - это «первая скрипка» в оркестре гормональных желез (щитовидной, паращитовидной, половых желез, надпочечников и подже-лудочной железы).

В гипоталамусе находятся высшие вегетативные центры, которые поддерживают постоянство внутренней среды организма, регулируют углеводный и жировой обмен, обес-печивают температурную и водную регуляцию, контроли-руют половую функцию. Гипоталамус имеет также отно­шение к эмоциональным состояниям и сопутствующим им изменениям некоторых функций нашего тела, таким, напри-мер, как усиление сердцебиения, потоотделения, появление сухости слизистой рта и т.п.

В гипоталамусе есть пункты, возбуждение которых вы­зывает чувство «удовольствия» или «неудовольствия». Ги­поталамус, осуществляя связь между нервной и эндокрин­ной системами, координирует многие важные функции организма.