10124 (Нейронная теория)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЛАДИВОСТОКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА

ИНСТИТУТ ЗАОЧНОГО И ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

КАФЕДРА ПСИХОЛОГИИ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине Физиология ЦНС

Нейронная теория

Студент

Т.А Карпова

Владивосток 2005

Содержание

Введение

1. Основные положения нейронной теории

2. Структурные элементы нервной клетки

3. Обмен веществ в нейроне

4. Кровоснабжение нервных клеток

5. Клетки глии

6. Основные функции нервных клеток

6.1 Воспринимающая функция нейрона

6.2 Интегративная функция нейрона

6.3 Эффекторная функция нейрона

Заключение

Список использованных источников

Введение

Наше тело – один большой механизм. Он состоит из огромнейшего количества мельчайших частиц, которые расположены в строгом порядке и каждая из них выполняет определённые функции, и имеет свои неповторимые свойства. Этот механизм – тело, состоит из клеток, соединяющих их тканей и систем: Всё это в целом представляет собой единую цепочку, сверхсистему организма. Величайшее множество клеточных элементов не могли бы работать как единое целое, если бы в организме не существовал утончённый механизм регуляции. Особую роль в регуляции играет нервная система. Вся сложная работа нервной системы - регулирование работы внутренних органов, управление движениями, будь то простые и неосознаваемые движения (например, дыхание) или сложные, движения рук человека – всё это, в сущности, основано на взаимодействии клеток между собой, на передаче сигнала от одной клетки к другой. Причем каждая клетка выполняет свою работу, а иногда имеет несколько функций.

Основным структурным элементом нервной системы является нервная клетка или нейрон. Функция нейронов заключается в восприятии сигналов от рецепторов или других нервных клеток, хранении и переработке информации и передаче нервных импульсов к другим клеткам – нервным, мышечным или секреторным. Нейронная теория была разработана в деталях великим испанским нейрогистологом Рамон-и-Кахалем. Именно он, а также итальянский гистолог Камилло Гольджи открыли специфические методы исследования, которые позволили анализировать гистологическую структуру нервной системы, за что оба были удостоены Нобелевской премии в 1906 году. В то время существовало две гипотезы о строении нервной системы – теория сети и нейронная теория. Первую в начале века выдвинул Герлах и поддержал Гельд, Мейнерт и Гольджи, а в последующем активно пропагандировал профессор университета в Страсбурге Альфред Бете и немецкий гистолог Штер, вторую предложили в те же годы Гис и Форель.

Согласно теории сети, нервная ткань представляет собой своеобразный синцитий (скелет, структура), в котором клетки фактически лишены индивидуальности, ибо их отростки непрерывно переходят один в другой, так что формируется непрерывная диффузная сеть. Против теории сети выступили в 1886 г. Гис и в 1887 г. Форель, предположившие, что каждая нервная клетка представляет собой морфофункциональное самостоятельную единицу и её отростки заканчиваются свободно, а не сливаются с отростками других клеток. Для обозначения этой автономной единицы немецким учёным Вальдейром ещё в 1891 году был предложен термин «нейрон», который используется в современной неврологии. Труды Кахаля и его учеников доказали справедливость нейронной модели организации нервной системы. Они продемонстрировали, что нейроны в процессе индивидуального развития изначально формируются как автономные клетки, лишенные синцитиальных связей друг с другом. Растущие в процессе их дифференцировки отростки не проникают в тела других клеток, но устанавливают с ними контакт, так что индивидуальность каждой клетки сохраняется.

1. Основные положения нейронной теории

Вся нервная система построена из нервной ткани. Нервная ткань состоит из нейронов и нейроглии. Нейроглия обеспечивает существование и специфические функции нейронов, выполняет опорную, трофическую, разграничительную и защитную функции. По численности их в 10 тысяч раз больше чем нейронов, и они занимают половину объёма Центральной Нервной Системы. Глиальные клетки окружают нервные клетки и играют вспомогательную роль. Нейрон получает, обрабатывает и передаёт информацию, закодированную в виде электрических и химических сигналов. В коре головного мозга человека их насчитывают, по крайней мере, 14 миллиардов. Каждый нейрон является клеточной единицей, самостоятельной в гистогенетическом, анатомическом и функциональном отношении. Помимо нейронов, каких-либо других элементов, которым можно было бы приписать нервные функции, не существует. Нейроны подразделяют на три группы: афферентные, эфферентные и промежуточные нейроны. Афферентные нейроны (чувствительные) передают информацию от рецепторов в центральную нервную систему. Тела этих Неронов расположены вне центральной нервной системы – в спинномозговых ганглиях и в ганглиях черепно-мозговых нервов. Афферентный нейрон имеет ложноуниполярную форму, т.е. оба его отростка отходят из одного полюса клетки. Далее нейрон разделяется на длинный дендрит, образующий на переифирии воспринимающее образование – рецептор и аксон, входящий через задние рога в спинной мозг. К афферентным нейронам относят также нервные клетки, аксоны которых составляют восходящие пути спинного и головного мозга. Эфферентные нейроны (центробежные) связаны с передачей нисходящих влияний от вышележащих этажей нервной системы к рабочим органам (например, в передних рогах спинного мозга расположены тела двигательных нейронов, или мотонейронов, от которых идут волокна к скелетным мышцам; в боковых рогах спинного мозга находятся клетки вегетативной нервной системы, от которых идут пути к внутренним органам). Для эфферентных нейронов характерны разветвлённая сеть дендритов и один длинный отросток – аксон. Промежуточные нейроны (интернейроны или вставочные) – это, как правило, более мелкие клетки, осуществляющие связь между различными (в частности, афферентными и эфферентными) нейронами. Они передают нервные влияния в горизонтальном направлении (например, в пределах одного сегмента спинного мозга) и в вертикальном (например, из одного сегмента спинного мозга в другие – выше или нижележащие сегменты). Благодаря многочисленным разветвлениям аксона промежуточные нейроны могут одновременно возбуждать большое число других нейронов.

2. Структурные элементы нервной клетки

Различные структурные элементы нейрона имеют свои функциональные особенности и разное физиологическое значение. Нервная клетка состоит из тела, или сомы, и различных отростков. Многочисленные древовидно разветвлённые отростки дендриты служат входами нейрона, через которые сигналы поступают в нервную клетку. Выходом нейрона является отходящий от тела клетки отросток аксон, который передаёт нервные импульсы дальше – другой нервной клетке или рабочему органу (мышце, железе). Форма нервной клетки, длина и расположение отростков чрезвычайно разнообразны и зависят от функционального назначения нейрона.

Среди нейронов встречаются самые крупные клеточные элементы организма. Размеры их поперечника колеблются от 6-7 мк (мелкие зернистые клетки мозжечка) до 70 мк (моторные нейроны головного и спинного мозга).

В крупных нейронах почти четверть их тела составляет ядро. Оно довольно постоянное количество дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Входящие в его состав ядрышки участвуют в снабжении клетки рибонуклеиновыми кислотами (РНК) и протеинами. В моторных клетках при двигательной деятельности ядрышки заметно увеличиваются в размерах. Нервная клетка покрыта плазматической мембраной – полупроницаемой клеточной оболочкой, которая обеспечивает регуляцию концентрации ионов внутри клетки и её обмен с окружающей средой. При возбуждении проницаемость клеточной мембраны изменяется, что играет важнейшую роль в возникновении потенциала действия и передаче нервных импульсов. Аксоны многих нейронов покрыты миелиновой оболочкой, образованной Шванновскими клетками, многократно «обёрнутыми» вокруг ствола аксона. Однако начальная часть аксона и расширение в месте его выхода из тела клетки – аксоный холмик лишены такой оболочки. Мембрана этой немиелинизированной части нейрона – так называемого начального сегмента – обладает высокой возбудимостью.

Внутренняя часть клетки заполнена цитоплазмой, в которой расположены ядро и различные органоиды. Цитоплазма очень богата ферментными системами и белком. Её пронизывает сеть трубочек и пузырьков – эндоплазматический ретикулюм. В цитоплазме также имеются отдельные зёрнышки – рибосомы и скопления этих зёрнышек – тельца Ниссля, представляющие собой белковые образования, содержащие до 50% РНК. Это белковые депо нейронов, где также происходит синтез белков и РНК. При чрезмерно длительном возбуждении нервной клетки, вирусных поражениях ЦНС и других неблагоприятных воздействиях величина этих рибосомных зёрнышек резко уменьшается.

В специальных аппаратах нервных клеток – митохондриях совершаются окислительные процессы с образованием богатых энергией соединений. Это энергетические станции нейрона. В них происходит трансформация энергии химических связей в такую форму, которая может быть использована нервной клеткой. Митохондрии концентрируются в наиболее активных частях клетки. Их дыхательная функция усиливается при мышечной тренировке. Интенсивность окислительных процессов нарастает в нейронах более высоких отделов ЦНС, особенно в коре больших полушарий. Резкие изменения митохондрий вплоть до разрушения, а, следовательно, и угнетение деятельности нейронов отмечаются при различных неблагоприятных воздействиях (длительном торможении в ЦНС, при интенсивном рентгеновском облучении, кислородном голодании и гипотермии).

3. Обмен веществ в нейроне

Основной особенностью обмена веществ в нейроне является высокая скорость обмена и преобладание аэробных процессов. Потребность мозга в кислороде очень велика (в состоянии покоя поглощается около 46мл/мин кислорода). Хотя вес мозга по отношению к весу тела составляет всего 2%, потребление кислорода мозгом достигает в состоянии покоя у взрослых людей 25% от общего его потребления организмом, а у маленьких детей – 50%.Даже кратковременное нарушение доставки кислорода кровью может вызвать необратимые изменения в деятельности нервных клеток: в спинном мозге – через 20-30 мин., в стволе головного мозга – через 15-20 мин., а в коре больших полушарий – уже через 5-6-минут. Основным источником энергии для мозговой ткани является глюкоза. Содержание её в клетках мозга очень мало, и она постоянно черпается из крови. Деятельное состояние нейронов сопровождается трофическими процессами – усилением в них синтеза белков. При различных воздействиях, вызывающих возбуждение нервных клеток, в том числе при мышечной тренировке, в их ткани значительно возрастает количества белка и РНК, при тормозных же состояниях и утомлении нейронов содержание этих веществ уменьшается. В процессе восстановления оно возвращается к исходному уровню или превышает его. Часть синтезированного в нейроне белка компенсирует его расходы в теле клетки во время Деятельности, а другая часть перемещается вдоль по аксону (со скоростью около1-3 мм в сутки) и, вероятно участвует в биологических процессах в синапсах.

4. Кровоснабжение нервных клеток

Высокая потребность нейронов в кислороде и глюкозе обеспечивается интенсивным кровотоком. Кровь протекает через мозг в 5-7 раз скорее, чем через покоящиеся мышцы. Мозговая ткань обильно снабжена кровеносными сосудами. Наиболее густая сеть их находится в коре больших полушарий (занимает около 10% объёма коры). Каждый крупный нейрон имеет несколько собственных капилляров у основания тела клетки, а группы мелких клеток окутаны общей капиллярной сетью. При активном состоянии нервной клетки, она нуждается в усиленном поступлении через кровь кислорода и питательных веществ. Вместе с тем жёсткий каркас черепа и малая сжимаемость нервной ткани препятствует резкому увеличению кровоснабжения мозга при работе. Однако это компенсируется выраженными в мозгу процессами перераспределения крови, в результате которых активный участок нервной ткани получает значительно больше крови, чем находящийся в покое. Возможность перераспределения крови в мозгу обеспечена наличием в основаниях артериальных ветвей крупных пучков гладких мышечных волокон – сфинктерных валиков. Эти валики могут уменьшать или увеличивать диметр сосудов и тем самым производить раздельную регуляцию кровоснабжения разных участков мозга. Мышечная работа вызывает снижение тонуса стенок мозговых артерий. При развитии физического и умственного утомления тонус артериальных сосудов повышается, что ведёт к уменьшению кровотока через нервную ткань. В головном мозгу имеется богато развитая система анастомозов между различными артериями, между венозными сосудами и между артериями и венами. Эта система уменьшает пульсацию внутричерепного кровотока, обусловленную ритмическими сокращениями сердца и дыхательными движениями грудной клетки. Уменьшение пульсовых колебаний способствует улучшению тканевого кровотока. Благодаря наличию артериовенозных анастомозов пульсовые колебания кровотока передаются с артерии мозга на вены, минуя капилляры. Анастомоз между системами сонных и позвоночных артерий гарантирует постоянство кровотока в различных отделах головного мозга при любом положении головы по отношению к туловищу и направлении силы тяжести, связанном с изменением положения тела в пространстве.

5. Клетки глии

В процессе питания нервных клеток и их обмене веществ участвуют также окружающие нейрон клетки глии (глиальные клетки, или нейроглия). Эти клетки заполняют в мозгу всё пространство между нейронами. В коре больших полушарий их примерно в 5 раз больше, чем нервных клеток. Капилляры в центральной нервной системе плотно окружены клетками глии, которые покрывают сосуд или оставляют небольшую часть (15%) свободной. Выросты некоторых глиальных клеток расположены частично на кровеносных сосудах и частично в нейроне. Полагают, что расположение этих клеток между сосудом и нейроном указывает на их роль в снабжении нервных клеток питательными веществами из крови. Глиальные клетки активно участвуют в функционировании нейрона. Показано, что при длительном возбуждении в нейроне высокое содержание белка и нуклииновых кислот поддерживается за счёт клеток глии, в которых их количество соответственно уменьшается. В процессе восстановления после работы запасы белка и нуклииновых кислот сначала нарастают в клетках глии, а затем в цитоплазме нейрона. Глииальные клетки обладают способностью перемещаться в пространстве по направлению к наиболее активным нейронам. Это наблюдается при различных афферентных раздражениях и при мышечной нагрузке. Например, уже через 20 мин плавания у крыс было обнаружено увеличение числа глииальных клеток вокруг мотонейронов переднего рога спинного мозга.