2 курс / Нормальная физиология / физиология в вопросах и ответах

ГЛАВА 3 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КООРДИНИРОВАННОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

1. Что представляет собой нервная система? Приведите классификацию нервной системы по анатомическому и функциональному признакам?

Нервная система — целостная морфологическая и функциональная совокупность различных взаимосвязанных нервных структур, которая совместно с гуморальной системой обеспечивает взаимосвязанную регуляцию деятельности всех систем организма и реакцию на изменение условий внутренней и внешней среды.

Анатомически нервную систему делят на центральную и периферическую. По функциональным признакам нервную систему делят на соматическую и автономную.

2. Назовите функции центральной нервной системы.

Центральная нервная система (ЦНС) обеспечивает инди-

видуальное приспособление, поведение организма в конкретных условиях среды обитания, регулирует деятельность каждого органа, обеспечивает интеграцию и объединение органов в единую систему, согласует интенсивность функционирования систем организма, обеспечивает реагирование организма как единого целого на раздражители из внешней и внутренней среды организма. ЦНС объединяет и координирует деятельность всех органов и систем. Формирует целенаправленное поведение. Общей функцией ЦНС является ее трофическое влияние на клетки.

3. Почему в органах, лишенных связей с центральной нервной системой, развиваются дистрофические, воспалительные и атрофические процессы, приводящие к снижению и прекращению функциональной активности органов?

В органах, лишенных связей с ЦНС, развиваются дистрофические, воспалительные и атрофические процессы, так как ЦНС оказывает трофическое влияние на клетки.

4. Назовите и охарактеризуйте уровни центральной нервной системы.

Интеграция организована на различных уровнях ЦНС:

1) первым уровнем интеграции является нейрон, клеточная мембрана которого интегрирует синаптические влияния. Интеграция

51

на уровне нейрона осуществляется взаимодействием возбуждающих (ВПСП) и тормозных (ТПСП) постсинаптических потенциалов, которые генерируются при активации синаптических входов нейрона;

2)вторым уровнем интеграции являются элементарные нервные сети. В нейронных сетях происходит дивергенция, иррадиация, конвергенция, суммация, реверберация, окклюзия и облегчение распространения возбуждения;

3)третий уровень координации осуществляется в процессе деятельности нервных центров и их взаимодействии. Нервные центры формируются объединением нескольких локальных сетей и представляют собой комплекс элементов, способных осуществить определенный рефлекс или поведенческий акт;

4)четвертый уровень — это уровень интегративных си-

стем. Нервные центры различных отделов мозга объединяются в распределенные системы, которые координируют деятельность организма в целом.

5. Дайте определение понятия «нейрон». Почему нейроны относятся к возбудимым клеткам?

Нейрон — структурно-функциональная единица нервной системы. Нейрон — электрически возбудимая клетка, которая обрабатывает, хранит и передает информацию с помощью электрических и химических сигналов. Нейроны — это возбудимые клетки, так как они способны генерировать и передавать электрические импульсы.

6. Что представляют собой дендриды?

Многочисленные древовидно разветвленные отростки дендриты (от греч. dendron — дерево) служат входами нейрона, через которые сигналы поступают в нервную клетку, так как на них размещается большое число синапсов. Именно дендритам принадлежит ведущая роль в восприятии информации.

7. Что представляет собой аксон?

Выходом нейрона является отходящий от тела клетки отросток аксон (от греч. axis — ось), который передает нервные импульсы дальше — другой нервной клетке или рабочему органу (мышце, железе).

8. На какие группы по структуре и функциям делятся нейроны?

По форме тела: многоугольные, пирамидные, круглые, овальные.

По количеству и характеру отростков:

—униполярные — имеющие один отросток;

—псевдоуниполярные — от тела отходит один отросток, который затем делится на 2 ветви;

52

—биполярные — 2 отростка, один дендритоподобный, другой

аксон;

—мультиполярные — имеют 1 аксон и много дендритов.

По медиатору, выделяемому нейроном в синапсе: холинергические, адренергические, серотонинергические, пептидергические и т. д.

По функциям:

—афферентные, или чувствительные. Служат для восприятия сигналов из внешней и внутренней среды и передачи их в ЦНС;

—вставочные, или интернейроны, промежуточные. Обеспечивают переработку, хранение и передачу информации к эфферентным нейронам. Их в ЦНС большинство;

—эфферентные или двигательные. Формируют управляющие сигналы, и передают их к периферическим нейронам и исполнительным органам.

По физиологической роли: возбуждающие, тормозные.

9. Какими свойствами обладают нейроны?

Нейрон обладает общими свойствами, характерными для возбудимых тканей:

—возбудимостью;

—проводимостью;

—лабильностью.

10. Назовите функции нейронов.

Нейрон способен принимать, обрабатывать, кодировать, генерировать, передавать и хранить информацию. То есть воспринимать действие потенциала, интегрировать воздействия с формированием ответа.

Таким образом, нейроны выполняют следующие функции: Сенсорные — воспринимают и преобразуют стимулы внешней

среды.

Интегративные — перерабатывают и хранят всю входящую информацию.

Моторные — регулируют двигательные системы (произвольные и непроизвольные.)

11. Дайте определение понятия «рефлекс».

Рефлекс — это закономерная реакция организма на изменение внешней или внутренней среды, которая осуществляется с обязательным участием ЦНС.

53

12. Кто впервые сформулировал учение о рефлекторном акте, какой ученый ввел в физиологию понятие «рефлекс», кто распространил рефлекторный принцип на деятельность головного мозга и высшие психические функции человека?

Представление о рефлекторном акте возникло в первой половине XVII в. в трудах Р. Декарта. Понятие «рефлекс» ввел в физиологию для обозначения отражательной функции нервной системы чешский ученый И. Прохазка в конце XVIII в. Он показал опытным путем участие в рефлексах структур спинного мозга. И. М. Сеченов распространил рефлекторный принцип на деятельность головного мозга и высшие психические функции человека, сформулировав эти положения в книге «Рефлексы головного мозга».

13.С работами И. П. Павлова связана эпоха в физиологии.

Вчем заключается его заслуга?

И. П. Павлов создал учение о трофической функции нервной системы, выполнил фундаментальные эксперименты по нервной регуляции деятельности органов пищеварения, широко ввел в физиологию хронический эксперимент, обосновал синтетическое направление в физиологии и медицине. Работами в области физиологии нервной системы и высшей нервной деятельности И. П. Павлов развил и расширил рефлекторную теорию, открыл условный рефлекс, разработал правила выработки условных рефлексов, сделал условный рефлекс объективным методом изучения высшей нервной деятельности, создал учение о высшей нервной деятельности, учение о первой и второй сигнальных системах.

14. Дайте определение понятия «рефлекторная дуга» и приведите схему рефлекторной дуги соматического и вегетативного рефлекса, укажите, из каких отделов она состоит?

Рефлекторная дуга (нервная дуга) — путь, по которому при-

ходят нервные импульсы от рецептора к исполнительному органу.

54

1 — рецептор; 2 — афферентное звено (от рецептора в ЦНС) (на схеме представлен псевдоуниполярный нейрон, тело которого расположено в спинномозговом ганглии (узле); 3 — вставочное звено; (вставочный нейрон, никогда не выходит за пределы ЦНС); 4 — эфферентное звено: в соматическом рефлексе представлено нейронами (альфаили гамма-мотонейроном), которые расположены в передних рогах спинного мозга; в вегетативном — двумя нейронами, тела которых в вегетативных ганглиях (преганглионарным и постганглионарным); 5 — рабочее звено (рабочий орган): объектом регуляции соматической нервной системы являются скелетные мышцы; объектом регуляции вегетативной нервной системы являются гладкие мышцы, сердце, железы и миоэпителиоциты.

15. Что представляет собой афферентный, центральный и эфферентный компонент рефлекторной дуги?

Афферентная часть дуги начинается рецепторами и заканчивается синапсом на нейроне центрального звена. Центральная часть может включать в себя различное число нейронов и обеспечивает дальнейший анализ раздражителя и выбор ответной реакции. Эфферентная часть состоит из эфферентного нейрона и иннервируемого им эффектора (мышечной или секреторной клетки).

16. Дайте определение понятиям «латентный период рефлекса» и «центральное время рефлекса»?

Время от начала раздражения рецептора до появления ответной реакции называют латентным периодом рефлекса. Время, необходимое для проведения возбуждения по центральной части рефлекторной дуги (с аффекторных нейронов на эффекторные) называется центральным временем рефлекса.

17. С чем связано более медленное проведение возбуждения по рефлекторной дуге по сравнению с нервом?

Более медленное проведение возбуждения по рефлекторной дуге, чем по нерву, связано с явлением синаптической задержки, необходимой для:

1)выделения медиатора нервным окончанием в ответ на импульс;

2)диффузии медиатора через синаптическую щель к постсинаптической мембране;

3)возникновения возбуждающего постсинаптического потенциала.

18. Что такое обратная связь в рефлекторной дуге? В чем заключается значение обратной связи?

Обратная связь состоит во вторичной афферентации, поступающей в ЦНС от рецепторов, которые возбуждаются при из-

55

менении функциональной активности рабочего органа. Например, потенциалы действия, обусловленные возбуждением рецепторов мышц, сухожилий и суставных сумок сгибающейся конечности, в процессе осуществления акта сгибания поступают во все структуры ЦНС, начиная от центров спинного мозга.

Значение обратной связи:

—способ контроля за результатом выполненного действия (это делает рефлекторные реакции точными, координированными, а рефлекторную деятельность целенаправленной для обеспечения достижения точно запланированного результата;

—обеспечивает явление саморегуляции функций при поддержании гомеостаза;

—замыкает рефлекторную дугу в рефлекторное кольцо — совокупность структур для осуществления рефлекса и передачи информации о характере и силе рефлекторного действия в ЦНС.

19. Приведите классификацию рефлексов.

Классификация рефлексов:

—по биологическому значению: пищевые, оборонительные, по-

ловые, ориентировочные, позно-тонические, двигательные;

—по месту расположения рецепторов: экстеро-, висцеро-, ин-

теро-, и проприорецепторы;

—по участию отдела ЦНС: бульбарные, спинальные, кортикальные;

—по характеру ответа: моторные, секреторные, сосудодвигательные.

В зависимости от отдела нервной системы, который реализу-

ет ответ: соматические или вегетативные.

По приспособительному значению рефлексы делятся на без-

условные и условные.

20. Что называют нервным центром? Приведите классификацию нервных центров.

Нервный центр (НЦ) — совокупность структур ЦНС, необходимых для осуществления определенного рефлекса или регуляции определенной функции организма. В широком смысле этого понятия (по И. П. Павлову) НЦ — это совокупность всех нейронов (рецепторных, вставочных и эффекторных), расположенных в различных отделах ЦНС и участвующих в регуляции той или иной функции. В узком смысле этого понятия (по И. П. Павлову) НЦ — это какое-то одно ядро или реже группа ядер, при разрушении которых происходит исчезновение или существенное нарушение функции.

Классификация нервных центров:

— по локализации (корковые, подкорковые, спинальные);

56

—по функции (дыхательный, сосудодвигательный, теплообразования);

—по модальности целостных биологических состояний (голод-

насыщение, эмоции, влечения и т. д.).

21. Перечислите основные свойства нервных центров.

Свойства нервных центров: одностороннее проведение возбуждения, центральная задержка, суммация возбуждения, инерционность, фоновая активность, трансформация ритма, посттетаническая потенциация, реверберация, облегчение и окклюзия, высокая чувствительность к недостатку кислорода и к химическим веществам, низкая лабильность и высокая утомляемость, пластичность, принцип отдачи.

22. Почему проведение возбуждения ЦНС осуществляется только в одном направлении?

Возбуждение распространяется только в одном направлении (от рецепторного нейрона к вставочному или эфферентному), так как медиатор выделяется только из пресинаптической структуры и влияет на постсинаптическую.

23. Дайте определение понятия «суммация возбуждения». Назовите виды суммации. Кто, когда и в каком опыте открыл это явление?

Суммация возбуждения — усиление рефлекторной реакции в ответ на увеличение частоты подпороговых раздражений афферентного нерва (рецептора) или в результате увеличения количества одновременно раздражаемых афферентных волокон или рецепторов. Виды суммации: пространственная и временная (последовательная). И. М. Сеченов открыл данное явление в 1868 г. в опыте на таламической лягушке. Одиночное подпороговое раздражение лапки лягушки не вызывает рефлекторной реакции, а ритмическое раздражение той же силы вызывает рефлекс — отдергивание лапки или прыжок.

24. Что такое временная (последовательная) и пространственная суммация?

Временная (последовательная) суммация — усиление от-

ветной реакции в результате увеличения частоты раздражений, поступающих на нейрон от одного и того же рецептора. Как правило, на один стимул выделяется недостаточное количество медиатора в синапсе для передачи возбуждения. Реализуется временная суммация путем накопления квантов медиатора в синапсах в количестве, достаточном для деполяризации мембраны нейронов и возникнове-

57

ния ВПСП на постсинаптической мембране, а затем и генерации потенциала действия.

Пространственная суммация выявляется при одновремен-

ной стимуляции подпороговыми стимулами различных входов в нейрон. Возникает в результате конвергенции возбуждения на один и тот же нейрон, состоит в суммации деполяризации мембраны нейрона под влиянием одновременно возникших ВПСП в нескольких синапсах. Оба вида суммации происходят в области аксонного холмика, где и генерируются ПД. Явления суммации лежат в основе трансформации ритма.

25. Изобразите схему временной суммации и пространственной суммации?

26. Что понимают под инерционностью нервных центров? С какими явлениями она связана?

Инерционность — сравнительно медленное возникновение возбуждения всего комплекса нейронов центра при поступлении к нему импульсов и медленное исчезновение после прекращения входной импульсации. Инерционность центров связана с суммацией возбуждения и последействием.

27. Что понимают под трансформацией ритма в нервных центрах? С чем связано ослабление и усиление сигнала при трансформации ритма возбуждения?

Трансформация ритма возбуждения заключается в том, что информация, выходящая из нервного центра, отличается по частоте и ритму от приходящей к нему афферентной информации. Это связано с тем, что в период существования одного ВПСП возможна генерация серии ПД на мембране постсинаптического нейрона. Возможно как учащение, так и урежение импульсации.

Ослабление сигналов может происходить при длительной работе нервного центра. В его синапсах развивается синаптическая депрессия. Проявляется в снижении постсинаптических потенциалов

исвязана со стойкой деполяризацией постсинаптической мембраны при длительной работе синапса. Возможно это нейронный коррелят привыкания нервных центров. В основе такой трансформации лежит увеличение рефрактерного периода в нервных центрах

исоответствующее в связи с этим уменьшение лабильности. Так,

58

если в нервный центр импульсы поступают с частотой, превышающей лабильность центра, то центр вместо 10 импульсов выдает всего пять (т. е. часть входящих импульсов попадает в рефрактерный период возбуждения предыдущего импульса и не воспроизводятся).

Усиление сигналов осуществляется двумя путями:

—путем посттетанической потенциации. В результате этого слабый сигнал вызвал увеличенное выделение медиатора и большую величину ВПСП на нейроне;

—второй механизм, усиливающий поступающий сигнал — реверберация. Реверберация — это циркуляция импульсов по замкнутым нейронным сетям. На этом механизме основана кратковременная память, обучение.

28. Что понимают под посттетанической потенциацией?

Увеличение числа квантов медиатора высвобождаемых нервным импульсом после ритмического раздражения есть посттетаническая (постактивационная) потенциация. Это явление связано с предшествующим возбуждением, т.к. внутри пресинапса накапливаются ионы кальция. Это повышает эффективность работы синапса. При частом ритме каждый последующий потенциал вызывает выделение большего числа квантов медиатора. Это способствует увеличению амплитуды постсинаптических ПД.

29. Дайте определение понятия «реверберация»? Изобразите схему реверберации.

Реверберация — это циркуляция импульсов по замкнутым нейронным сетям. На этом механизме основана кратковременная память, обучение.

30. Дайте определение понятиям «облегчение» и «окклюзия»? Изобразите схематично облегчение и окклюзию?

Облегчение — физиологический феномен, регистрируемый в ЦНС, означающий ситуацию, когда стимуляция двух афферентных

59

нейронов дает ответ большей силы, чем ожидаемая алгебраическая

сумма ответов при их раздельной стимуляции.

Окклюзия — физиологический феномен, регистрируемый в ЦНС, означающий ситуацию, когда стимуляция двух афферентных нейронов дает ответ меньшей силы, чем ожидаемая алгебраическая сумма ответов при их раздельной стимуляции. Феномен окклюзии приводит к снижению силы суммарной ответной реакции.

А — облегчение (кругами обозначены центральные зоны (сплошная линия) и подпороговая «кайма» (пунктирная линия); Б — окклюзия.

31. Чем объясняется высокая чувствительность нервных центров к химическим веществам? Приведите примеры веществ, воздействующих на нервные центры.

Высокая чувствительность нервных центров к химическим веществам объясняется большим числом синапсов. На одном нейроне могут располагаться синапсы, обладающие чувствительностью к различным химическим веществам.

Например, стрихнин блокирует функции тормозных синапсов, т. е. увеличивает возбуждение НЦ, апоморфин действует только на рвотный центр.

32. Дайте определение понятиям «конвергенция» и «дивергенция». Приведите схему мультипликации возбуждения (дивергенции) и конвергенции.

Дивергенция — передача возбуждения с одного афферентного нейрона на большое число эфферентных нейронов. Это обеспечивается разветвлениями аксона афферентного нейрона и образованием синапсов на большом числе вставочных нейронов, каждый из которых, в свою очередь, образует синапсы на нескольких эфферентных нейронах.

Конвергенция — схождение возбуждения различного происхождения по нескольким путям к одному и тому же нейрону.

60