Sinaptički prijenos je međudjelovanje moždanih stanica.
Neuroni proizvode elektrokemijske poremećaje koji putuju duž njihovih vlakana. Ovi poremećaji, koji se nazivaju živčani impulsi ili akcijski potencijali, generiraju se malim električnim strujama duž membrane živčane stanice. Neuroni su sposobni proizvesti do tisuću akcijskih potencijala u sekundi, čiji slijed i trajanje kodiraju informacije.
Živčani impulsi su elektrokemijski poremećaji koji se prenose duž živčanih vlakana; preko njih neuroni komuniciraju međusobno i s ostatkom tijela. Električna priroda živčanih impulsa određena je strukturom stanične membrane koja se sastoji od dva sloja odvojena malim razmakom. Membrana djeluje i kao kondenzator - akumulira električni naboj, prikupljajući ione, i kao otpor, blokirajući struju. Neuron u mirovanju tvori oblak negativno nabijenih iona duž unutarnje površine membrane, a pozitivnih iona duž vanjske površine.
Neuron, kada se aktivira, emitira (također se naziva "generira") živčani impuls. Javlja se kao odgovor na signale primljene od drugih stanica i predstavlja kratko preokretanje potencijalne razlike membrane: unutrašnjost na trenutak postaje pozitivno nabijena, nakon čega se brzo vraća u stanje mirovanja. Tijekom živčanog impulsa, membrana živčane stanice dopušta ulazak određenih vrsta iona. Budući da su ioni električki nabijeni, njihovo kretanje je električna struja kroz membranu.
Neuroni u mirovanju. Postoje ioni unutar neurona, ali su sami neuroni okruženi ionima u drugim koncentracijama. Čestice se teže kretati iz područja visoke koncentracije u područje niske koncentracije, ali membrana živčane stanice sprječava to kretanje jer je u velikoj mjeri nepropusna.
Ispada da su neki ioni koncentrirani izvan membrane, dok su drugi koncentrirani unutar membrane. Kao rezultat toga, vanjska površina membrane je pozitivno nabijena, a unutarnja je negativno nabijena. Membrana tako postaje polarizirana.
Sve je počelo s lignjama. Mehanizam djelovanja akcijskih potencijala - pobudni valovi na staničnoj membrani - razjašnjen je početkom 1950-ih, u klasičnom eksperimentu s mikroelektrodama umetnutim u aksone goleme lignje. Ovi pokusi su dokazali da se akcijski potencijal stvara uzastopnim kretanjem iona kroz membranu.
U prvoj fazi akcijskog potencijala membrana nakratko postaje propusna za natrijeve ione, te oni ispunjavaju stanicu. To uzrokuje depolarizaciju stanice - razlika potencijala na membrani se preokreće, a unutarnja površina membrane postaje pozitivno nabijena. Nakon toga ioni kalija brzo napuštaju stanicu i razlika potencijala membrane vraća se u prvobitno stanje. Prodiranje iona kalija u unutrašnjost čini naboj na membrani negativnijim nego u stanju mirovanja, pa je stanica tako hiperpolarizirana. Tijekom takozvanog refraktornog razdoblja, neuron ne može proizvesti sljedeći akcijski potencijal, već se brzo vraća u stanje mirovanja.
Akcijski potencijali nastaju u strukturi koja se naziva brežuljak aksona, gdje akson raste iz tijela stanice. Akcijski potencijali putuju duž aksona jer depolarizacija jednog segmenta vlakna uzrokuje depolarizaciju susjednog. Ovaj val depolarizacije kotrlja se od tijela stanice i, nakon što dosegne završetak živčane stanice, uzrokuje otpuštanje neurotransmitera.
Jedan puls traje jednu tisućinku sekunde; neuroni kodiraju informacije u točno određenom slijedu impulsa (pike pražnjenja), ali još uvijek nije jasno kako se točno informacija kodira. Neuroni često proizvode akcijske potencijale kao odgovor na signale iz drugih stanica, ali također proizvode impulse bez ikakvih vanjskih signala. Učestalost bazalnih valova, ili spontanih akcijskih potencijala, varira među različitim vrstama neurona i može se mijenjati ovisno o signalima iz drugih stanica.
Rijetki će proći. Ioni prolaze kroz membranu živčane stanice kroz bačvaste proteine koji se nazivaju ionski kanali. Oni prodiru kroz membranu i stvaraju se kroz pore. Ionski kanali imaju senzore koji osjećaju promjene u potencijalnim razlikama membrane i otvaraju se i zatvaraju kao odgovor na te promjene.
Ljudski neuroni sadrže više od desetak različitih vrsta takvih kanala, a svaki od njih propušta samo jednu vrstu iona. Aktivnost svih ovih ionskih kanala tijekom akcijskog potencijala visoko je regulirana. Otvaraju se i zatvaraju određenim redoslijedom kako bi neuroni mogli generirati sekvence živčanih impulsa kao odgovor na signale primljene od drugih stanica.
Ohmov zakon.
Ohmov zakon objašnjava kako se električna svojstva mozga mijenjaju ovisno o dolaznim signalima. Opisuje odnos između razlike potencijala (napona) membrane živčane stanice, njezinog otpora i struje koja kroz nju teče. Prema ovom odnosu, struja je izravno proporcionalna naponu na membrani i opisuje se jednadžbom I = U/R, gdje je I električna struja, U razlika potencijala, a R otpor.
Brži od Usaina Bolta.
Aksoni leđne moždine i mozga izolirani su debelim mijelinskim tkivom koje proizvode moždane stanice zvane oligodendrociti. Oligodendrocit ima nekoliko grana, a svaka se sastoji od velikog ravnog sloja mijelina omotanog više puta oko malog segmenta aksona koji pripada drugom neuronu. Mijelinska ovojnica po dužini cijelog aksona je neravna: isprekidana je u pravilnim razmacima, a točke tih prekida nazivaju se Ranvierovi čvorovi. Ionski kanali kondenziraju se upravo na tim točkama, osiguravajući tako da akcijski potencijali skaču s jednog presretanja na drugo. Time se ubrzava cjelokupni proces kretanja akcijskih potencijala duž aksona - događa se brzinom do 100 m/s.
Je li živčani impuls električni impuls ili ne?
Postoje različita gledišta: kemijska i električna. Guglanje rezultata.
Dmitrij. Zašto živci nisu žice i zašto živčani impuls nije struja? (4.09.2013)
FIZIČKA ENCIKLOPEDIJA:
ŽIVČANI IMPULS - val uzbuđenja, rubovi se šire duž živčanog vlakna i služe za prijenos informacija s perifer. receptor (osjetljivi) završeci na živčane centre, unutar centra. živčani sustav i od njega do izvršnog aparata – mišića i žlijezda. Prolaz N. i. praćen prijelaznim električnim procese koji se mogu zabilježiti i izvanstaničnim i unutarstaničnim elektrodama... Duž živčanog vlakna živčani se impuls širi u obliku električnog vala. potencijal. U sinapsi se mijenja mehanizam širenja. Kada je N. i. dolazi do presinaptičke. završeci, u sinap. praznina oslobađa aktivnu kemikaliju. tvar - me d i a t o r. Odašiljač difundira kroz sinaptičku. jaz i mijenja propusnost postsinaptičke. membrani, uslijed čega na njoj nastaje potencijal koji ponovno stvara impuls za širenje. Ovako radi kemija. sinapsa. Postoji i električni. sinapsa kada trag . neuron je električno pobuđen... Stanje mirovanja živčanog vlakna... nepomično zbog djelovanja ionske pumpe
, a membranski potencijal u uvjetima otvorenog kruga određuje se iz jednakosti nuli ukupnog električni Trenutno...
Proces živčanog uzbuđenja razvija se na sljedeći način (vidi također Biofizika). Ako prođete slabim strujnim impulsom kroz akson, što dovodi do depolarizacije membrane, tada nakon uklanjanja vanjskog. utjecaja, potencijal se monotono vraća na svoju izvornu razinu. U ovim uvjetima akson se ponaša kao pasivni električni krug koji se sastoji od kondenzatora i istosmjerne struje. otpornost.
Ako strujni puls
prijeđe određenu vrijednost praga, potencijal se nastavlja mijenjati čak i nakon što se smetnja isključi...
Membrana živčanog vlakna je nelinearna ionski vodič , čija svojstva značajno ovise o električnim polja.
IONSKE PUMPE molekularne strukture ugrađene u biol. membrane i provođenje transport iona
prema višim elektrokemijskim potencijal
SEMENOV S.N. O FONONSKOJ PRIRODI ŽIVČANOG IMPULSA SA POZICIJE DINAMIKE EVOLUCIJE. (29.05.2013)
Semenov S.N. Fonon je kvant biološke (stanične) membrane.
MOLEKULARNO-MEHANIČKI MODEL STRUKTURE I FUNKCIONIRANJA BIOLOŠKIH MEMBRANA
UVOD U KVANTNU FONONSKU BIOLOGIJU MEMBRANA.
S N. Semjonov, Datum objave: 8. rujna 2003. godine
Kontaktirajte autora: [e-mail zaštićen]
Nikolaev L.A. “Metali u živim organizmima” - Moskva: Obrazovanje, 1986. - str.127
U znanstveno-popularnom obliku autor govori o ulozi metala u biokemijskim procesima koji se odvijaju u živim organizmima. Knjiga će pomoći proširiti horizonte učenika.
Oba iona (natrij i kalij) sudjeluju u širenju električnih impulsa duž živca.
Električna priroda živčanih impulsa i ekscitabilnost živčane stanice.
Još na pragu 19. stoljeća Galvani je eksperimentalno dokazao da postoji određena veza između elektriciteta i funkcioniranja mišića i živaca.
Utvrđivanje električne prirode ekscitacije skeletnih mišića dovelo je do praktične primjene ovog svojstva u medicini. Tome je uvelike pridonio nizozemski fiziolog Willern Einthoven. Godine 1903. stvorio je posebno osjetljiv galvanometar, toliko osjetljiv da se mogao koristiti za bilježenje promjena u električnom potencijalu srčanog mišića koji se steže. Tijekom sljedeće tri godine, Einthoven je bilježio promjene u potencijalu srca tijekom njegove kontrakcije (ta se snimka naziva elektrokardiogram) i usporedio značajke vrhova i dolina s različitim vrstama srčanih patologija.
Električnu prirodu živčanog impulsa bilo je teže detektirati; isprva se vjerovalo da je pojava električne struje i njezino širenje duž živčanog vlakna uzrokovano kemijskim promjenama u živčanoj stanici. Razlog za takvu čisto spekulativnu prosudbu bili su rezultati eksperimenata njemačkog fiziologa Emilea Du Bois-Raymonda iz 19. stoljeća, koji je pomoću vrlo osjetljivog galvanometra uspio registrirati slabu električnu struju u živcu kada je bio stimuliran.
Kako se tehnologija razvijala, studije o električnoj prirodi živčanog impulsa postajale su sve elegantnije. Postavljanjem sićušnih elektroda (mikroelektroda) na različite dijelove živčanog vlakna, istraživači koji koriste osciloskop naučili su bilježiti ne samo veličinu električnog potencijala koji nastaje kada je živac pobuđen, već i njegovo trajanje, brzinu širenja i druge elektrofiziološke parametre. Za svoj rad na ovom području američki fiziolozi Joseph Erlanger i Herbert Spencer Hesser dobili su Nobelovu nagradu za medicinu i fiziologiju 1944. godine.
Ako se na živčanu stanicu primijene električni impulsi sve veće snage, tada u početku, dok snaga impulsa ne dosegne određenu vrijednost, stanica neće odgovoriti na te impulse. Ali čim snaga impulsa dosegne određenu vrijednost, stanica se naglo uzbuđuje i odmah se uzbuđenje počinje širiti duž živčanog vlakna. Živčana stanica ima određeni prag ekscitacije i na svaki podražaj koji prelazi taj prag, ona odgovara ekscitacijom samo određenog intenziteta. Dakle, ekscitabilnost živčane stanice slijedi zakon "sve ili ništa", au svim živčanim stanicama tijela priroda ekscitacije je ista.
http://med-000.ru/kak-funkcioniruet-nerv/elektrich...
Ionska teorija živčanih impulsa, uloga iona kalija i natrija u živčanoj ekscitaciji.
Uzbuđenje same živčane stanice nastaje zbog kretanje iona kroz staničnu membranu.
Tipično, unutrašnjost stanice sadrži višak iona kalija, dok vanjski dio stanice sadrži višak iona natrija. U mirovanju stanica ne otpušta ione kalija i ne propušta ione natrija u sebe, sprječavajući da se koncentracije tih iona s obje strane membrane izjednače. Stanica održava ionski gradijent radom natrijeve pumpe, koja ispumpava natrijeve ione dok ulaze u stanicu kroz membranu. Različite koncentracije natrijevih iona s obje strane stanične membrane stvaraju potencijalnu razliku od oko 1/10 volta na njoj. Kada je stanica stimulirana, potencijalna razlika opada, što znači da je stanica uzbuđena. Stanica ne može odgovoriti na sljedeći podražaj sve dok se ponovno ne uspostavi potencijalna razlika između vanjske i unutarnje strane membrane. Ovo razdoblje "mirovanja" traje nekoliko tisućinki sekunde i naziva se refraktorno razdoblje.
Nakon što je stanica uzbuđena, impuls se počinje širiti duž živčanog vlakna. Propagacija impulsa je niz uzastopnih ekscitacija fragmenata živčanog vlakna, kada ekscitacija prethodnog fragmenta uzrokuje ekscitaciju sljedećeg, i tako dalje do samog kraja vlakna. Širenje impulsa događa se samo u jednom smjeru, budući da se prethodni fragment, koji je upravo pobuđen, ne može odmah ponovno pobuditi, jer je u fazi "mirovanja".
Činjenicu da je nastanak i širenje živčanog impulsa uzrokovano promjenom ionske propusnosti membrane živčane stanice prvi su dokazali britanski neurofiziolozi Alan Lloyd Hodgkin i Andrew Fielding Huxley, kao i australski istraživač John Carew Iccles.
Sadržaj članka
ŽIVČANI SUSTAV, složena mreža struktura koja prožima cijelo tijelo i osigurava samoregulaciju njegovih vitalnih funkcija zahvaljujući sposobnosti reagiranja na vanjske i unutarnje utjecaje (podražaje). Glavne funkcije živčanog sustava su primanje, pohranjivanje i obrada informacija iz vanjske i unutarnje okoline, regulacija i koordinacija aktivnosti svih organa i organskih sustava. Kod ljudi, kao i kod svih sisavaca, živčani sustav uključuje tri glavne komponente: 1) živčane stanice (neuroni); 2) glija stanice povezane s njima, posebno neuroglijalne stanice, kao i stanice koje tvore neurilemu; 3) vezivno tkivo. Neuroni osiguravaju provođenje živčanih impulsa; neuroglija obavlja potporne, zaštitne i trofičke funkcije i u mozgu i u leđnoj moždini, a neurilema, koja se sastoji uglavnom od specijaliziranih, tzv. Schwannove stanice, sudjeluje u stvaranju ovojnica perifernih živčanih vlakana; Vezivno tkivo podupire i povezuje različite dijelove živčanog sustava.
Ljudski živčani sustav podijeljen je na različite načine. Anatomski se sastoji od središnjeg živčanog sustava (CNS) i perifernog živčanog sustava (PNS). Središnji živčani sustav uključuje mozak i leđnu moždinu, a PNS, koji osigurava komunikaciju između središnjeg živčanog sustava i raznih dijelova tijela, uključuje kranijalne i spinalne živce, kao i živčane ganglije i živčane pleksuse koji leže izvan kralježnice. kabel i mozak.
Neuron.
Strukturna i funkcionalna jedinica živčanog sustava je živčana stanica – neuron. Procjenjuje se da u ljudskom živčanom sustavu ima više od 100 milijardi neurona. Tipični neuron sastoji se od tijela (tj. dijela jezgre) i nastavaka, jednog obično nerazgranatog procesa, aksona i nekoliko granastih - dendrita. Akson prenosi impulse od tijela stanice do mišića, žlijezda ili drugih neurona, dok ih dendriti prenose u tijelo stanice.
Neuron, kao i druge stanice, ima jezgru i niz sićušnih struktura - organela ( vidi takođerĆELIJA). To uključuje endoplazmatski retikulum, ribosome, Nisslova tjelešca (tigroid), mitohondrije, Golgijev kompleks, lizosome, filamente (neurofilamente i mikrotubule).
Živčani impuls.
Ako stimulacija neurona prijeđe određenu vrijednost praga, tada se na točki stimulacije događa niz kemijskih i električnih promjena koje se šire cijelim neuronom. Prenošene električne promjene nazivaju se živčani impulsi. Za razliku od običnog električnog pražnjenja, koje će zbog otpora neurona postupno slabiti i moći će prijeći samo malu udaljenost, mnogo sporiji "tekući" živčani impuls se neprestano obnavlja (regenerira) u procesu širenja.
Koncentracije iona (električno nabijenih atoma) - uglavnom natrija i kalija, kao i organskih tvari - izvan neurona i unutar njega nisu iste, pa je živčana stanica u mirovanju iznutra negativno nabijena, a izvana pozitivno. ; Kao rezultat toga, na staničnoj membrani se pojavljuje potencijalna razlika (tzv. "potencijal mirovanja" je približno -70 milivolti). Svaka promjena koja smanjuje negativni naboj unutar stanice, a time i potencijalnu razliku kroz membranu, naziva se depolarizacija.
Plazma membrana koja okružuje neuron složena je tvorevina koja se sastoji od lipida (masti), proteina i ugljikohidrata. Praktički je neprobojan za ione. Ali neke od proteinskih molekula u membrani tvore kanale kroz koje mogu proći određeni ioni. Međutim, ti kanali, koji se nazivaju ionski kanali, nisu stalno otvoreni, već se, poput vrata, mogu otvarati i zatvarati.
Kada se neuron stimulira, neki od natrijevih (Na+) kanala otvaraju se na mjestu stimulacije, omogućujući ionima natrija da uđu u stanicu. Dotok ovih pozitivno nabijenih iona smanjuje negativni naboj unutarnje površine membrane u području kanala, što dovodi do depolarizacije, koja je popraćena oštrom promjenom napona i pražnjenja - tzv. “akcijski potencijal”, tj. živčani impuls. Natrijevi kanali se tada zatvaraju.
U mnogim neuronima depolarizacija također uzrokuje otvaranje kalijevih (K+) kanala, uzrokujući istjecanje iona kalija iz stanice. Gubitak ovih pozitivno nabijenih iona ponovno povećava negativni naboj na unutarnjoj površini membrane. Tada se zatvaraju kalijevi kanali. Počinju raditi i drugi membranski proteini – tzv. kalij-natrijeve pumpe koje pokreću Na + iz stanice, a K + u stanicu, čime se uz aktivnost kalijevih kanala uspostavlja izvorno elektrokemijsko stanje (potencijal mirovanja) na mjestu stimulacije.
Elektrokemijske promjene na točki stimulacije uzrokuju depolarizaciju na susjednoj točki na membrani, pokrećući isti ciklus promjena u njoj. Taj se proces stalno ponavlja, a na svakoj novoj točki u kojoj dolazi do depolarizacije rađa se impuls iste veličine kao u prethodnoj točki. Tako se, zajedno s obnovljenim elektrokemijskim ciklusom, živčani impuls širi duž neurona od točke do točke.
Živci, živčana vlakna i gangliji.
Živac je snop vlakana od kojih svako funkcionira neovisno o drugima. Vlakna u živcu organizirana su u skupine okružene specijaliziranim vezivnim tkivom koje sadrži žile koje opskrbljuju živčana vlakna hranjivim tvarima i kisikom te uklanjaju ugljični dioksid i otpadne proizvode. Živčana vlakna kojima impulsi putuju od perifernih receptora do središnjeg živčanog sustava (aferentni) nazivaju se osjetljiva ili osjetilna. Vlakna koja prenose impulse iz središnjeg živčanog sustava u mišiće ili žlijezde (eferentna) nazivaju se motorna ili motorna. Većina živaca je mješovita i sastoji se od osjetnih i motoričkih vlakana. Ganglij (živčani ganglij) skup je neuronskih tijela u perifernom živčanom sustavu.
Aksonska vlakna u PNS-u okružena su neurilemom, omotačem Schwannovih stanica koje se nalaze duž aksona, poput perli na niti. Značajan broj ovih aksona prekriven je dodatnom ovojnicom mijelina (kompleks protein-lipid); nazivaju se mijelinizirani (kašasti). Vlakna okružena stanicama neurileme, ali nisu prekrivena mijelinskom ovojnicom, nazivaju se nemijelinizirana (nemijelinizirana). Mijelinizirana vlakna nalaze se samo kod kralješnjaka. Mijelinska ovojnica se formira od plazma membrane Schwannovih stanica, koja je omotana oko aksona poput smotuljka vrpce, tvoreći sloj za slojem. Dio aksona gdje se dvije susjedne Schwannove stanice dodiruju naziva se Ranvierov čvor. U središnjem živčanom sustavu mijelinsku ovojnicu živčanih vlakana tvori posebna vrsta glija stanica – oligodendroglija. Svaka od ovih stanica tvori mijelinsku ovojnicu nekoliko aksona odjednom. Nemijeliniziranim vlaknima u središnjem živčanom sustavu nedostaje omotač od posebnih stanica.
Mijelinska ovojnica ubrzava provođenje živčanih impulsa koji "skaču" iz jednog Ranvierovog čvora u drugi, koristeći ovu ovojnicu kao spojni električni kabel. Brzina provođenja impulsa raste sa zadebljanjem mijelinske ovojnice i kreće se od 2 m/s (za nemijelinizirana vlakna) do 120 m/s (za vlakna posebno bogata mijelinom). Za usporedbu: brzina prostiranja električne struje kroz metalne žice je od 300 do 3000 km/s.
Sinapsa.
Svaki neuron ima specijalizirane veze s mišićima, žlijezdama ili drugim neuronima. Područje funkcionalnog kontakta između dva neurona naziva se sinapsa. Interneuronske sinapse nastaju između različitih dijelova dviju živčanih stanica: između aksona i dendrita, između aksona i tijela stanice, između dendrita i dendrita, između aksona i aksona. Neuron koji šalje impuls u sinapsu naziva se presinaptičkim; neuron koji prima impuls je postsinaptički. Sinaptički prostor ima oblik pukotine. Živčani impuls koji se širi duž membrane presinaptičkog neurona dolazi do sinapse i potiče otpuštanje posebne tvari - neurotransmitera - u usku sinaptičku pukotinu. Molekule neurotransmitera difundiraju kroz prazninu i vežu se na receptore na membrani postsinaptičkog neurona. Ako neurotransmiter stimulira postsinaptički neuron, njegovo se djelovanje naziva ekscitatornim; ako ga potiskuje, naziva se inhibicijskim. Rezultat zbrajanja stotina i tisuća ekscitatornih i inhibicijskih impulsa koji istovremeno teku do neurona glavni je čimbenik koji određuje hoće li ovaj postsinaptički neuron generirati živčani impuls u određenom trenutku.
Kod niza životinja (primjerice, jastoga) uspostavlja se osobito tijesna veza između neurona pojedinih živaca uz stvaranje ili neobično uske sinapse, tzv. gap junction, ili, ako su neuroni u izravnom kontaktu jedan s drugim, tight junction. Živčani impulsi prolaze kroz te veze ne uz sudjelovanje neurotransmitera, već izravno, putem električnog prijenosa. Sisavci, uključujući ljude, također imaju nekoliko uskih spojeva neurona.
Regeneracija.
Do trenutka kada se čovjek rodi, svi njegovi neuroni i većina međuneuronskih veza već su formirani, au budućnosti se formira samo nekoliko novih neurona. Kada neuron umre, on nije zamijenjen novim. Međutim, one preostale mogu preuzeti funkcije izgubljene stanice, formirajući nove procese koji tvore sinapse s onim neuronima, mišićima ili žlijezdama s kojima je izgubljeni neuron bio povezan.
Presječena ili oštećena vlakna PNS neurona okružena neurilemom mogu se regenerirati ako tijelo stanice ostane netaknuto. Ispod mjesta presjeka, neurilema je sačuvana kao cjevasta struktura, a onaj dio aksona koji ostaje povezan s tijelom stanice raste duž ove cijevi sve dok ne dosegne živčani završetak. Na taj način se obnavlja funkcija oštećenog neurona. Aksoni u središnjem živčanom sustavu koji nisu okruženi neurilemom očito ne mogu ponovno izrasti na mjesto svog prethodnog završetka. Međutim, mnogi neuroni u središnjem živčanom sustavu mogu proizvesti nove kratke procese - ogranke aksona i dendrite koji tvore nove sinapse. vidi također REGENERACIJA.
SREDIŠNJI ŽIVČANI SUSTAV
Središnji živčani sustav sastoji se od mozga i leđne moždine i njihovih zaštitnih membrana. Najudaljenija je dura mater, ispod nje je arahnoid (arahnoid), a zatim pia mater, srasla s površinom mozga. Između pia mater i arahnoidne membrane je subarahnoidalni prostor, koji sadrži cerebrospinalnu tekućinu, u kojoj i mozak i leđna moždina doslovno lebde. Djelovanje uzgonske sile tekućine dovodi do toga da, na primjer, mozak odrasle osobe, čija je prosječna masa 1500 g, zapravo teži 50-100 g unutar lubanje. Meninge i cerebrospinalna tekućina također igraju ulogu amortizera, omekšivača svih vrsta udara i udara koji testiraju tijelo i koji mogu dovesti do oštećenja živčanog sustava.
Središnji živčani sustav sastoji se od sive i bijele tvari. Siva tvar sastoji se od staničnih tijela, dendrita i nemijeliniziranih aksona, organiziranih u komplekse koji uključuju bezbrojne sinapse i služe kao centri za obradu informacija za mnoge funkcije živčanog sustava. Bijela tvar sastoji se od mijeliniziranih i nemijeliniziranih aksona koji djeluju kao vodiči prenoseći impulse iz jednog centra u drugi. Siva i bijela tvar također sadrže glija stanice.
Neuroni CNS-a tvore mnoge sklopove koji obavljaju dvije glavne funkcije: osiguravaju refleksnu aktivnost, kao i složenu obradu informacija u višim moždanim centrima. Ti viši centri, kao što je vizualni korteks (vidni korteks), primaju dolazne informacije, obrađuju ih i prenose signal odgovora duž aksona.
Rezultat aktivnosti živčanog sustava je jedna ili druga aktivnost, koja se temelji na kontrakciji ili opuštanju mišića ili lučenju ili prestanku lučenja žlijezda. Svaki način našeg samoizražavanja povezan je s radom mišića i žlijezda.
Dolazne senzorne informacije obrađuju se nizom centara povezanih dugim aksonima koji tvore specifične putove, na primjer boli, vizualni, slušni. Senzorni (uzlazni) putovi idu uzlaznim smjerom do središta mozga. Motorni (silazni) putevi povezuju mozak s motornim neuronima kranijalnih i spinalnih živaca.
Putovi su obično organizirani na takav način da informacije (na primjer, bolne ili taktilne) s desne strane tijela ulaze u lijevu stranu mozga i obrnuto. Ovo pravilo vrijedi i za silazne motoričke putove: desna polovica mozga upravlja pokretima lijeve polovice tijela, a lijeva desna. Postoji, međutim, nekoliko iznimaka od ovog općeg pravila.
Mozak
sastoji se od tri glavne strukture: cerebralne hemisfere, malog mozga i moždanog debla.
Cerebralne hemisfere – najveći dio mozga – sadrže više živčane centre koji čine osnovu svijesti, inteligencije, osobnosti, govora i razumijevanja. U svakoj od cerebralnih hemisfera razlikuju se sljedeće formacije: temeljne izolirane nakupine (jezgre) sive tvari, koje sadrže mnoge važne centre; velika masa bijele tvari koja se nalazi iznad njih; izvana hemisfere prekriva debeli sloj sive tvari s brojnim zavojima koji čine moždanu koru.
Mali mozak se također sastoji od ispod sive tvari, srednje mase bijele tvari i vanjskog debelog sloja sive tvari koji tvori mnoge vijuge. Mali mozak prvenstveno osigurava koordinaciju pokreta.
Leđna moždina.
Smještena unutar kralježničnog stupa i zaštićena njegovim koštanim tkivom, leđna moždina ima cilindričan oblik i prekrivena je s tri membrane. Na presjeku siva tvar ima oblik slova H ili leptira. Siva tvar je okružena bijelom tvari. Osjetljiva vlakna spinalnih živaca završavaju u dorzalnim (stražnjim) dijelovima sive tvari - dorzalnim rogovima (na krajevima H, okrenuti prema natrag). Tijela motoričkih neurona spinalnih živaca nalaze se u ventralnim (prednjim) dijelovima sive tvari - prednjim rogovima (na krajevima H, udaljenim od leđa). U bijeloj tvari nalaze se uzlazni osjetni putovi koji završavaju u sivoj tvari leđne moždine, te silazni motorički putovi koji dolaze iz sive tvari. Osim toga, mnoga vlakna u bijeloj tvari povezuju različite dijelove sive tvari leđne moždine.
PERIFERNI ŽIVČANI SUSTAV
PNS osigurava dvosmjernu komunikaciju između središnjih dijelova živčanog sustava i organa i sustava u tijelu. Anatomski, PNS je predstavljen kranijalnim (lubanjskim) i spinalnim živcima, kao i relativno autonomnim crijevnim živčanim sustavom, koji se nalazi u crijevnoj stijenci.
Svi kranijalni živci (12 pari) dijele se na motoričke, osjetne ili mješovite. Motorni živci počinju u motornim jezgrama trupa, koje tvore tijela samih motornih neurona, a osjetni živci nastaju iz vlakana onih neurona čija tijela leže u ganglijima izvan mozga.
Iz leđne moždine izlazi 31 par spinalnih živaca: 8 pari cervikalnih, 12 torakalnih, 5 lumbalnih, 5 sakralnih i 1 kokcigealni. Označavaju se prema položaju kralježaka uz intervertebralne otvore iz kojih izlaze ovi živci. Svaki spinalni živac ima prednji i stražnji korijen, koji se stapaju u sam živac. Stražnji korijen sadrži osjetna vlakna; usko je povezan sa spinalnim ganglijem (ganglij dorzalnog korijena), koji se sastoji od staničnih tijela neurona, čiji aksoni tvore ta vlakna. Prednji korijen sastoji se od motoričkih vlakana koje tvore neuroni čija stanična tijela leže u leđnoj moždini.
| LOBANJSKI ŽIVCI | |||
| Broj | Ime | Funkcionalne karakteristike | Inervirane strukture |
| ja | Mirisni | Posebna osjetila (njuh) | Olfaktorni epitel nosne šupljine |
| II | Vizualno | Posebna osjetila (vid) | Štapići i čunjići mrežnice |
| III | Okulomotorika | Motor | Većina vanjskih očnih mišića Glatki mišići šarenice i leće |
| IV | Blok | Motor | Gornji kosi mišić oka |
| V | Trigeminus | Opća senzorika Motor |
Koža lica, sluznica nosa i usta Žvačni mišići |
| VI | Otmičar | Motor | Vanjski rektus očni mišić |
| VII | Njega lica | Motor Visceromotor Poseban dodir |
Mišići lica Žlijezde slinovnice Okusni pupoljci na jeziku |
| VIII | vestibulokohlearni | Poseban dodir Vestibularni (ravnoteža) Auditivni (sluh) |
Polukružni kanali i mrlje (receptorska područja) labirinta Organ sluha u pužnici (unutarnjem uhu) |
| IX | Glosofaringealni | Motor Visceromotor Viscerosenzorno |
Mišići stražnjeg faringealnog zida Žlijezde slinovnice Receptori okusa i opće osjetljivosti na leđima dijelovi usta |
| x | Lutanje | Motor Visceromotor Viscerosenzorno Opća senzorika |
Mišići grkljana i ždrijela Srčani mišić, glatki mišići, plućne žlijezde, bronhije, želudac i crijeva, uključujući probavne žlijezde Receptori velikih krvnih žila, pluća, jednjaka, želuca i crijeva Vanjsko uho |
| XI | Dodatni | Motor | Sternocleidomastoidni i trapeziusni mišići |
| XII | Sublingvalno | Motor | Mišići jezika |
| Definicije "visceromotorika" i "viscerosenzorika" označavaju vezu odgovarajućeg živca s unutarnjim (visceralnim) organima. | |||
AUTONOMNI ŽIVČANI SUSTAV
Autonomni ili autonomni živčani sustav regulira aktivnost nevoljnih mišića, srčanog mišića i raznih žlijezda. Njegove strukture nalaze se iu središnjem živčanom sustavu iu perifernom živčanom sustavu. Aktivnost autonomnog živčanog sustava usmjerena je na održavanje homeostaze, tj. relativno stabilno stanje unutarnje okoline tijela, kao što je stalna tjelesna temperatura ili krvni tlak koji zadovoljava potrebe tijela.
Signali iz središnjeg živčanog sustava ulaze u radne (efektorske) organe kroz parove sekvencijalno povezanih neurona. Tijela neurona prve razine nalaze se u CNS-u, a njihovi aksoni završavaju u autonomnim ganglijima, koji leže izvan CNS-a, i tu tvore sinapse s tijelima neurona druge razine, čiji su aksoni u izravan kontakt s efektorskim organima. Prvi neuroni nazivaju se preganglionskim, drugi - postganglionskim.
U dijelu autonomnog živčanog sustava koji se naziva simpatički živčani sustav, stanična tijela preganglijskih neurona nalaze se u sivoj tvari torakalne (torakalne) i slabinske (lumbalne) kralježnične moždine. Stoga se simpatički sustav naziva i torakolumbalni sustav. Aksoni njegovih preganglijskih neurona završavaju i tvore sinapse s postganglionskim neuronima u ganglijima koji se nalaze u lancu duž kralježnice. Aksoni postganglijskih neurona kontaktiraju efektorske organe. Završeci postganglijskih vlakana izlučuju norepinefrin (tvar blisku adrenalinu) kao neurotransmiter, pa se simpatički sustav definira i kao adrenergički.
Simpatički sustav nadopunjuje parasimpatički živčani sustav. Tijela njegovih preganglinarnih neurona nalaze se u moždanom deblu (intrakranijalnom, tj. unutar lubanje) i sakralnom (sakralnom) dijelu leđne moždine. Stoga se parasimpatički sustav naziva i kraniosakralni sustav. Aksoni preganglijskih parasimpatičkih neurona završavaju i tvore sinapse s postganglionskim neuronima u ganglijima koji se nalaze u blizini radnih organa. Završeci postganglijskih parasimpatičkih vlakana otpuštaju neurotransmiter acetilkolin, na temelju čega se parasimpatički sustav naziva i kolinergičkim.
U pravilu, simpatički sustav potiče one procese koji su usmjereni na mobilizaciju tjelesnih snaga u ekstremnim situacijama ili pod stresom. Parasimpatički sustav pridonosi akumulaciji ili obnavljanju tjelesnih energetskih resursa.
Reakcije simpatičkog sustava praćene su potrošnjom energetskih resursa, povećanjem učestalosti i jačine srčanih kontrakcija, porastom krvnog tlaka i šećera u krvi, kao i povećanjem dotoka krvi u skeletne mišiće smanjenjem njegove protok do unutarnjih organa i kože. Sve ove promjene karakteristične su za odgovor "strah, bijeg ili borba". Parasimpatički sustav, naprotiv, smanjuje učestalost i snagu srčanih kontrakcija, snižava krvni tlak i stimulira probavni sustav.
REFLEKSI
Kada odgovarajući podražaj djeluje na receptor osjetnog neurona, u njemu se pojavljuje niz impulsa koji pokreću reakciju koja se naziva refleksni čin (refleks). Refleksi su temelj većine vitalnih funkcija našeg tijela. Refleksni čin se provodi tzv. refleksni luk; Ovaj pojam odnosi se na put prijenosa živčanih impulsa od točke početnog podražaja na tijelu do organa koji izvodi reakciju.
Refleksni luk koji uzrokuje kontrakciju skeletnog mišića sastoji se od najmanje dva neurona: senzornog neurona, čije se tijelo nalazi u gangliju, a akson tvori sinapsu s neuronima leđne moždine ili moždanog debla, i motornog (donjeg , ili periferni, motorni neuron), čije se tijelo nalazi u sivoj tvari, a akson završava na motornoj završnoj ploči na skeletnim mišićnim vlaknima.
Refleksni luk između osjetnih i motoričkih neurona također može uključivati treći, srednji, neuron koji se nalazi u sivoj tvari. Lukovi mnogih refleksa sadrže dva ili više interneurona.
Refleksne radnje se provode nehotice, mnoge od njih nisu realizirane. Refleks trzaja koljena se, na primjer, pokreće lupkanjem tetive kvadricepsa po koljenu. Ovo je dvoneuronski refleks, njegov refleksni luk se sastoji od mišićnih vretena (mišićnih receptora), senzornog neurona, perifernog motornog neurona i mišića. Drugi primjer je refleksno povlačenje ruke s vrućeg predmeta: luk ovog refleksa uključuje senzorni neuron, jedan ili više interneurona u sivoj tvari leđne moždine, periferni motorički neuron i mišić.
Književnost:
Bloom F., Leiserson A., Hofstadter L. Mozak, um i ponašanje. M., 1988
Ljudska fiziologija, ur. R. Schmidt, G. Tevs, svezak 1. M., 1996
8317 0
Neuroni
U viših životinja živčane stanice tvore organe središnjeg živčanog sustava (SŽS) - mozak i leđnu moždinu - te periferni živčani sustav (PNS), koji uključuje živce i njihove procese koji povezuju SŽS s mišićima, žlijezdama i receptorima .Struktura
Živčane stanice se ne razmnožavaju mitozom (dijeljenjem stanica). Neuroni se nazivaju amitotičke stanice – ako su uništeni, neće se oporaviti. Gangliji su snopovi živčanih stanica izvan središnjeg živčanog sustava. Svi neuroni se sastoje od sljedećih elemenata.Tijelo stanice. To su jezgra i citoplazma.
Akson. To je dugačak, tanak nastavak koji prenosi informacije od tijela stanice do drugih stanica putem veza koje se nazivaju sinapse. Neki su aksoni duži od jednog centimetra, dok su drugi duži od 90 cm. Većina aksona okružena je zaštitnom tvari koja se zove mijelinska ovojnica, a koja pomaže ubrzati proces prijenosa živčanih impulsa. Suženja na aksonu u određenom intervalu nazivaju se Ranvierovi čvorovi.
Dendriti. To je mreža kratkih vlakana koja se protežu od aksona ili tijela stanice i povezuju krajeve aksona iz drugih neurona. Dendriti daju informacije stanici primanjem i odašiljanjem signala. Svaki neuron može imati stotine dendrita.
Struktura neurona
Funkcije
Neuroni elektrokemijski kontaktiraju jedni s drugima, prenoseći impulse po cijelom tijelu.Mijelinska ovojnica
. Schwannove stanice namotaju se oko jednog ili više aksona (A) tvoreći mijelinsku ovojnicu.. Sastoji se od nekoliko slojeva (moguće 50-100) plazma membrana (b), između kojih cirkulira tekući citosol (citoplazma lišena hipohondrija i drugih elemenata endoplazmatskog retikuluma), s izuzetkom najgornjeg sloja (V).
. Mijelinska ovojnica oko dugog aksona podijeljena je na segmente, od kojih je svaki formiran zasebnom Schwannovom stanicom.
. Susjedni segmenti odvojeni su suženjima koja se nazivaju Ranvierovi čvorovi (G), gdje akson nema mijelinsku ovojnicu.
Živčani impulsi
Kod viših životinja signali se šalju cijelim tijelom i iz mozga u obliku električnih impulsa koji se prenose živcima. Živci stvaraju impulse kada se dogodi fizička, kemijska ili električna promjena u staničnoj membrani.1 Neuron u mirovanju
Neuron u mirovanju ima negativan naboj unutar stanične membrane (a) i pozitivan naboj izvan ove membrane (b). Taj se fenomen naziva rezidualni membranski potencijal.To podržavaju dva čimbenika:
Različita propusnost stanične membrane za ione natrija i kalija, koji imaju isti pozitivan naboj. Natrij difundira (prolazi) u stanicu sporije nego kalij iz nje.
Natrij-kalijeva izmjena, u kojoj više pozitivnih iona izlazi iz stanice nego što u nju ulazi. Zbog toga se više pozitivnih iona nakuplja izvan stanične membrane nego unutar nje.
2 Stimulirani neuron
Kada se neuron stimulira, mijenja se propusnost nekog dijela stanične membrane. Pozitivni ioni natrija (g) počinju ulaziti u stanicu brže nego u položaju mirovanja, što dovodi do povećanja pozitivnog potencijala unutar stanice. Taj se fenomen naziva depolarizacija.3 Živčani impuls
Depolarizacija se postupno širi na cijelu staničnu membranu (e). Postupno se mijenjaju naboji na stranama stanične membrane (ne neko vrijeme). Taj se fenomen naziva reverzna polarizacija. Ovo je, u biti, živčani impuls koji se prenosi duž stanične membrane živčane stanice.4 Repolarizacija
Ponovno se mijenja propusnost stanične membrane. Pozitivni ioni natrija (Na+) počinju napuštati stanicu (e). Naposljetku, izvan stanice ponovno nastaje pozitivan naboj, a unutar nje. Taj se proces naziva repolarizacija.
Akcijski potencijal ili živčani impuls, specifičan odgovor koji se javlja u obliku ekscitacijskog vala i teče cijelim živčanim putem. Ova reakcija je odgovor na podražaj. Glavni zadatak je prenijeti podatke od receptora do živčanog sustava, a zatim ih usmjeriti do željenih mišića, žlijezda i tkiva. Nakon prolaska impulsa, površinski dio membrane postaje negativno nabijen, dok njen unutarnji dio ostaje pozitivan. Dakle, živčani impuls je sekvencijalno prenesena električna promjena.
Uzbudljivi učinak i njegova distribucija podložni su fizikalno-kemijskoj prirodi. Energija za ovaj proces stvara se izravno u samom živcu. To se događa zbog činjenice da prolaz impulsa dovodi do stvaranja topline. Nakon što prođe, počinje atenuacija ili referentno stanje. U kojem samo djelić sekunde živac ne može provesti podražaj. Brzina kojom se može isporučiti puls kreće se od 3 m/s do 120 m/s.
Vlakna kroz koja prolazi uzbuda imaju specifičan omotač. Grubo rečeno, ovaj sustav podsjeća na električni kabel. Sastav membrane može biti mijelinski i nemijelinski. Najvažnija komponenta mijelinske ovojnice je mijelin koji ima ulogu dielektrika.
Brzina pulsa ovisi o nekoliko čimbenika, na primjer o debljini vlakana, što je deblje, brzina se brže razvija. Drugi faktor u povećanju brzine provođenja je sam mijelin. Ali u isto vrijeme, ne nalazi se po cijeloj površini, već u dijelovima, kao da su nanizani. Sukladno tome, između ovih područja postoje ona koja ostaju “gola”. Oni uzrokuju curenje struje iz aksona.
Akson je proces koji se koristi za prijenos podataka iz jedne stanice u ostale. Taj proces regulira sinapsa – izravna veza između neurona ili neurona i stanice. Postoji i takozvani sinaptički prostor ili pukotina. Kada nadražajni impuls stigne do neurona, tijekom reakcije oslobađaju se neurotransmiteri (molekule kemijskog sastava). Oni prolaze kroz sinaptički otvor i na kraju dolaze do receptora neurona ili stanice do kojih se podaci trebaju prenijeti. Ioni kalcija su neophodni za provođenje živčanog impulsa, jer se bez toga neurotransmiter ne može osloboditi.
Autonomni sustav osiguravaju uglavnom nemijelinizirana tkiva. Uzbuđenje se širi njima neprestano i kontinuirano.
Princip prijenosa temelji se na pojavi električnog polja, pa nastaje potencijal koji iritira membranu susjednog dijela i tako dalje kroz vlakno.
U tom se slučaju akcijski potencijal ne pomiče, već se pojavljuje i nestaje na jednom mjestu. Brzina prijenosa kroz takva vlakna je 1-2 m/s. 
Zakoni ponašanja
U medicini postoje četiri osnovna zakona:
- Anatomska i fiziološka vrijednost. Uzbuđenje se provodi samo ako nema povrede integriteta samog vlakna. Ako jedinstvo nije osigurano, na primjer, zbog povrede, upotrebe droga, tada je provođenje živčanog impulsa nemoguće.
- Izolirano provođenje iritacije. Uzbuđenje se može prenijeti duž živčanog vlakna, bez širenja na susjedne.
- Bilateralno provođenje. Put provođenja impulsa može biti samo dvije vrste - centrifugalni i centripetalni. Ali u stvarnosti, smjer se javlja u jednoj od opcija.
- Nedekrementalna implementacija. Impulsi ne jenjavaju, drugim riječima, provode se bez smanjenja.
Kemija provođenja impulsa
Proces iritacije također kontroliraju ioni, uglavnom kalij, natrij i neki organski spojevi. Koncentracija tih tvari je različita, stanica je unutar sebe negativno nabijena, a pozitivno na površini. Taj proces nazivamo razlikom potencijala. Kada negativni naboj oscilira, npr. kada se smanjuje, izaziva se potencijalna razlika i taj se proces naziva depolarizacija.
Stimulacija neurona povlači za sobom otvaranje natrijevih kanala na mjestu stimulacije. To može olakšati ulazak pozitivno nabijenih čestica u stanicu. Sukladno tome, smanjuje se negativni naboj i javlja se akcijski potencijal ili živčani impuls. Nakon toga se natrijevi kanali ponovno zatvaraju.
Često se otkriva da upravo slabljenje polarizacije potiče otvaranje kalijevih kanala, što izaziva oslobađanje pozitivno nabijenih iona kalija. Ovo djelovanje smanjuje negativni naboj na površini stanice.
Potencijal mirovanja ili elektrokemijsko stanje uspostavlja se kada se aktiviraju kalij-natrijeve pumpe uz pomoć kojih ioni natrija izlaze iz stanice, a ioni kalija ulaze u nju.
Kao rezultat toga, možemo reći da kada se elektrokemijski procesi nastave, dolazi do impulsa koji putuju vlaknima.
