Sinaptični prenos je interakcija možganskih celic.
Nevroni povzročajo elektrokemične motnje, ki potujejo po njihovih vlaknih. Te motnje, imenovane živčni impulzi ali akcijski potenciali, ustvarjajo majhni električni tokovi vzdolž membrane živčne celice. Nevroni so sposobni proizvesti do tisoč akcijskih potencialov na sekundo, katerih zaporedje in trajanje kodira informacije.
Živčni impulzi so elektrokemične motnje, ki se prenašajo po živčnih vlaknih; prek njih nevroni komunicirajo med seboj in s preostalim telesom. Električno naravo živčnih impulzov določa struktura celične membrane, ki je sestavljena iz dveh plasti, ločenih z majhno vrzeljo. Membrana deluje kot kondenzator - kopiči električni naboj, zbira ione, in kot upor, ki blokira tok. Nevron v mirovanju tvori oblak negativno nabitih ionov vzdolž notranje površine membrane in pozitivnih ionov vzdolž zunanje površine.
Nevron, ko je aktiviran, oddaja (imenovano tudi "generira") živčni impulz. Pojavi se kot odgovor na signale, ki jih prejmejo druge celice, in je kratek obrat potencialne razlike membrane: notranjost za trenutek postane pozitivno nabita, nato pa se hitro vrne v stanje mirovanja. Med živčnim impulzom membrana živčne celice omogoča vstop določenim vrstam ionov. Ker so ioni električno nabiti, je njihovo gibanje električni tok skozi membrano.
Nevroni v mirovanju. Znotraj nevronov so ioni, vendar so nevroni sami obdani z ioni v drugih koncentracijah. Delci se nagibajo k premikanju iz območja visoke koncentracije v območje nizke koncentracije, vendar membrana živčne celice preprečuje to gibanje, ker je v veliki meri neprepustna.
Izkazalo se je, da so nekateri ioni koncentrirani zunaj membrane, drugi pa znotraj. Zaradi tega je zunanja površina membrane pozitivno nabita, notranja pa negativno nabita. Membrana tako postane polarizirana.
Vse se je začelo z lignji. Mehanizem delovanja akcijskih potencialov - vzbujevalnih valov na celični membrani - je bil razjasnjen v zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja, v klasičnem eksperimentu z mikroelektrodami, vstavljenimi v aksone orjaškega lignja. Ti poskusi so dokazali, da akcijski potencial nastane z zaporednimi premiki ionov skozi membrano.
V prvi fazi akcijskega potenciala postane membrana za kratek čas prepustna za natrijeve ione in ti napolnijo celico. To povzroči depolarizacijo celice – potencialna razlika čez membrano se obrne in notranja površina membrane postane pozitivno nabita. Po tem kalijevi ioni hitro zapustijo celico in membranska potencialna razlika se vrne v prvotno stanje. Zaradi prodiranja kalijevih ionov v notranjost je naboj na membrani bolj negativen kot v stanju mirovanja, celica pa je tako hiperpolarizirana. V tako imenovanem refraktornem obdobju nevron ne more proizvesti naslednjega akcijskega potenciala, ampak se hitro vrne v stanje mirovanja.
Akcijski potenciali nastajajo v strukturi, imenovani aksonski grič, kjer akson raste iz telesa celice. Akcijski potenciali potujejo vzdolž aksona, ker depolarizacija enega segmenta vlakna povzroči depolarizacijo sosednjega. Ta val depolarizacije se odkotali stran od celičnega telesa in, ko doseže terminal živčne celice, povzroči sproščanje nevrotransmiterjev.
Posamezen impulz traja eno tisočinko sekunde; nevroni kodirajo informacije v točno določenem zaporedju impulzov (spike discharges), vendar še vedno ni jasno, kako natančno so informacije kodirane. Nevroni pogosto proizvajajo akcijske potenciale kot odgovor na signale iz drugih celic, vendar proizvajajo tudi impulze brez zunanjih signalov. Pogostost bazalnih valov ali spontanih akcijskih potencialov se razlikuje med različnimi vrstami nevronov in se lahko spreminja glede na signale iz drugih celic.
Malo jih bo minilo. Ioni prehajajo skozi membrano živčne celice skozi sodčaste beljakovine, imenovane ionski kanali. Prodrejo skozi membrano in nastanejo skozi pore. Ionski kanali imajo senzorje, ki zaznavajo spremembe v membranskih potencialnih razlikah ter se odpirajo in zapirajo kot odgovor na te spremembe.
Človeški nevroni vsebujejo več kot ducat različnih vrst takšnih kanalov in vsak od njih omogoča prehod le ene vrste ionov. Aktivnost vseh teh ionskih kanalov med akcijskim potencialom je močno regulirana. Odpirajo se in zapirajo v določenem vrstnem redu, tako da lahko nevroni ustvarijo zaporedja živčnih impulzov kot odgovor na signale, prejete iz drugih celic.
Ohmov zakon.
Ohmov zakon pojasnjuje, kako se električne lastnosti možganov spreminjajo glede na vhodne signale. Opisuje razmerje med potencialno razliko (napetostjo) membrane živčne celice, njenim uporom in tokom, ki teče skozi njo. V skladu s tem razmerjem je tok neposredno sorazmeren z napetostjo na membrani in je opisan z enačbo I = U/R, kjer je I električni tok, U potencialna razlika in R upor.
Hitrejši od Usaina Bolta.
Aksoni hrbtenjače in možganov so izolirani z debelim mielinskim tkivom, ki ga proizvajajo možganske celice, imenovane oligodendrociti. Oligodendrocit ima nekaj vej in vsaka je sestavljena iz velikega ploskega lista mielina, ki je večkrat ovit okoli majhnega segmenta aksona, ki pripada drugemu nevronu. Mielinska ovojnica po dolžini celotnega aksona je neenakomerna: prekinjena je v rednih intervalih, točke teh prekinitev pa imenujemo Ranvierjeva vozlišča. Ionski kanali se kondenzirajo natanko na teh točkah in s tem zagotovijo preskok akcijskih potencialov iz enega prestrezanja v drugega. S tem se pospeši celoten proces gibanja akcijskih potencialov po aksonu – dogaja se s hitrostjo do 100 m/s.
Ali je živčni impulz električni impulz ali ne?
Obstajajo različna stališča: kemična in električna. Googlanje rezultatov.
Dmitrij. Zakaj živci niso žice in zakaj živčni impulz ni tok? (4.09.2013)
FIZIČNA ENCIKLOPEDIJA:
ŽIVČNI IMPULZ - val navdušenja, robovi se širijo vzdolž živčnega vlakna in služijo za prenos informacij iz periferije. receptorskih (občutljivih) končičev do živčnih središč, znotraj centr. živčni sistem in iz njega v izvršilni aparat – mišice in žleze. Prehod N. in. ki ga spremlja prehodna električna procese, ki jih lahko posnamemo tako z zunajceličnimi kot znotrajceličnimi elektrodami... Po živčnem vlaknu se živčni impulz širi v obliki električnega valovanja. potencial. V sinapsi se mehanizem širjenja spremeni. Ko sta N. in. doseže presinaptično. končnice, v sinapt. vrzel sprošča aktivno kemikalijo. snov - me d i a t o r. Oddajnik difundira skozi sinaptično. vrzel in spremeni prepustnost postsinaptičnega. membrana, zaradi česar na njej nastane potencial, ki ponovno ustvari propagacijski impulz. Tako deluje kemija. sinapse. Obstaja tudi električni. sinapsa, ko sled . nevron je električno vzbujen... Stanje mirovanja živčnega vlakna... miruje zaradi delovanja ionske črpalke
, in membranski potencial v pogojih odprtega tokokroga se določi iz enakosti na nič celotnega električni trenutno ...
Proces živčnega vzbujanja se razvije na naslednji način (glejte tudi biofizika).Če skozi akson prenesete šibek tokovni impulz, kar vodi do depolarizacije membrane, potem po odstranitvi zunanjega. vpliva, se potencial monotono vrne na prvotno raven. V teh razmerah akson se obnaša kot pasivni električni vezje, sestavljeno iz kondenzatorja in enosmernega toka. odpornost.
če trenutni impulz
preseže določeno mejno vrednost, se potencial še naprej spreminja tudi po izklopu motnje...
Membrana živčnih vlaken je nelinearna ionski prevodnik , katerih lastnosti so bistveno odvisne od električnega polja.
IONSKE ČRPALKE molekularne strukture vgrajene v biol. membrane in izvedba transport ionov
proti višji elektrokemijski potencial
SEMENOV S.N. O FONONSKI NARAVI ŽIVČNEGA IMPULZA S POZICIJE DINAMIKE EVOLUCIJE. (29.05.2013)
Semenov S.N. Fonon je kvant biološke (celične) membrane.
MOLEKULARNO-MEHANSKI MODEL ZGRADBE IN DELOVANJA BIOLOŠKIH MEMBRAN
UVOD V KVANTNO FONONSKO BIOLOGIJO MEMBRAN.
S.N. Semjonov, Datum objave: 8. september 2003
Kontaktirajte avtorja: [e-pošta zaščitena]
Nikolaev L.A. “Kovine v živih organizmih” - Moskva: Izobraževanje, 1986 - str.127
V poljudnoznanstveni obliki avtor govori o vlogi kovin v biokemičnih procesih, ki potekajo v živih organizmih. Knjiga bo učencem pomagala razširiti obzorja.
Oba iona (natrijev in kalijev) sodelujeta pri širjenju električnih impulzov po živcu.
Električna narava živčnih impulzov in razdražljivost živčne celice.
Galvani je že na pragu 19. stoletja eksperimentalno dokazal, da obstaja določena povezava med elektriko in delovanjem mišic in živcev.
Ugotovitev električne narave vzbujanja skeletnih mišic je pripeljala do praktične uporabe te lastnosti v medicini. K temu je veliko prispeval nizozemski fiziolog Willern Einthoven. Leta 1903 je izdelal posebej občutljiv galvanometer, tako občutljiv, da je bilo mogoče uporabiti za beleženje sprememb v električnem potencialu srčne mišice, ki se krči. V naslednjih treh letih je Einthoven beležil spremembe potenciala srca med njegovim krčenjem (ta posnetek se imenuje elektrokardiogram) in primerjal značilnosti vrhov in dolin z različnimi vrstami srčnih patologij.
Težje je bilo zaznati električno naravo živčnega impulza, sprva so verjeli, da nastanek električnega toka in njegovo širjenje po živčnem vlaknu povzročijo kemične spremembe v živčni celici. Povod za tako čisto špekulativno sodbo so bili rezultati poskusov nemškega fiziologa Emila Du Bois-Raymonda iz 19. stoletja, ki je z zelo občutljivim galvanometrom uspel registrirati šibek električni tok v živcu, ko je bil ta dražen.
Z razvojem tehnologije so študije električne narave živčnega impulza postajale vse bolj elegantne. Z namestitvijo drobnih elektrod (mikroelektrod) na različne dele živčnega vlakna so se raziskovalci z osciloskopom naučili beležiti ne le velikost električnega potenciala, ki nastane ob vzdraženju živca, temveč tudi njegovo trajanje, hitrost širjenja in druge elektrofiziološke parametre. Za svoje delo na tem področju sta ameriška fiziologa Joseph Erlanger in Herbert Spencer Hesser leta 1944 prejela Nobelovo nagrado za medicino in fiziologijo.
Če na živčno celico dovajamo električne impulze z naraščajočo močjo, se na začetku, dokler moč impulza ne doseže določene vrednosti, celica ne bo odzvala na te impulze. Toda takoj, ko moč impulza doseže določeno vrednost, se celica nenadoma vzburi in takoj se začne vzburjenje širiti po živčnem vlaknu. Živčna celica ima določen prag vzbujanja in na vsak dražljaj, ki presega ta prag, se odzove z vzbujanjem le določene jakosti. Tako je razdražljivost živčne celice podrejena zakonu "vse ali nič" in v vseh živčnih celicah telesa je narava vzbujanja enaka.
http://med-000.ru/kak-funkcioniruet-nerv/elektrich...
Ionska teorija živčnih impulzov, vloga kalijevih in natrijevih ionov pri živčnem vzbujanju.
Vzbujanje same živčne celice je posledica gibanje ionov skozi celično membrano.
Značilno je, da notranjost celice vsebuje presežek kalijevih ionov, medtem ko zunanjost celice vsebuje presežek natrijevih ionov. V mirovanju celica ne sprošča kalijevih ionov in ne prepušča vase natrijevih ionov, kar preprečuje, da bi se koncentracije teh ionov na obeh straneh membrane izenačile. Celica vzdržuje ionski gradient z delovanjem natrijeve črpalke, ki črpa natrijeve ione, ko vstopajo v celico skozi membrano. Različne koncentracije natrijevih ionov na obeh straneh celične membrane ustvarijo potencialno razliko približno 1/10 volta na njej. Ko je celica stimulirana, potencialna razlika pade, kar pomeni, da je celica vzburjena. Celica se ne more odzvati na naslednji dražljaj, dokler se ponovno ne vzpostavi potencialna razlika med zunanjo in notranjo stranjo membrane. To obdobje "počitka" traja nekaj tisočink sekunde in se imenuje refraktorno obdobje.
Ko je celica vzburjena, se impulz začne širiti vzdolž živčnega vlakna. Širjenje impulza je serija zaporednih vzbujanja fragmentov živčnega vlakna, ko vzbujanje prejšnjega fragmenta povzroči vzbujanje naslednjega in tako naprej do samega konca vlakna. Širjenje impulza poteka samo v eno smer, saj prejšnjega fragmenta, ki je bil pravkar vzbujen, ni mogoče takoj ponovno vzbujati, ker je v fazi "mirovanja".
Dejstvo, da nastanek in širjenje živčnega impulza povzroči sprememba ionske prepustnosti membrane živčne celice, sta prva dokazala britanska nevrofiziologa Alan Lloyd Hodgkin in Andrew Fielding Huxley ter avstralski raziskovalec John Carew Iccles.
Vsebina članka
ŽIVČNI SISTEM, kompleksna mreža struktur, ki prežema celotno telo in zagotavlja samoregulacijo njegovih vitalnih funkcij zaradi sposobnosti odzivanja na zunanje in notranje vplive (dražljaje). Glavne funkcije živčnega sistema so sprejemanje, shranjevanje in obdelava informacij iz zunanjega in notranjega okolja, uravnavanje in usklajevanje delovanja vseh organov in organskih sistemov. Pri ljudeh, tako kot pri vseh sesalcih, živčni sistem vključuje tri glavne komponente: 1) živčne celice (nevroni); 2) z njimi povezane glialne celice, zlasti nevroglialne celice, pa tudi celice, ki tvorijo nevrilemo; 3) vezivno tkivo. Nevroni zagotavljajo prevodnost živčnih impulzov; nevroglija opravlja podporne, zaščitne in trofične funkcije tako v možganih kot v hrbtenjači, nevrilema pa je sestavljena predvsem iz specializiranih, t.i. Schwannove celice, sodeluje pri tvorbi ovojnic perifernih živčnih vlaken; Vezivno tkivo podpira in povezuje različne dele živčnega sistema.
Človeški živčni sistem je razdeljen na različne načine. Anatomsko je sestavljen iz osrednjega živčnega sistema (CNS) in perifernega živčevja (PNS). Centralni živčni sistem vključuje možgane in hrbtenjačo, PNS, ki zagotavlja komunikacijo med centralnim živčnim sistemom in različnimi deli telesa, pa vključuje kranialne in hrbtenične živce ter živčne ganglije in živčne pleksuse, ki ležijo zunaj hrbtenjače. vrvico in možgane.
Nevron.
Strukturna in funkcionalna enota živčnega sistema je živčna celica – nevron. Ocenjuje se, da je v človeškem živčnem sistemu več kot 100 milijard nevronov. Tipičen nevron je sestavljen iz telesa (tj. Jedrnega dela) in procesov, enega navadno nerazvejanega procesa, aksona in več razvejanih - dendritov. Akson prenaša impulze iz celičnega telesa v mišice, žleze ali druge nevrone, medtem ko jih dendriti prenašajo v celično telo.
Nevron ima tako kot druge celice jedro in številne drobne strukture - organele ( Poglej tudi CELICA). Sem spadajo endoplazmatski retikulum, ribosomi, Nisslova telesca (tigroid), mitohondrije, Golgijev kompleks, lizosomi, filamenti (nevrofilamenti in mikrotubuli).
Živčni impulz.
Če stimulacija nevrona preseže določeno mejno vrednost, se na točki stimulacije pojavi vrsta kemičnih in električnih sprememb, ki se razširijo po nevronu. Prenesene električne spremembe imenujemo živčni impulzi. Za razliko od preproste električne razelektritve, ki bo zaradi odpornosti nevrona postopoma oslabela in bo lahko premagala le kratko razdaljo, se veliko počasnejši "tečeči" živčni impulz v procesu širjenja nenehno obnavlja (regenerira).
Koncentracije ionov (električno nabitih atomov) – predvsem natrija in kalija, pa tudi organskih snovi – zunaj in znotraj nevrona niso enake, zato je živčna celica v mirovanju od znotraj negativno nabita, od zunaj pa pozitivno. ; Posledično se na celični membrani pojavi potencialna razlika (tako imenovani »potencial mirovanja« je približno –70 milivoltov). Vsaka sprememba, ki zmanjša negativni naboj v celici in s tem potencialno razliko čez membrano, se imenuje depolarizacija.
Plazemska membrana, ki obdaja nevron, je kompleksna tvorba, sestavljena iz lipidov (maščob), beljakovin in ogljikovih hidratov. Je praktično neprepusten za ione. Toda nekatere beljakovinske molekule v membrani tvorijo kanale, skozi katere lahko prehajajo določeni ioni. Vendar ti kanali, imenovani ionski kanali, niso stalno odprti, ampak se lahko kot vrata odpirajo in zapirajo.
Ko je nevron stimuliran, se nekateri natrijevi (Na+) kanalčki odprejo na točki stimulacije, kar omogoči vstop natrijevih ionov v celico. Pritok teh pozitivno nabitih ionov zmanjša negativni naboj notranje površine membrane v območju kanala, kar vodi do depolarizacije, ki jo spremlja ostra sprememba napetosti in praznjenja - t.i. »akcijski potencial«, tj. živčni impulz. Natrijevi kanali se nato zaprejo.
V mnogih nevronih depolarizacija povzroči tudi odpiranje kalijevih (K+) kanalčkov, zaradi česar kalijevi ioni odtečejo iz celice. Izguba teh pozitivno nabitih ionov spet poveča negativni naboj na notranji površini membrane. Nato se kalijevi kanali zaprejo. Delovati začnejo tudi drugi membranski proteini – t.i. kalijevo-natrijeve črpalke, ki premaknejo Na + iz celice in K + v celico, kar skupaj z aktivnostjo kalijevih kanalčkov vzpostavi prvotno elektrokemijsko stanje (potencial mirovanja) na mestu stimulacije.
Elektrokemične spremembe na mestu stimulacije povzročijo depolarizacijo na sosednji točki na membrani, kar sproži enak cikel sprememb v njej. Ta proces se nenehno ponavlja in na vsaki novi točki, kjer pride do depolarizacije, se rodi impulz enake velikosti kot na prejšnji točki. Tako se skupaj z obnovljenim elektrokemičnim ciklom živčni impulz širi po nevronu od točke do točke.
Živci, živčna vlakna in gangliji.
Živec je snop vlaken, od katerih vsako deluje neodvisno od drugih. Vlakna v živcu so organizirana v skupine, obdane s posebnim vezivnim tkivom, ki vsebuje žile, ki oskrbujejo živčna vlakna s hranili in kisikom ter odstranjujejo ogljikov dioksid in odpadne produkte. Živčna vlakna, po katerih potujejo impulzi od perifernih receptorjev do centralnega živčnega sistema (aferentni), imenujemo občutljiva ali senzorična. Vlakna, ki prenašajo impulze iz osrednjega živčnega sistema v mišice ali žleze (eferentne), imenujemo motorna ali motorična. Večina živcev je mešanih in sestavljenih iz senzoričnih in motoričnih vlaken. Ganglij (živčni ganglij) je skupek nevronskih teles v perifernem živčevju.
Aksonska vlakna v PNS so obdana z nevrilemo, ovojnico Schwannovih celic, ki se nahajajo vzdolž aksona, kot kroglice na vrvici. Znatno število teh aksonov je pokritih z dodatno mielinsko ovojnico (proteinsko-lipidni kompleks); imenujemo jih mielinizirane (kašaste). Vlakna, obdana s celicami nevrileme, vendar niso prekrita z mielinsko ovojnico, se imenujejo nemielinizirana (nemielinizirana). Mielinizirana vlakna najdemo samo pri vretenčarjih. Mielinska ovojnica je oblikovana iz plazemske membrane Schwannovih celic, ki je ovita okoli aksona kot zvitek traku in tvori plast za plastjo. Odsek aksona, kjer se dve sosednji Schwannovi celici dotikata, se imenuje Ranvierjev vozel. V osrednjem živčnem sistemu mielinsko ovojnico živčnih vlaken tvori posebna vrsta glialnih celic – oligodendroglija. Vsaka od teh celic tvori mielinsko ovojnico več aksonov hkrati. Nemielinizirana vlakna v osrednjem živčevju nimajo ovoja iz posebnih celic.
Mielinska ovojnica pospeši prevajanje živčnih impulzov, ki »skačejo« iz enega Ranvierjevega vozla v drugega, pri čemer uporabljajo to ovojnico kot povezovalni električni kabel. Hitrost prevajanja impulza narašča z odebelitvijo mielinske ovojnice in se giblje od 2 m/s (za nemielinizirana vlakna) do 120 m/s (za vlakna, posebej bogata z mielinom). Za primerjavo: hitrost širjenja električnega toka po kovinskih žicah je od 300 do 3000 km/s.
Sinapsa.
Vsak nevron ima posebne povezave z mišicami, žlezami ali drugimi nevroni. Območje funkcionalnega stika med dvema nevronoma se imenuje sinapsa. Internevronske sinapse nastanejo med različnimi deli dveh živčnih celic: med aksonom in dendritom, med aksonom in celičnim telesom, med dendritom in dendritom, med aksonom in aksonom. Nevron, ki pošilja impulz v sinapso, se imenuje presinaptični; nevron, ki prejme impulz, je postsinaptičen. Sinaptični prostor ima obliko reže. Živčni impulz, ki se širi vzdolž membrane presinaptičnega nevrona, doseže sinapso in spodbudi sproščanje posebne snovi - nevrotransmiterja - v ozko sinaptično špranjo. Molekule nevrotransmiterjev difundirajo čez režo in se vežejo na receptorje na membrani postsinaptičnih nevronov. Če nevrotransmiter stimulira postsinaptični nevron, se njegovo delovanje imenuje ekscitatorno; če ga zavira, se imenuje zaviralno. Rezultat seštevka stotin in tisočev ekscitatornih in inhibitornih impulzov, ki istočasno tečejo do nevrona, je glavni dejavnik, ki določa, ali bo ta postsinaptični nevron v danem trenutku ustvaril živčni impulz.
Pri številnih živalih (na primer pri jastogu) se med nevroni določenih živcev vzpostavi še posebej tesna povezava s tvorbo bodisi nenavadno ozke sinapse, tako imenovane. gap junction ali, če so nevroni v neposrednem stiku drug z drugim, tight junction. Živčni impulzi prehajajo skozi te povezave ne s sodelovanjem nevrotransmiterja, temveč neposredno, z električnim prenosom. Sesalci, vključno z ljudmi, imajo tudi nekaj tesnih stikov nevronov.
Regeneracija.
Ko se človek rodi, so vsi njegovi nevroni in večina internevronskih povezav že oblikovani, v prihodnosti pa nastane le nekaj novih nevronov. Ko nevron umre, ga ne nadomesti nov. Preostali pa lahko prevzamejo funkcije izgubljene celice in tvorijo nove procese, ki tvorijo sinapse s tistimi nevroni, mišicami ali žlezami, s katerimi je bil izgubljeni nevron povezan.
Prerezana ali poškodovana nevronska vlakna PNS, obdana z nevrilemo, se lahko regenerirajo, če telo celice ostane nedotaknjeno. Pod mestom prereza se nevrilema ohrani kot cevasta struktura in tisti del aksona, ki ostane povezan s celičnim telesom, raste vzdolž te cevi, dokler ne doseže živčnega končiča. Na ta način se ponovno vzpostavi delovanje poškodovanega nevrona. Aksoni v osrednjem živčnem sistemu, ki niso obdani z nevrilemo, očitno ne morejo ponovno zrasti na mesto svojega prejšnjega konca. Vendar pa lahko številni nevroni v centralnem živčnem sistemu proizvedejo nove kratke procese – veje aksonov in dendritov, ki tvorijo nove sinapse. Poglej tudi REGENERACIJA.
CENTRALNI ŽIVČNI SISTEM
Centralni živčni sistem sestavljajo možgani in hrbtenjača ter njune zaščitne membrane. Najbolj zunanja je trda možganska ovojnica, pod njo je arahnoidna (arahnoidna) in nato pia mater, zraščena s površino možganov. Med pia mater in arahnoidno membrano je subarahnoidni prostor, ki vsebuje cerebrospinalno tekočino, v kateri tako možgani kot hrbtenjača dobesedno lebdijo. Delovanje vzgonske sile tekočine vodi do dejstva, da na primer odrasli možgani, ki imajo povprečno maso 1500 g, dejansko tehtajo 50–100 g znotraj lobanje.Vlogo igrajo tudi možganske ovojnice in cerebrospinalna tekočina. amortizerjev, blaženja vseh vrst udarcev in udarcev, ki preizkušajo telo in lahko povzročijo poškodbe živčnega sistema.
Centralni živčni sistem je sestavljen iz sive in bele snovi. Siva snov je sestavljena iz celičnih teles, dendritov in nemieliniziranih aksonov, organiziranih v komplekse, ki vključujejo nešteto sinaps in služijo kot centri za obdelavo informacij za številne funkcije živčnega sistema. Belo snov sestavljajo mielinizirani in nemielinizirani aksoni, ki delujejo kot prevodniki, ki prenašajo impulze iz enega centra v drugega. Siva in bela snov vsebujeta tudi glialne celice.
Nevroni centralnega živčnega sistema tvorijo številna vezja, ki opravljajo dve glavni funkciji: zagotavljajo refleksno aktivnost, pa tudi kompleksno obdelavo informacij v višjih možganskih centrih. Ti višji centri, kot je vidna skorja (vidna skorja), sprejemajo dohodne informacije, jih obdelujejo in prenašajo odzivni signal vzdolž aksonov.
Rezultat delovanja živčnega sistema je ena ali druga dejavnost, ki temelji na krčenju ali sproščanju mišic ali izločanju ali prenehanju izločanja žlez. Vsak način našega samoizražanja je povezan z delovanjem mišic in žlez.
Dohodne senzorične informacije se obdelujejo prek zaporedja centrov, povezanih z dolgimi aksoni, ki tvorijo specifične poti, na primer bolečine, vida, sluha. Senzorične (ascendentne) poti gredo v ascendentni smeri do možganskih centrov. Motorični (descendentni) trakti povezujejo možgane z motoričnimi nevroni kranialnih in hrbteničnih živcev.
Poti so običajno organizirane tako, da informacije (na primer bolečine ali tip) z desne strani telesa prehajajo v levo stran možganov in obratno. To pravilo velja tudi za padajoče motorične poti: desna polovica možganov nadzoruje gibe leve polovice telesa, leva polovica pa desno. Vendar pa obstaja nekaj izjem od tega splošnega pravila.
možgani
sestavljajo tri glavne strukture: možganske hemisfere, mali možgani in možgansko deblo.
Možganske hemisfere – največji del možganov – vsebujejo višje živčne centre, ki tvorijo osnovo zavesti, inteligence, osebnosti, govora in razumevanja. V vsaki od možganskih hemisfer se razlikujejo naslednje formacije: spodaj ležeče izolirane akumulacije (jedra) sive snovi, ki vsebujejo veliko pomembnih centrov; velika masa bele snovi, ki se nahaja nad njimi; zunanjost hemisfer pokriva debela plast sive snovi s številnimi vijugami, ki sestavljajo možgansko skorjo.
Mali možgani so prav tako sestavljeni iz spodnje sive snovi, vmesne mase bele snovi in zunanje debele plasti sive snovi, ki tvori številne vijuge. Mali možgani zagotavljajo predvsem koordinacijo gibov.
Hrbtenjača.
Hrbtenjača, ki se nahaja znotraj hrbtenjače in je zaščitena s kostnim tkivom, ima cilindrično obliko in je prekrita s tremi membranami. Na prerezu ima sivina obliko črke H ali metulja. Siva snov je obdana z belo snovjo. Občutljiva vlakna hrbteničnih živcev se končajo v dorzalnih (posteriornih) delih sive snovi - hrbtnih rogovih (na koncih črke H, obrnjeni nazaj). Telesa motoričnih nevronov hrbteničnih živcev se nahajajo v ventralnih (sprednjih) delih sive snovi - sprednjih rogovih (na koncih H, oddaljenih od zadaj). V beli možganovini potekajo ascendentne senzorične poti, ki se končajo v sivi možganovini hrbtenjače, in descendentne motorične poti, ki prihajajo iz sive snovi. Poleg tega številna vlakna v beli snovi povezujejo različne dele sive snovi hrbtenjače.
PERIFERNI ŽIVČNI SISTEM
PNS zagotavlja dvosmerno komunikacijo med osrednjimi deli živčnega sistema ter organi in sistemi telesa. Anatomsko PNS predstavljajo kranialni (kranialni) in hrbtenični živci ter relativno avtonomen črevesni živčni sistem, ki se nahaja v črevesni steni.
Vsi kranialni živci (12 parov) so razdeljeni na motorične, senzorične ali mešane. Motorični živci se začnejo v motoričnih jedrih debla, ki jih tvorijo telesa samih motoričnih nevronov, senzorični živci pa nastanejo iz vlaken tistih nevronov, katerih telesa ležijo v ganglijih zunaj možganov.
Iz hrbtenjače odhaja 31 parov hrbteničnih živcev: 8 parov vratnih, 12 prsnih, 5 ledvenih, 5 sakralnih in 1 kokcigealni. Določeni so glede na položaj vretenc, ki mejijo na medvretenčne odprtine, iz katerih izhajajo ti živci. Vsak hrbtenični živec ima sprednjo in zadnjo korenino, ki se združita in tvorita sam živec. Zadnja korenina vsebuje senzorična vlakna; je tesno povezan s spinalnim ganglijem (ganglij hrbtne korenine), ki ga sestavljajo celična telesa nevronov, katerih aksoni tvorijo ta vlakna. Sprednja korenina je sestavljena iz motoričnih vlaken, ki jih tvorijo nevroni, katerih celična telesa ležijo v hrbtenjači.
| LOBANJSKI ŽIVCI | |||
| številka | Ime | Funkcionalne značilnosti | Inervirane strukture |
| jaz | Vohalni | Posebna senzorika (voh) | Vohalni epitelij nosne votline |
| II | Vizualno | Posebna senzorika (vid) | Palice in stožci mrežnice |
| III | Okulomotorika | Motor | Večina zunanjih očesnih mišic Gladke mišice šarenice in leče |
| IV | Blokiraj | Motor | Zgornja poševna mišica očesa |
| V | trigeminalnega | Splošna senzorika Motor |
Koža obraza, sluznica nosu in ust Žvečilne mišice |
| VI | Abduktor | Motor | Zunanja ravna očesna mišica |
| VII | Nega obraza | Motor Visceromotor Poseben pridih |
Obrazne mišice Žleze slinavke Brbončice na jeziku |
| VIII | vestibulokohlearni | Poseben pridih Vestibularni (ravnotežje) Avditivni (sluh) |
Polkrožni kanali in lise (receptorska področja) labirinta Slušni organ v polžu (notranje uho) |
| IX | Glosofaringealni | Motor Visceromotor Viscerosenzorični |
Mišice zadnje faringealne stene Žleze slinavke Receptorji okusa in splošne občutljivosti v hrbtu deli ust |
| X | Potepanje | Motor Visceromotor Viscerosenzorični Splošna senzorika |
Mišice grla in žrela Srčna mišica, gladke mišice, pljučne žleze, bronhije, želodec in črevesje, vključno s prebavnimi žlezami Receptorji velikih krvnih žil, pljuč, požiralnika, želodca in črevesja Zunanje uho |
| XI | Dodatno | Motor | Sternokleidomastoidne in trapezne mišice |
| XII | Podjezično | Motor | Mišice jezika |
| Definiciji "visceromotor" in "viscerosensor" označujeta povezavo ustreznega živca z notranjimi (visceralnimi) organi. | |||
AVTONOMNI ŽIVČNI SISTEM
Avtonomni ali avtonomni živčni sistem uravnava delovanje nehotnih mišic, srčne mišice in različnih žlez. Njegove strukture se nahajajo tako v osrednjem živčevju kot v perifernem živčevju. Dejavnost avtonomnega živčnega sistema je usmerjena v vzdrževanje homeostaze, tj. razmeroma stabilno stanje notranjega okolja telesa, kot je stalna telesna temperatura ali krvni tlak, ki ustreza telesnim potrebam.
Signali iz centralnega živčnega sistema vstopajo v delovne (efektorske) organe skozi pare zaporedno povezanih nevronov. Telesa nevronov prve ravni se nahajajo v CŽS, njihovi aksoni pa se končajo v avtonomnih ganglijih, ki ležijo zunaj CŽS, in tu tvorijo sinapse s telesi nevronov druge ravni, katerih aksoni so v neposreden stik z efektorskimi organi. Prvi nevroni se imenujejo preganglionski, drugi - postganglionski.
V delu avtonomnega živčevja, imenovanem simpatik, se celična telesa preganglijskih nevronov nahajajo v sivi snovi torakalne (torakalne) in ledvene (lumbalne) hrbtenjače. Zato se simpatični sistem imenuje tudi torakolumbalni sistem. Aksoni njegovih preganglijskih nevronov se zaključijo in tvorijo sinapse s postganglionskimi nevroni v ganglijih, ki se nahajajo v verigi vzdolž hrbtenice. Aksoni postganglijskih nevronov se dotikajo efektorskih organov. Končiči postganglijskih vlaken izločajo norepinefrin (snov, ki je podobna adrenalinu) kot nevrotransmiter, zato je simpatični sistem opredeljen tudi kot adrenergični.
Simpatični sistem dopolnjuje parasimpatični živčni sistem. Telesa njegovih preganglinarnih nevronov se nahajajo v možganskem deblu (intrakranialnem, tj. znotraj lobanje) in sakralnem (sakralnem) delu hrbtenjače. Zato parasimpatični sistem imenujemo tudi kraniosakralni sistem. Aksoni preganglijskih parasimpatičnih nevronov se zaključijo in tvorijo sinapse s postganglionskimi nevroni v ganglijih, ki se nahajajo v bližini delovnih organov. Končiči postganglijskih parasimpatičnih vlaken sproščajo nevrotransmiter acetilholin, na podlagi česar parasimpatični sistem imenujemo tudi holinergični.
Praviloma simpatični sistem spodbuja tiste procese, ki so usmerjeni v mobilizacijo telesnih sil v ekstremnih situacijah ali pod stresom. Parasimpatični sistem prispeva k kopičenju ali obnavljanju energetskih virov telesa.
Reakcije simpatičnega sistema spremljajo poraba energijskih virov, povečanje pogostosti in moči srčnih kontrakcij, zvišanje krvnega tlaka in krvnega sladkorja ter povečanje pretoka krvi v skeletne mišice z zmanjšanjem njegove pretok v notranje organe in kožo. Vse te spremembe so značilne za odziv »strah, beg ali boj«. Parasimpatični sistem, nasprotno, zmanjša pogostost in moč srčnih kontrakcij, znižuje krvni tlak in spodbuja prebavni sistem.
REFLEKSI
Ko ustrezen dražljaj deluje na receptor senzoričnega nevrona, se v njem pojavi val impulzov, ki sprožijo odzivno dejanje, imenovano refleksno dejanje (refleks). Refleksi so osnova večine vitalnih funkcij našega telesa. Refleksno dejanje izvaja tako imenovani. refleksni lok; Ta izraz se nanaša na pot prenosa živčnih impulzov od točke začetne stimulacije na telesu do organa, ki izvaja odzivno dejanje.
Refleksni lok, ki povzroči krčenje skeletne mišice, je sestavljen iz vsaj dveh nevronov: senzoričnega nevrona, katerega telo se nahaja v gangliju, akson pa tvori sinapso z nevroni hrbtenjače ali možganskega debla, in motoričnega (spodnjega). , ali periferni, motorični nevron), katerega telo se nahaja v sivi snovi, akson pa se konča na motorični končni plošči na skeletnih mišičnih vlaknih.
Refleksni lok med senzoričnimi in motoričnimi nevroni lahko vključuje tudi tretji, vmesni nevron, ki se nahaja v sivi možganovini. Loki mnogih refleksov vsebujejo dva ali več internevronov.
Refleksna dejanja se izvajajo nehote, mnogi od njih se ne zavedajo. Refleks trzanja kolena se na primer sproži s trkanjem po tetivi kvadricepsa v kolenu. To je dvonevronski refleks, njegov refleksni lok sestavljajo mišična vretena (mišični receptorji), senzorični nevron, periferni motorični nevron in mišica. Drug primer je refleksni umik roke z vročega predmeta: lok tega refleksa vključuje senzorični nevron, enega ali več internevronov v sivi možganovini hrbtenjače, periferni motorični nevron in mišico.
Literatura:
Bloom F., Leiserson A., Hofstadter L. Možgani, um in vedenje. M., 1988
Človeška fiziologija, ur. R. Schmidt, G. Tevs, zvezek 1. M., 1996
8317 0
Nevroni
Pri višjih živalih živčne celice tvorijo organe osrednjega živčnega sistema (CNS) – možgane in hrbtenjačo – ter periferni živčni sistem (PNS), ki vključuje živce in njihove procese, ki povezujejo CNS z mišicami, žlezami in receptorji. .Struktura
Živčne celice se ne razmnožujejo z mitozo (celično delitvijo). Nevroni se imenujejo amitotične celice – če so uničeni, se ne obnovijo. Gangliji so snopi živčnih celic zunaj centralnega živčnega sistema. Vsi nevroni so sestavljeni iz naslednjih elementov.Celično telo. To sta jedro in citoplazma.
Akson. Je dolg, tanek podaljšek, ki prenaša informacije iz celičnega telesa v druge celice prek povezav, imenovanih sinapse. Nekateri aksoni so dolgi manj kot centimeter, drugi pa več kot 90 cm.Večina aksonov je obdana z zaščitno snovjo, imenovano mielinska ovojnica, ki pomaga pospešiti proces prenosa živčnih impulzov. Zožitve na aksonu v določenem intervalu se imenujejo Ranvierjeva vozlišča.
Dendriti. Je mreža kratkih vlaken, ki segajo od aksona ali celičnega telesa in povezujejo konce aksonov drugih nevronov. Dendriti zagotavljajo informacije celici s sprejemanjem in oddajanjem signalov. Vsak nevron ima lahko na stotine dendritov.
Zgradba nevrona
Funkcije
Nevroni se elektrokemično stikajo in prenašajo impulze po telesu.Mielinska ovojnica
. Schwannove celice se zvijejo okoli enega ali več aksonov (A), ki tvori mielinsko ovojnico.. Sestavljen je iz več plasti (po možnosti 50-100) plazemskih membran (b), med katerimi kroži tekoči citosol (citoplazma brez hipohondrija in drugih elementov endoplazmatskega retikuluma), z izjemo najvišje plasti (V).
. Mielinska ovojnica okoli dolgega aksona je razdeljena na segmente, od katerih vsakega tvori ločena Schwannova celica.
. Sosednji segmenti so ločeni z zožitvami, imenovanimi Ranvierjeva vozlišča (G), kjer akson nima mielinske ovojnice.
Živčni impulzi
Pri višjih živalih se signali pošiljajo po telesu in iz možganov v obliki električnih impulzov, ki se prenašajo po živcih. Živci ustvarjajo impulze, ko pride do fizične, kemične ali električne spremembe v celični membrani.1 Nevron v mirovanju
Mirujoči nevron ima negativen naboj znotraj celične membrane (a) in pozitiven naboj zunaj te membrane (b). Ta pojav imenujemo rezidualni membranski potencial.To podpirata dva dejavnika:
Različna prepustnost celične membrane za natrijeve in kalijeve ione, ki imajo enak pozitivni naboj. Natrij difundira (prehaja) v celico počasneje kot kalij iz nje.
Izmenjava natrij-kalij, pri kateri več pozitivnih ionov zapusti celico, kot jih vanjo vstopi. Posledično se več pozitivnih ionov kopiči zunaj celične membrane kot znotraj nje.
2 Stimuliran nevron
Ko je nevron stimuliran, se spremeni prepustnost določenega dela celične membrane. Pozitivni natrijevi (g) ioni začnejo vstopati v celico hitreje kot v položaju mirovanja, kar vodi do povečanja pozitivnega potenciala znotraj celice. Ta pojav imenujemo depolarizacija.3 Živčni impulz
Depolarizacija se postopoma razširi na celotno celično membrano (e). Postopoma se naboji na straneh celične membrane spremenijo (ne za nekaj časa). Ta pojav imenujemo reverzna polarizacija. To je v bistvu živčni impulz, ki se prenaša vzdolž celične membrane živčne celice.4 Repolarizacija
Ponovno se spremeni prepustnost celične membrane. Pozitivni natrijevi ioni (Na+) začnejo zapuščati celico (e). Končno se pozitivni naboj spet tvori zunaj celice, pozitivni naboj pa se tvori v njej. Ta proces se imenuje repolarizacija.
Akcijski potencial ali živčni impulz, specifičen odziv, ki se pojavi v obliki ekscitatornega valovanja in teče vzdolž celotne živčne poti. Ta reakcija je odgovor na dražljaj. Glavna naloga je prenos podatkov od receptorja do živčnega sistema, nato pa te informacije usmeri do želenih mišic, žlez in tkiv. Po prehodu impulza postane površinski del membrane negativno nabit, njen notranji del pa ostane pozitiven. Tako je živčni impulz zaporedno prenesena električna sprememba.
Vznemirljivi učinek in njegova porazdelitev sta podvržena fizikalno-kemični naravi. Energija za ta proces se ustvari neposredno v samem živcu. To se zgodi zaradi dejstva, da prehod impulza povzroči nastanek toplote. Ko mine, se začne atenuacija ali referenčno stanje. V katerem le delček sekunde živec ne more prevesti dražljaja. Hitrost, s katero se lahko oddaja impulz, je od 3 m/s do 120 m/s.
Vlakna, skozi katera poteka vzbujanje, imajo specifičen ovoj. V grobem ta sistem spominja na električni kabel. Sestava membrane je lahko mielinska ali nemielinska. Najpomembnejša sestavina mielinske ovojnice je mielin, ki ima vlogo dielektrika.
Hitrost pulza je odvisna od več dejavnikov, na primer od debeline vlaken, debelejša kot je, hitreje se razvije hitrost. Drug dejavnik pri povečanju hitrosti prevodnosti je sam mielin. Toda hkrati se ne nahaja po celotni površini, temveč v odsekih, kot da bi bili nanizani skupaj. V skladu s tem so med temi področji tista, ki ostajajo »gola«. Povzročajo uhajanje toka iz aksona.
Akson je proces, ki se uporablja za prenos podatkov iz ene celice v drugo. Ta proces uravnava sinapsa – neposredna povezava med nevroni oziroma nevronom in celico. Obstaja tudi tako imenovani sinaptični prostor ali špranja. Ko dražilni impulz prispe do nevrona, se med reakcijo sprostijo nevrotransmiterji (molekule kemične sestave). Prehajajo skozi sinaptično odprtino in na koncu dosežejo receptorje nevrona ali celice, do katere je treba prenesti podatke. Kalcijevi ioni so potrebni za prevajanje živčnega impulza, saj se brez tega nevrotransmiter ne more sprostiti.
Avtonomni sistem zagotavljajo predvsem nemielinizirana tkiva. Navdušenje se skozi njih širi nenehno in neprekinjeno.
Princip prenosa temelji na pojavu električnega polja, zato nastane potencial, ki draži membrano sosednjega dela in tako naprej po vlaknu.
V tem primeru se akcijski potencial ne premika, ampak se pojavi in izgine na enem mestu. Hitrost prenosa po takih vlaknih je 1-2 m/s. 
Zakoni obnašanja
V medicini obstajajo štirje osnovni zakoni:
- Anatomska in fiziološka vrednost. Vzbujanje se izvede le, če ni kršitve celovitosti samega vlakna. Če enotnost ni zagotovljena, na primer zaradi kršitve, uživanja drog, je prevodnost živčnega impulza nemogoča.
- Izolirano prevajanje draženja. Vzbujanje se lahko prenaša vzdolž živčnega vlakna, ne da bi se razširilo na sosednja.
- Bilateralna prevodnost. Pot impulznega prevoda je lahko samo dveh vrst - centrifugalne in centripetalne. Toda v resnici se smer pojavi v eni od možnosti.
- Nedekrementalna izvedba. Impulzi ne pojenjajo, z drugimi besedami, izvajajo se brez zmanjšanja.
Kemija prevajanja impulzov
Proces draženja nadzorujejo tudi ioni, predvsem kalij, natrij in nekatere organske spojine. Koncentracija teh snovi je različna, celica je v sebi negativno nabita, na površini pa pozitivno. Ta proces se bo imenoval potencialna razlika. Ko negativni naboj niha, na primer, ko se zmanjša, se izzove potencialna razlika in ta proces imenujemo depolarizacija.
Stimulacija nevrona povzroči odprtje natrijevih kanalčkov na mestu stimulacije. To lahko olajša vstop pozitivno nabitih delcev v celico. V skladu s tem se zmanjša negativni naboj in pojavi se akcijski potencial ali živčni impulz. Po tem se natrijevi kanali ponovno zaprejo.
Pogosto se ugotovi, da oslabitev polarizacije spodbuja odpiranje kalijevih kanalov, kar izzove sproščanje pozitivno nabitih kalijevih ionov. To dejanje zmanjša negativni naboj na celični površini.
Potencial mirovanja oziroma elektrokemično stanje se vzpostavi, ko se aktivirajo kalijevo-natrijeve črpalke, s pomočjo katerih celico zapustijo natrijevi ioni, vanjo pa vstopajo kalijevi ioni.
Posledično lahko rečemo, da se ob ponovnem zagonu elektrokemičnih procesov pojavijo impulzi, ki potujejo po vlaknih.
