Нервтер мен нерв талшықтары

Қозу физиологиясы: тыныштықтан белсенділікке өту

Тірі организмдер қалыпты жағдайда екі күйде болады: физиологиялық тыныштық және физиологиялық белсенділік.

Физиологиялық тыныштық — адамның көзі жұмулы күйде тыныш жатып, денесін бос ұстап, сыртқы әсерлерге белсенді көңіл бөлмей демалуы. Бұл кезде де өмірге қажетті жүйелер (жүрек-қантамыр, тыныс алу, зәр шығару және т.б.) белгілі деңгейде қызмет атқарады, ал ұлпаларда зат алмасу үздіксіз жүреді.

Сыртқы немесе ішкі ортаның кез келген ықпалы пайда болғанда организм тыныштықтан белсенділікке ауысады. Белсенділік кезінде зат алмасу артып, бір немесе бірнеше мүшелер мен жүйелердің қызметі күшейеді. Мысалы, тамақтан кейін ас қорыту жүйесімен қатар жүрек-қантамыр, тыныс алу және зәр шығару жүйелерінің жұмысы да белсендірек болады.

Тітіркену және тітіркендіргіш

Сыртқы және ішкі орталардың әсері ұлпалар мен жасушаларды қоздырады. Адам ағзасындағы көптеген тірі жасушаларға тітіркенгіштік қасиет тән.

Түрлі әсерлерге жауап беру қабілеті тітіркену деп аталады, ал сол әсердің өзі тітіркендіргіш деп аталады.

Тітіркендіргіштер әсер еткенде организм немесе оның жекелеген ұлпалары тыныштықтан белсенді күйге ауысады.

Тітіркендіргіштердің түрлері

Тегіне қарай тітіркендіргіштер төрт топқа бөлінеді:

Физикалық: механикалық әсерлер (соққы, шаншу, қысым және т.б.), электрлік әсерлер.
Химиялық: тағам құрамындағы органикалық/бейорганикалық заттар, дәрілер, уыттар, сілтілер, қышқылдар, тұздар және олардың ерітінділері.
Физика-химиялық: ерітіндідегі заттардың парциалдық қысымы, осмостық қысым, иондар концентрациясы, әртүрлі концентрациялардың әсер айырмашылығы (мысалы, 5% және 7% тұз қышқылы ерітінділері).
Биологиялық: макро және микроорганизмдердің әсері.

Қозғыш ұлпалар, қозу және тежелу

Қозғыш ұлпалар

Тітіркендіргішке жауап бере алатын ұлпалар қозғыш ұлпалар деп аталады. Оларға жүйке, бұлшық ет және без ұлпалары жатады.

Қозу

Бұл ұлпалар тітіркендіргішке қозумен жауап береді. Қозу кезінде ұлпалардың электрлік және биохимиялық қасиеттері өзгеріп, олардың қызметі басталады немесе күшейеді.

Тежелу

Кейбір әсерлер қозуды бәсеңдетуі немесе тоқтатуы мүмкін. Бұл құбылыс тежелу деп аталады. Тежелу — белсенді күй, бірақ ол бұрын басталған қызметтің баяулауына не толық тоқтауына әкеледі.

Биоэлектрлік құбылыстар және мембрана потенциалы

Тірі ұлпалардың электрлік қасиеті биоэлектрлік құбылыс деп аталады. Көпжасушалы организмдерде ақпаратты қабылдау, сақтау, талдау және жеткізу тарихи даму барысында қалыптасқан электрлік сигналдар арқылы іске асады.

Электр күшінің пайда болуы жасуша мембранасының ішкі және сыртқы беткейіндегі иондарға байланысты: оң зарядты натрий, калий, кальций катиондары және теріс зарядты аниондар. Олардың градиенті арнайы молекулалық құрылым — иондық тартқыштың (мембраналық «иондық сорғының») жұмысына негізделеді.

Иондық тартқыш энергияны АТФ (аденозинүшфосфат) ыдыраған кезде бөлінетін энергиядан алады.

Тыныштық потенциалы — мембрананың сыртқы және ішкі беткейлері арасындағы потенциал айырмасы (әдетте 50–90 мВ).
Әрекет потенциалы — қызмет атқарған жасушадағы мембрана потенциалының өзгерісі; қозудың электрлік көрінісі.

Нейронның құрылысы мен қызметі

Жүйке жүйесінің құрылымдық және қызметтік бірлігі — нейрон (жүйке жасушасы). Орталық жүйке жүйесінде нейрондарды глия жасушалары қоршайды. Глия нейрондарға тірек болады, қоректендіреді және электрлік оқшаулағыш қызмет атқарады.

Жаңа туған нәрестеде нейрондар саны глияға қарағанда көбірек. 20–30 жаста олардың арақатынасы теңесіп, жас ұлғайған сайын нейрондардың үлесі азайып, глияның үлесі артады.

Сома, дендрит, аксон

Нейронның денесі сома деп аталады; пішіні әртүрлі болуы мүмкін (сопақша, жұлдыз тәрізді және т.б.).
Қысқа, тармақталған өсінділер — дендриттер (нейронның «кірер есігі»).
Ұзын өсінді — аксон (нейронның «шығар есігі»); көбіне біреу болады.

Миелин және Ранвье белдеулері

Көп аксондардың сыртын миелин қабығы қаптайды. Миелин — май тәрізді липидті құрылым. Ол әрбір 1,5–2 см сайын үзіліп, Ранвье белдеулерін түзеді. Аксон арқылы импульс нейрон денесінен басқа нейрондарға немесе жұмысшы мүшелерге жеткізіледі.

Рецепторлар және эффекторлар

Рецепторлар сыртқы және ішкі орта тітіркендіргіштерін жүйке импульсіне, яғни қозуға айналдырады.

Эффекторлар орталық жүйке жүйесінен келген қозуды жұмысшы мүшеге жеткізіп, оның қызметін іске қосады.

Синапс: байланыс нүктесі және медиаторлар

Нейрондардың өзара байланысы синапс арқылы жүзеге асады. Әр нейрон денесінде жүздеген, тіпті мыңдаған синапс болуы мүмкін; бір нерв талшығы 10 мыңға дейін синапс түзе алады.

Синапстың 3 бөлігі

Пресинапстық бөлім: аксон ұшының (синапс түймешесінің) мембранасы.
Синапс саңылауы: жасушааралық сұйыққа толы кеңістік.
Постсинапстық бөлім: қабылдаушы жасушаның мембранасы.

Пресинапстық ұшта синапстық көпіршіктер болады, олардың ішінде медиатор деп аталатын белсенді химиялық зат сақталады. Қозу келгенде медиатор синапс саңылауына бөлініп, диффузия арқылы постсинапстық мембрананы тітіркендіреді. Сол жерде бұл әсер қайтадан электрлік қозуға айналады.

Қоздырушы және тежеуші синапстар

Орталық жүйке жүйесінде қоздырушы және тежеуші синапстар кездеседі. Тежеуші нейрон аксон ұшында тежеуші медиатор бөледі де, қабылдаушы нейронның белсенділігін төмендетеді.

ГАМК-тың рөлі

Ми сыңарлары қыртысында ГАМК (гамма-аминомай қышқылы) тежеуші медиатор ретінде маңызды рөл атқарады. Бір нейронда көптеген қоздырушы және тежеуші синапстардың болуы жүйке қызметінің үйлесімді жүруін қамтамасыз етеді.

Ми белсенді және нәтижелі жұмыс істеген сайын синапстық байланыстар көбейеді. Жаңа туған нәрестеде синапстар аздау болып, өсу барысында саны артып, ересек адамда өте көп деңгейге жетеді.

Нерв талшықтары және импульстің таралуы

Қабықпен қапталған нейрон өсінділері нерв талшықтары деп аталады. Олар екіге бөлінеді: миелинді және миелинсіз. Миелинсіз талшықта импульс үздіксіз таралады, ал миелинді талшықта қозу Ранвье белдеуінен белдеуге «секіріп» өтіп, жылдамдайды.

Әрекет потенциалы қалай таралады?

Әрекет потенциалы мембрана бойындағы натрий мен калий иондарының алмасуына байланысты пайда болады. Мембрана бойымен зат «жүріп» кетпейді — өзгеріс иондардың бір аймақтан екінші аймаққа кезектесе ауысуы арқылы таралады. Сондықтан әрекет потенциалы, нерв импульсі және қозу толқыны ұғымдары бір мағынада қолданылады.

Диаметр және жылдамдық

Қозудың таралу жылдамдығы талшық диаметріне тәуелді: диаметрі үлкейген сайын өткізгіштік жылдамдайды.

А, В, С талшықтары

А тобы: диаметрі ~22 мкм, миелинді, жылдамдығы шамамен 120 м/с.
В тобы: миелинді, диаметрі ~3 мкм-ға дейін, жылдамдығы шамамен 5 м/с.
С тобы: миелинсіз, диаметрі ~1 мкм-ға дейін, жылдамдығы шамамен 2 м/с.

Балаларда С тобы талшықтары салыстырмалы түрде көбірек болады. Бала өскен сайын нерв талшықтары жуандап, орталық және шеткі жүйке жүйесінде қозуды өткізу жылдамдығы артады.

Афференттік және эфференттік нервтер

Афференттік (орталыққа тепкіш) нервтер қозуды шеттен орталыққа өткізеді.

Эфференттік (орталықтан тепкіш) нервтер қозуды орталықтан жұмысшы мүшеге жеткізеді.

Жүйкелердің көпшілігі — аралас нервтер: құрамында әрі афференттік, әрі эфференттік талшықтар болады.

Жүйке жүйесінің маңызы

Жүйке жүйесінің маңызы оның негізгі қызметтері арқылы айқындалады:

Мүшелерді өзара байланыстырып, организмнің біртұтастығын қамтамасыз етеді.
Барлық мүшелер мен жүйелердің қызметін реттейді.
Организмді сыртқы ортамен байланыстырады.
Сыртқы орта өзгерістеріне бейімделуге көмектеседі.
Жасушалар, ұлпалар, мүшелер және тұтас организм тіршілігінің тұрақтылығын сақтайды.

Жұлын: құрылысы, дамуы және қызметі

Орталық жүйке жүйесі ми мен жұлыннан тұрады. Жұлын омыртқа өзегінде орналасады: ересек адамда ұзындығы шамамен жарты метр, салмағы 37–38 г. Жоғарғы жағы сопақша мимен жалғасып, төменгі ұшы омыртқа тұсында жіңішкеріп аяқталады.

Сегменттері және жұлын нервтері

Жұлын 31–33 сегменттен тұрады: 8 мойын, 12 кеуде, 5 бел, 5 сегізкөз және 1–3 құйымшақ. Әр сегменттен шыққан нерв түйіндері екі жұлын нервіне айналады: сезгіш (афференттік) және қозғаушы (эфференттік).

Жұлын омыртқа жотасынан қысқалау болғандықтан, сегменттердің орналасуы омыртқа атауларымен дәл сәйкес келмейді. Жұлын нервтері дененің терісін, аяқ-қолдарын және тұлға бұлшықеттерін жүйкелендіреді; әр бөлім өзіне тән аймақтарға жауап береді.

Даму ерекшеліктері

Жұлын 10 жасқа дейін шамамен екі есе ұзарады. Алғашқы жылы өсуі өте қарқынды: 2–3 жаста салмағы 14 г-ға жетеді (жаңа туған нәрестеде 2,8–2,9 г). 4–6 жаста дамуы аяқталуға жақындайды, толық жетілуі шамамен 20 жасқа қарай аяқталады.

Негізгі қызметтері

Өткізгіштік: дененің барлық аймақтарынан миға импульс жеткізеді және мидан бұлшықеттер мен мүшелерге реттеуші импульстерді өткізеді.
Рефлекстік: қарапайым рефлекстердің орталықтары орналасқан (мысалы, тізе рефлексі).
Зәр шығару, жыныстық реакциялар сияқты өмірлік маңызды рефлекстердің іске асуына қатысады.
Қаңқа бұлшықеттерінің тонусын сақтауға және қимыл-қозғалысты үйлестіруге қажет тұрақты импульстерді қамтамасыз етеді.

Қозғалыстың физиологиялық негізі

Жұлынның қозғаушы орталықтарынан үздіксіз келіп тұратын импульстердің арқасында адам кеңістікте белгілі қалыпты сақтап, еркін қозғала алады. Бұл — жүйке жүйесінің өткізгіштік және реттеуші қызметтерінің бірлескен нәтижесі.