Қозу физиологиясы

Тірі организмдер, әдетте, екі қалыпты күйде болады: физиологиялық тыныштық және физиологиялық белсенділік. Физиологиялық тыныштық деп адамның көзі жұмулы, тыныш, ештеңеге алаңдамай, тыңдамай, денесін бос ұстап, демалып, бірақ ояу жатқан қалпын айтады. Бұл кезде организмнің тіршілікке қажетті жүйелері (жүрек-қан тамыр, тыныс алу, зәр шығару және т.б.) белгілі деңгейде жұмыс істейді, ал ұлпалар мен жасушаларда зат алмасу үздіксіз жүреді.

Сыртқы ортаның кез келген әсері пайда болғанда организм тыныштық күйінен белсенділікке ауысады. Организмнің жеке мүшелері, мүшелер жүйесі немесе тұтас организм белсенді жұмыс атқаратын жағдай физиологиялық белсенділік деп аталады. Бұл кезде зат алмасу артып, бірнеше жүйенің қызметі күшейеді. Мысалы, тамақтанғаннан кейін ас қорыту жүйесімен қатар жүрек-қан тамыр, тыныс алу және зәр шығару жүйелерінің белсенділігі де жоғарылайды.

Негізгі ұғымдар

Тітіркену: Сыртқы және ішкі ортаның әсерлеріне жауап беру қабілеті.
Тітіркендіргіш: Сол әсердің өзі (организмге ықпал ететін фактор).
Қозғыш ұлпа: Тітіркендіргішке қозумен жауап беретін ұлпа (нерв, ет, без).

Тітіркендіргіштердің түрлері

Сыртқы және ішкі ортаның әсерінен организм немесе оның ұлпалары физиологиялық тыныштықтан белсенділікке өтеді. Тітіркендіргіштер тегіне қарай төртке бөлінеді: физикалық, химиялық, физика-химиялық және биологиялық.

Физикалық

Механикалық (соққы, шаншу, қысым және т.б.) және электрлік әсерлер.

Химиялық

Тағам құрамындағы органикалық және бейорганикалық заттар, дәрілер, улы заттар, сілтілер, қышқылдар, тұздар және олардың ерітінділері.

Физика-химиялық

Ерітінділердегі парциалдық қысым, осмостық қысым, иондар (аниондар мен катиондар) және заттар концентрациясының айырмашылықтары (мысалы, 5% және 7% тұз қышқылы ерітінділерінің әсері әртүрлі болады).

Биологиялық

Макро- және микроорганизмдердің әсері.

Қозу және тежелу

Қозғыш ұлпалар тітіркендіргішке қозумен жауап береді. Қозу — нерв, ет және без ұлпалары қызметінің негізгі үрдісі: қозу кезінде олардың электрлік және биохимиялық қасиеттері өзгеріп, қызметі басталады немесе күшейеді.

Кейбір тітіркендіргіштердің әсерінен қозғыш ұлпалардың белсенділігі бәсеңдеуі немесе мүлде тоқтауы мүмкін. Бұл құбылыс тежелу деп аталады. Тежелу де — тірі ұлпалардың белсенді күйі, бірақ бұл жағдайда бұрын басталған қызмет баяулайды немесе тоқтайды.

Биоэлектрлік құбылыстар және мембраналық потенциал

Тірі ұлпалардың электрлік қасиеті биоэлектрлік құбылыс деп аталады. Көп жасушалы организмдерде ақпаратты қабылдау, сақтау, талдау, бір жерден екінші жерге жеткізу және қажетіне қарай қайта жаңғырту тарихи даму барысында қалыптасқан электр сигналдары арқылы іске асады.

Иондар және энергия көзі

Электр күшін тудыратын энергия жасуша мембранасының ішкі және сыртқы беттеріндегі оң зарядты натрий, калий, кальций катиондары және теріс зарядты аниондар арасындағы айырмашылықтарға байланысты. Бұл айырмашылық иондық градиент және оны ұстап тұратын арнайы молекулалық құрылымдардың жұмысына тәуелді.

Иондық градиентті сақтайтын «иондық тартқыш» энергияны АТФ (аденозинүшфосфор қышқылы) ыдырауынан алады, яғни зат алмасу кезінде пайда болған энергия жұмсалады.

Тыныштық потенциалы

Тыныштықтағы мембрананың ішкі және сыртқы беттері арасындағы потенциал айырмасы. Әдетте 50–90 мВ шамасында болады.

Әрекет потенциалы

Қызмет атқарған (қозған) мембрана потенциалы мен тыныштықтағы мембрана потенциалының айырмасы.

Нейронның құрылысы мен қызметі

Жүйке жүйесінің құрылымдық және функционалдық негізі — нейрон (нерв жасушасы). Орталық жүйке жүйесінде нейрондарды глия жасушалары қоршайды. Глия нейрондарға тірек болады, қоректендіреді және электрлік оқшаулағыш қызметін атқарады.

Жас ерекшелігіне байланысты өзгеріс

Жаңа туған нәрестеде нейрон саны глиядан көбірек.
20–30 жаста олардың саны шамамен теңеседі.
Жас ұлғайған сайын нейрон үлесі азайып, глия үлесі артады.

Сома, дендрит, аксон

Нейронның денесі сома деп аталады; пішіні әртүрлі болуы мүмкін. Денесінен өсінділер шығады: қысқа тармақталған өсінділер — дендрит, ұзын өсінді — аксон.

Дендриттер ақпаратты «қабылдайтын» кіреберіс, ал аксон — «шығаратын» жол: аксон арқылы импульс нейрон денесінен басқа нейронға немесе жұмысшы мүшеге жеткізіледі.

Миелин және Ранвье белдеуі

Көп аксондардың сыртын миелин қабығы қаптайды (липидті, ақшыл май тәрізді зат). Миелин әрбір 1,5–2 см сайын үзіліп, Ранвье белдеулерін түзеді.

Миелинді талшықтарда импульс бір белдеуден келесісіне «секіріп» өтеді, сондықтан өткізу жылдамдығы жоғарылайды.

Рецептор және эффектор

Мүшелерге жеткен аксон ұштары тармақталып нерв ұштарына айналады. Қызметіне қарай олар екіге бөлінеді: рецепторлар және эффекторлар.

Рецептор — тітіркендіргіш әсерін нерв импульсіне (қозуға) айналдырады.
Эффектор — орталық жүйке жүйесінен келген қозуды жұмысшы мүшеге жеткізеді.

Синапстың құрылысы мен қызметі

Нейрондардың өзара байланысы синапс деп аталатын арнайы құрылым арқылы іске асады. Синапс үш бөлімнен тұрады: пресинапстық бөлім, синапс саңылауы және постсинапстық бөлім.

Пресинапс

Аксонның жуандаған ұшы — синапс түймешесі. Оның ішінде синапстық көпіршіктер болады.

Саңылау

Пре- және постсинапстық мембраналардың арасындағы жасушааралық сұйыққа толы кеңістік.

Постсинапс

Қабылдаушы нейронның мембранасы. Мұнда медиатор әсері қайтадан қозуға айналады.

Медиатор және синапс түрлері

Синапстық көпіршіктердің ішінде медиатор (делдал) деп аталатын белсенді химиялық зат болады. Қозу келгенде медиатор пресинапстық мембранадан өтіп, синапс саңылауына бөлінеді; кейін диффузия арқылы постсинапстық мембрананы тітіркендіреді.

Жұлын мен мидың бөлімдерінде екі негізгі синапс болады: қоздырушы және тежеуші. Ми қыртысында тежеуші медиатор ретінде жиі ГАМК (гамма-аминмай қышқылы) қызмет атқарады.

Бір нейрон денесінде жүздеген, тіпті мыңдаған синапс болуы мүмкін; ал бір нерв талшығы 10 мыңға дейін синапс түзе алады. Ми белсенді жұмыс істеген сайын синапстық байланыстар көбейеді: жаңа туған нәрестеде аз, ал есейген сайын айқын артады.

Нерв талшықтары және импульс өткізу

Қабықпен қапталған нейрон өсінділері нерв талшықтары деп аталады. Олар миелинді және миелинсіз болып бөлінеді. Миелинсіз талшықта қозу үздіксіз таралады: бір жерде туған әрекет потенциалы көрші аймақта жаңа әрекет потенциалын туғызады.

Әрекет потенциалы = нерв импульсі = қозу толқыны

Бұл атаулардың мағынасы бір. Мысалы, «1 секундта 100 әрекет потенциалы өтті» дегенді «100 нерв импульсі өтті» немесе «100 қозу толқыны өтті» деп те айтуға болады. Әрекет потенциалының пайда болуы мембранадағы натрий мен калий иондарының арақатынасының өзгеруіне байланысты. Нақты бір зат мембрана бойымен «жүрмейді» — өзгеріс иондардың кезекпен ауысуы арқылы таралады.

A талшықтары

Диаметрі шамамен 22 мк, миелинді. Өткізу жылдамдығы 120 м/с.

B талшықтары

Миелинді, диаметрі 3 мк-ға дейін. Жылдамдығы 5 м/с.

C талшықтары

Диаметрі 1 мк-ға дейін, миелинсіз. Жылдамдығы 2 м/с. Балаларда C талшықтары көбірек кездеседі; өскен сайын талшықтар жуандап, өткізу жылдамдығы артады.

Афференттік және эфференттік нервтер

Афференттік (орталыққа тепкіш) — қозуды орталыққа жеткізеді.
Эфференттік (орталықтан тепкіш) — қозуды орталықтан жұмысшы мүшеге апарады.
Көп нервтер аралас: құрамында афференттік те, эфференттік те талшықтар болады.

Жүйке жүйесінің маңызы

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

Орталық жүйке жүйесі: жұлын және ми

Жұлын

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

Сегменттері

Жұлын 31–33 сегменттен тұрады: 8 мойын, 12 кеуде, 5 бел, 5 сегізкөз және 1–3 құйымшақ. Әр бөлімнен шығатын нервтер дененің белгілі аймақтарын нервтендіреді.

Өсуі

Жұлын 10 жасқа дейін шамамен екі есе ұзарады. Өсуі бірінші жылы өте қарқынды: 2–3 жаста салмағы 14 г-ға жетеді (нәрестеде 2,8–2,9 г). Толық жетілуі 20 жасқа жуық аяқталады.

Жұлынның қызметі

Өткізгіштік: дененің барлық аймағынан миға импульстер жеткізеді және мидан бұлшықеттер мен мүшелерге реттеуші импульстерді жібереді.
Рефлекторлық: қарапайым рефлекстердің орталықтары (мысалы, тізе рефлексі) орналасқан.
Зәр шығару, жыныстық рефлекстер, бұлшықет тонусын сақтау және ішкі мүшелердің вегетативтік рефлекстері жұлынның қатысуымен іске асады.

Ми және оның бөлімдері

Ми — орталық жүйке жүйесінің ең маңызды бөлігі. Одан 12 жұп ми нерві шығып, миды ішкі мүшелермен, бет пен мойын бұлшықеттерімен, тілмен, көзбен байланыстырады және сезім мүшелерінен келетін ақпаратты жеткізеді (I — иіс, II — көру, III — көз қимылдатқыш, IV — шығыршық, V — үшкіл, VI — әкеткіш, VII — бет, VIII — есту, IX — тіл-жұтқыншақ, X — кезеген, XI — қосымша, XII — тіласты нервтері).

Ми ми сауытында орналасады және мына бөлімдерден тұрады: сопақша ми, көпір, мишық, ортаңғы ми, аралық ми және екі ми сыңары.

Мишық

Сопақша мидың артында мишық орналасады. Ол үш бөлімнен тұрады: ортаңғы бөлік (мишық құрты) және екі жарты шар. Жарты шарлардың сыртқы қабаты — қалыңдығы 1–2,5 мм болатын мишық қыртысы; ол үш қабат нейрондардан құралған: молекулярлық, ганглиялық және түйіршік қабаттары.

Негізгі қызметі

Ересек адамның мишығы шамамен 150 г. Мишық қозғалыстарды реттейді: белгілі қимылға қатысатын бұлшықеттердің жиырылу жылдамдығын үйлестіріп, қозғалыс кезінде бұлшықет тонусын сақтайды. Сонымен қатар қимылдың түріне қарай тыныс алу мен жүрек соғуын бейімдеп отырады.

Сопақша ми және Варолий көпірі

Сопақша ми

Жұлынның үстінде орналасады (2,5–3 см, шамамен 7 г). Қызметі: рефлекторлық және өткізгіштік. Мұнда тыныс, қан айналыс, сору, шайнау, жұтыну, жөтелу, түшкіру, сілекей бөлу және ас қорыту бездерінің сөл бөлу орталықтары, сондай-ақ IX–XII ми нервтерінің ядролары бар.

Варолий көпірі

Сопақша мидың үстінде (шамамен 2,5 см). Ортаңғы мимен және мишықпен шектеседі. Сопақша ми мен көпірді артқы ми деп те атайды. Көпірден V және VI, ал көпір мен сопақша ми арасынан VII және VIII ми нервтері шығады.

Жаңа туған нәрестеде сопақша ми мен көпірдің жалпы салмағы шамамен 8 г; 7 жасқа қарай артқы мидың дамуы аяқталуға жақындайды.

Ортаңғы ми, аралық ми және торлы құрылым

Ортаңғы ми

Көпірдің үстінде орналасады. Сұр заттары төрт төмпешік түрінде шоғырланған: алдыңғыларында алғашқы көру, артқыларында алғашқы есту орталықтары болады. Мұнда көз қимылдатқыш және шығыршық нервтері ядролары, сондай-ақ қызыл ядро мен қара субстанция орналасады. Қара субстанция жұтыну, шайнау және саусақтардың нәзік қимылдарын реттеуге қатысады; қызыл ядрода бұлшықет тонусы реттеледі.

Аралық ми: таламус және гипоталамус

Ортаңғы ми мен ми сыңарларының арасында аралық ми орналасады. Ол таламус және гипоталамус бөлімдерінен тұрады. Таламус арқылы сезгіш жолдардың басым бөлігі өтеді. Гипоталамус жоғары дәрежелі вегетативтік орталық: зат алмасуды, дене температурасын, аштық пен шөл сезімін және ішкі мүшелер қызметін реттеуге қатысады. Мұнда нейросекреттер түзіліп, гипофиз қызметімен тығыз байланыста іске асады. Аралық мидың дамуы 13–15 жаста аяқталады.

Ретикулярлық формация (торлы құрылым)

Ми бағанасының ортаңғы бөлігін торлы құрылым деп атайды. Ол бір-бірімен шырмалып жатқан әртүрлі пішінді нейрондардан тұрады және негізінен жұлынға, мишыққа, үлкен ми сыңарларына әсер етеді.

Жұлынның белсенділігін арттыруы немесе тежеуі мүмкін: рефлекстердің пайда болуын жеңілдетеді не әлсіретеді.
Ми сыңарларымен өзара байланыста жұмыс істеп, ақпараттың дұрыс талданып, ұғымның қалыптасуына ықпал етеді.
Ұйқы мен сергектік күйінің реттелуіне қатысады.

Қыртысасты ядролар

Ми сыңарларының ақ заты ішінде сұр заттан түзілген қыртысасты ядролар орналасады. Ең маңыздысы: бозарған ядро, қауызды ядро, құйрықты ядро.

Бозарған ядро

Қозғалыс кезінде қосымша қимылдарды қамтамасыз етеді және ортаңғы мидағы қызыл ядроны тежейді. Қызметі шамадан тыс күшейсе — артық еріксіз қимылдар көбейіп, тонус төмендеуі мүмкін (мысалы, хореяға ұқсас белгілер). Қызметі әлсіресе — қосымша қимылдар азайып, қимыл икемсізденеді, бет әлпеті «маска тәрізді» болуы мүмкін.

Құйрықты және қауызды ядролар

Бозарған ядроның қызметін тежейді. Сондықтан олардың белсенділігі артқанда бозарған ядроның ықпалы төмендеп, қызыл ядро белсенуі мүмкін. Бұл жағдайда паркинсондық белгілерге ұқсас көріністер байқалуы ықтимал; ал қызметі төмендесе — хореяға ұқсас бұзылыстар көрінуі мүмкін.

Балалық шақтағы жетілуі

2–3 жаста қыртысасты ядролары ересек деңгейінің шамамен 40%-ына жақындайды; нейрондар толық жіктеліп үлгермейді, миелиндену жеткіліксіз болады.
4–6 жаста көлемі ересектің шамамен 80%-ына жетеді.
7–13 жаста аксондары толық миелинденіп, қызметі ересектердікіне жақындайды.

Үлкен ми сыңарлары

Үлкен ми сыңарлары — мидың ең үлкен әрі ең маңызды бөлігі: адам миы салмағының шамамен 80%-ын құрайды. Онда 17 миллиардқа жуық нейрон болады, яғни жүйке жүйесі нейрондарының едәуір бөлігі осы жерде орналасқан. Ми сыңарларының қызметі жоғары жүйке әрекетіне жатады.