Нервная ткань, физиологические свойства нервной ткани

5.     Нервная ткань, физиологические свойства нервной ткани

Помимо нейронов в состав нервной системы входят клетки глии. Совокупность нейронов и глиальных клеток составляет нервную ткань. Клетки глии, окружая со всех сторон нейроны, выполняют для них опорные, питательные и электроизолирующие функции.

В процессе постнатального развития человека значительно изменяется соотношение между глиальными и нервными клетками. У новорожденного количество нейронов выше, чем количество глиальных клеток. К 20—30 годам их соотношение становится равным (50:50), а далее сдвигается в сторону глиальных клеток.

Основными свойствами нервной ткани являются возбудимость, проводимость и лабильность, которые в свою очередь связаны с одним из самых общих свойств всего живого — раздражимостью.

Изменения в окружающей среде или организме называют раздражителями, процесс действия раздражителя — раздражением, а ответные изменения в деятельности клеток и целого организма — биологическими реакциями.

Основные физиологические свойства нервной ткани, ее проводимость, возбудимость и лабильность характеризуют функциональное состояние нервной системы человека, определяют его психические процессы. Нарушение проводимости и возбудимости нервной ткани, например при общем наркозе, прекращает все психические процессы человека и приводит к полной потере сознания.

Возбудимость и возбуждение. Клетки нервной ткани в процессе эволюции приспособились к быстрой ответной реакции на действие раздражителя, поэтому нервную ткань называют возбудимой, а ее способность быстро реагировать на раздражение — возбудимостью. Количественной мерой возбудимости является порог раздражения — минимальная величина раздражителя, способная вызвать ответную реакцию ткани. Возбудимость проявляется в процессах возбуждения, которые представляют собой изменение процессов обмена веществ в клетках нервной ткани.

Таким образом, возбуждение нервной клетки связано с изменением обмена веществ и сопровождается появлением электрических потенциалов — электрических, или нервных, импульсов.

Проводимость. Проводимость — способность живой ткани проводить возбуждение. Проводимость нервной ткани связана с распространением по ней процессов возбуждения. Возникнув в одной клетке, электрический (нервный) импульс легко переходит на соседние клетки и может передаваться в любой участок нервной системы.

Проводимость нервной ткани связана с тем, что возникший в месте возбуждения потенциал действия в свою очередь вызывает изменения ионных концентраций в соседнем участке. Возникнув на новом участке, потенциал действия вновь вызывает изменение концентрации ионов в соседнем участке и, соответственно, новый потенциал действия и т. д. Таким способом волна возбуждения распространяется вдоль всей ткани или отдельной нервной клетки.

Лабильность. Исследуя особенности протекания процессов в различных возбудимых тканях, известный русский и советский физиолог Н. Е. Введенский обнаружил, что различные возбудимые субстраты характеризуются различной скоростью процессов возбуждения. Способность возбудимой ткани отвечать максимальным числом потенциалов действия в ответ на определенную частоту раздражений Н. Е. Введенский назвал лабильностью или функциональной подвижностью. Иначе говоря, лабильность — свойство, характеризующее способность возбудимой ткани воспроизводить максимальное количество потенциалов действия в единицу времени. Оказалось, что нервная ткань обладает наибольшей лабильностью, у мышечной она значительно ниже, самая низкая лабильность у синапсов.

Лабильность ткани в значительной степени зависит от функционального состояния этой ткани. Патологические процессы и утомление приводят к снижению лабильности нервной ткани, а систематические специальные тренировки — к ее повышению.

6.     Нейроны и синапсы, нервы и нервные волокна. Их свойства. Механизм возникновения и передачи нервного импульса

Основная функция нейронов связана с анализом нервных импульсов, несущих закодированную информацию.

Нейроны представляют собой клетки, весьма разнообразные по форме. Вместе с тем общее строение нейронов не отличается от строения любой другой клетки нашего тела. Здесь также можно выделить клеточную мембрану, ядро, ядрышко, клеточные органоиды. Особенностью в строении нейронов является большое количество клеточных отростков и наличие в цитоплазме специфических образований: тигроидного вещества, или тигроидных глыбок, и нейрофибрилл. В состав тигроидного вещества нейрона входит РНК, содержание которой увеличивается до полового созревания, а затем находится на относительно постоянном уровне (если условия существования организма остаются благоприятными). В случае экстремальных (стрессорных) воздействий содержание РНК в тигроидном веществе может уменьшаться, а сами глыбки полностью распадаются, что приводит к гибели нейрона.

Нейрофибриллы представляют собой длинные белковые молекулы, расположенные в теле и отростках нейрона и исчезающие при его длительной работе.

Каждый нейрон имеет один длинный отросток — аксон (от греч. аксон — ось), или нейрит, расположенный всегда в так называемой базальной части нейрона. Аксоны проводят возбуждение от тела нервной клетки к другим нейронам, являясь как бы своеобразным «выходом». Функции «входа» нейрона выполняют его многочисленные короткие ветвящиеся отростки — дендриты (от греч. дендрон — дерево), расположенные в различных частях нервной клетки. Тонкие разветвления дендритов покрыты микроскопическими выростами — шипиками. Существует предположение, что шипики увеличивают площадь контакта нейрона с другими нервными клетками. Число нейронных шипиков значительно увеличивается после рождения и, как показали эксперименты на животных, связано с процессами обучения. Чем более интенсивно проводится обучение, тем большее число шипиков образуется на дендритах, тем в большей степени изменяется их форма.

Связь между отдельными нейронами осуществляется с помощью специального приспособления — синапса, строение и деятельность которого в настоящее время хорошо изучены.

Синапсы состоят из собственно синаптического окончания, представляющего утолщение аксона, синаптической щели и постсинаптической мембраны, являющейся уже частью другого нейрона.

Количество синапсов очень велико, они покрывают тело нейрона, его дендриты и аксон. В целом 80 % мембраны нейрона покрыто синапсами.

Передача закодированной в нервных импульсах информации с одного нейрона на другой осуществляется с помощью медиаторов — особых веществ, способных вызывать возбуждение постсинаптической мембраны. Предполагают, что запасы медиаторов содержатся в синаптических пузырьках, располагающихся в синаптическом окончании. При возбуждении нейрона медиаторы выходят в синаптическую щель, толщина которой составляет не более 20 нм. Передача возбуждения происходит только в одном направлении от синаптического окончания к постсинаптической мембране.

Существуют особые нейроны, синаптические окончания которых выделяют не возбуждающие медиаторы, а тормозные, вызывающие торможение соседствующего нейрона.

Таким образом, передача информации с одного нейрона на другой осуществляется с помощью синапсов.

Число и размеры синапсов в процессе постнатального развития человека значительно увеличиваются. Интересно отметить, что число межнейронных связей находится в прямой зависимости от процессов обучения: чем интенсивнее идет обучение, тем большее число синапсов образуется.

Можно полагать, что эффективность работы мозга зависит от его внутренней организации и непременным атрибутом талантливого человека является богатство синаптических связей его мозга.

Нервными волокнами называются покрытые оболочками отростки нервных клеток. Тела нейронов и большая часть их дендритов сосредоточены в спинном и головном мозге. Незначительная часть дендритов и аксоны, длина которых у человека может достигать 1 —1,5 м, выходят далеко за пределы ЦНС. Сплетаясь друг с другом, они образуют нервы. Нервы видны в виде белых нитей даже невооруженным глазом. Они, как провода, связывают все участки нашего тела с центральными отделами нервной системы.

Основная функция нервных волокон и нервов — проведение нервных импульсов. Различают чувствительные нервы (афферентные}, проводящие нервные импульсы к ЦНС (центростремительные), двигательные нервы (эфферентные), проводящие нервные импульсы от ЦНС к периферическим органам (центробежные), и смешанные нервы, состоящие из чувствительных и двигательных волокон.

Некоторые нервные волокна имеют оболочку, состоящую из жироподобного вещества — миелина, выполняющего трофические, защитные и электроизолирующие функции.

Возникшее возбуждение распространяется по нервному волокну, переходит на другие клетки за счет местных токов, возникающих между возбужденным и покоящимся участком волокна. Проведение возбуждения обусловлено тем, что потенциал действия, возникший в одной клетке, становится раздражителем, вызывающим возбуждение соседних участков.

Возбуждение от одной нервной клетки к другой передается только в одном направлении: с аксона одного нейрона на тело клетки и дендриты другого нейрона.