Физиология на нервната система

Сложният строеж на функционалните нервни клетки - невроните, и на образуваните от тях и техните взаимовръзки мозъчни структури (които изучава анатомията на нервната система) обуславят и сложна функционална организация. Тя се изучава от физиологията на нервната система. Тук ще бъдат разгледани някои основни нейни аспекти. На изследователите е известно твърде отдавна, че въздействието на електрическия ток може да се предава по нервните проводници и да предизвиква мускулни съкращения. Затова се е допускало, че предаването на нервните импулси между невроните става чрез протичане на електрически ток, аналогично на металните жични проводници. Съвременните проучвания показаха, че възбуждането на нервната клетка, зараждането и провеждането на нейните импулси става по електрохимичен път. Невроните се състоят преимуществено от вода, която не е най-подходящото вещество за генериране на електрични потенциали. Въпреки това тя опосредства всички йонни електрични процеси. Клетъчната мембрана на неврона разделя два водни разтвора, намиращи се вътре и извън клетката. Положително и отрицателно заредените йони се стремят да преминат през порите на мембраната и да изравнят съществуващите разлики в концентрацията си. Мембраната е полупроницаема и редица йони и йонни комплекси не могат да преминават през нея, което създава различие в йонните концентрации и потенциални разлики. В мембраната обаче протичат и активни химични процеси с разход на енергия, благодарение на които йоните се придвижват и в обратно направление, така че увеличават концентрационните си разлики. Всъщност това е главната причина за възникването на електричните потенциални разлики от двете страни на мембраната. Този механизъм е прието да се нарича "йонна помпа". Чрез подобен активен транспорт в спокойно състояние клетката натрупва излишък от калиеви катийони (К+) във вътрешността си и така увеличава положителните пълнежи ("калиева йонна помпа"). В същото време натриевите катийони (Na+) активно се изнасят извън клетката, и то в количества, превишаващи вкарването на калия ("натриева йонна помпа"). Така в крайна сметка вътрешната повърхност на мембраната се оказва отрицателно заредена до -70 мВ. Това е т. нар, потенциал на покой, а клетъчната мембрана се намира в състояние на поляризация. Едно важно свойство на неврона е неговата възбудимост. Раздразите (чрез промени в окръжаващата клетката среда) водят до временни промени на мембраната - изменение на йонната проницаемост и мембранния потенциал. Това се причинява от аферентните импулсации, пристигащи от други неврони. Всеки един неврон е свързан чрез отделни синаптични контакти с хиляди други неврони, които го бомбардират с импулсации. На мястото на даден синапс импулсиращият (еферентен) неврон завършва с предсинаптична мембрана, през която освобождава в синаптичната цепка активно химическо вещество -медиатор. Той предизвиква отваряне на порите на следсинаптичната мембрана на аферентния неврон в областта на съшия синапс. Отрицателният заряд вътре в клетката задържа калиевите катийони, но натриевите, които са отвън, се привличат навътре и донякъде намаляват стойността на отрицателния потенциал на покой. Възникващият при това заряд се нарича възбудителен следсинаптичен потенциал. След отстраняване на медиатора (разрушаван от ензими) мембраната става отново непроницаема, възстановява за няколко милисекунди потенциала на покой и извежда натрия навън чрез натриевата помпа. Ако обаче пристигнат импулси в няколко синапса едновременно или един след друг в интервал от няколко милисекунди, ефектите им се сумират и възбудата нараства. За аферентния неврон е безразлично откъде точно идват отделните импулси, но когато възбудата му надхвърли определен критичен праг (това става, когато вътрешният му отрицателен заряд спадне с 20 мВ, т. е. до към -50 мВ), тогава той се разтоварва бързо и докрай по закона за "всичко или нищо". В този критичен момент началният сегмент на аксона става изведнъж силно проницаем за натриевите йони, които унищожават напълно вътреклетъчния отрицателен заряд - процес на деполяризация, но продължават да преминават навътре, предизвиквайки обратна поляризация (с положителен заряд от вътрешната страна на мембраната). Този бурен поток от натриеви йони навътре в аксона предизвиква т. нар. потенциал на действие (акционен потенциал) от НО-120 мВ, а внезапното изменение на електричното състояние на мембраната, поради своята кратковременност, се нарича "пиков" потенциал ("спайк"). Следователно аксонът на клетката или отговаря на раздразата с пораждане на пълен потенциал на действие, или въобще не реагира. Когато началото на аксона стане проницаемо, клетъчното му тяло се деполяризира мигновено, но проникването на натриевите йони в дългия тънък аксон по дължината му става по-бавно. То протича от точка в точка по съседство, подобно на запален фитил, чрез последователно деполяризиране на зарядите до критичния праг. Така "пробойната" на мембраната се придвижва по дължината на единствения невронен аксон само в една посока, като се самозапалва от собствения ток, без да затихва силата му. Този непрекъснат начин обаче е характерен за немиелинизираните аксони. При миелинизираните аксони миелиновата обвивка е надежден изолатор и проницаемостта може да бъде "пробита" само в участъците, в които тази обвивка липсва. Това са микроскопичните "прищъпвания на Ранвие", отстоящи на 1,5-2 мм едно от друго. Тогава импулсите "скачат" от едно прищъпване до друго, осъществявайки т. нар, салтаторно провеждане (т. е. скокообразно). По този начин в миелинизираните влакна скоростта на провеждане е 20-25 пъти по-висока отколкото в немиелинизираните и достига 120 м/сек., като не се променя независимо от дължината на пътя. След разтоварването ("разряда") на неврона "йонните помпи" възстановяват нормалния потенциал на покой. През този рефрактерен период мембраната на неврона е абсолютно нечувствителна към каквито и да било раздрази. Картината на физиологичните взаимодействия на неврона става още по-сложна и интересна, тъй като се оказа, че освен възбудни синапси клетката има и потискащи синапси. Тяхната активация повишава вътрешния отрицателен заряд и предизвиква хиперполяризация, с което намалява възбудимостта на клетката, предизвикана от деполяризиращите импулси на възбудните синапен. Тази реакция се обуславя от излизане на калиеви катийони навън под въздействието на специфични потискащи медиатори и се нарича потискащ следсинаптичен потенциал. Доказано е съществуването и на предсинаптично потискане, при което еферентните терминали търпят продължителна частична деполяризация, имаща за резултат отслабване на възбудните импулси и намалено освобождаване на медиатора. Всъщност в основата на всички нервни и психични функции лежат комбинации от такива еднотипни електрохимични взаимодействия между голям брой клетки, организирани във функционални системи. Един отделен неврон има синапси, чрез които получава импулси от хиляди неврони, а самият той при всяко свое разтоварване изпраща импулсации чрез стотици и хиляди крайни разклонения на аксона си до множество различни други неврони. Така функционалните системи имат по-скоро мрежовиден характер, а не са вериги от линейно свързани неврони.

Използвани са материали от: Анатомия и физиология на човека, Автори: проф.д-р Людмил Мавлов д.м.н. доц. д-р Виолета Боянова, к.м.н. Издателство: Венимекс

Napred.BG е търсачка от българи за българи.

Повече от година работим тя да става все по-добра.

Tя има шанс за успех само, ако вие ни помогнете, като я опитате, харесате и споделите!

Подобно на Уикипедия ще опитаме да се издържаме по некомерсиален начин. Може да ни помогнете в тази насока, като ни направите дарение.

Може да сигнализирате грешка, да предложите сайт или да се свържете с нас през Facebook.

За уебмастъри:
Ако сложите линк към нас, ще сме Ви много благодарни! Ако искате банер, само ни пишете какъв размер и ще ви предоставим.