Интегративная роль центральной нервной системы в организме
Центральная нервная система (ЦНС) – это часть нервной системы, представленная головным и спинным мозгом, обеспечивающая регуляцию деятельности всех органов и систем организма, осуществляющая между ними взаимосвязь и взаимодействие, тем самым обеспечивая целостность работы организма как единой системы.
Интегрирующая роль ЦНС осуществляется через ее следующие функции:
- Интегративно-координационная функция. ЦНС обеспечивает согласованную деятельность опорно-двигательного аппарата, регулируя тонус мышц, она поддерживает естественную позу и восстанавливает ее в случае нарушения, а также является инициатором всех видов двигательной активности. Кроме того, ЦНС регулирует работу различных физиологических систем и внутренних органов и согласует их деятельность между собой.
- Регуляция обменных процессов в различных тканях и органах, а также в себе самой. Эта функция осуществляется за счет воздействия на активность эндокринных желез, а также за счет автономной нервной системы. Благодаря этому поддерживается гомеостаз (постоянства внутренней среды) при различных видах деятельности и в состоянии покоя.
- Обеспечение адекватного взаимодействия организма с окружающей средой в постоянно изменяющихся ее условиях на социальном и биологическом уровнях, то есть формирование адаптивного поведения.
- Обеспечение высшей нервной и психической деятельности (восприятия, внимания, эмоций, мышления, сознания, памяти, речи).
Строение нейрона
Нейрон – это специализированная нервная клетка, функциональная и структурная единица нервной ткани.
Задачами нейрона является восприятие, кодирование, передача и хранение информации, установление контактов с другими нейронами и организация ответной реакции организма на раздражитель.
В функциональном плане в нейроне выделяют несколько частей, отвечающих за выполнение определенной функции:
- Воспринимающая часть (дендриты и мембрана тела нейрона). Мембрана дендрита реагирует на медиаторы, обеспечивающие передачу информации от одного нейрона к другому через специализированные контакты («шипики»). Мембрана тела нейрона состоит из двойного слоя липидов, в который встроены различные белки, отвечающие за определенные функции. Так, белки-насосы обеспечивают перемещение в клетке ионов и молекул против градиента концентрации. Рецепторные белки распознают нужные молекулы и фиксируют на мембране. Белки, встроенные в каналы, отвечают за избирательность проницаемости мембраны. Ферменты необходимы для облегчения протекания химических реакций на поверхности нейрона. Иногда один и тот же белок выполняет несколько функций, например, фермента, рецептора и насоса.
- Интегративная часть (тело нейтроны и аксоновый холмик). Тело нейрона помимо информационной функции также выполняет и трофическую задачу относительно синапсов и своих отростков (дендритов и аксонов), обеспечивая их рост. Многослойная мембрана тела нейрона обеспечивает формирование и распространение электрического потенциала к аксонному холмику (месту, где из нейрона выходит аксон).
- Передающая часть (аксон). Аксон является выростом цитоплазмы нейрона, покрытым миелиновой оболочкой и проводящим информацию, собранную дендритами и переработанную в нейроне.
Слаженная работа перечисленных структур нейрона обеспечивает выполнение им своих функций: генерализации нервного импульса; получения, хранения и передачи информации; суммирования возбуждающих и тормозящих сигналов (интегративной функции).
Физиология центральной нервной системы
Деятельность нервной системы, в том числе центрального ее отдела, обеспечивается работой синапсов.
Синапс – это специализированный контакт, расположенный между двумя нейронами или нейроном и другим возбудимым образованием, который обеспечивает передачу возбуждения с исчезновением, изменением или сохранением ее информационного значения.
В зависимости от способа передачи сигнала синапсы могут быть химическими и электрическими. У человека большую часть составляют химические синапсы.
Характеристики синапсов:
- Для всех синапсов характерен единый план строения: пресинаптическая мембрана, синаптическая щель (10-50 нм) и постсинаптическая мембрана.
- Роль пресинаптической мембраны выполняет мембрана пресинаптического окончания нейронного отростка (обычно аксона).
- У химических синапсов в пресинаптическом окончании содержатся везикулы с медиатором, выполняющим роль химического передатчика сигнала.
- Средняя ширина синаптической щели химических синапсов составляет 20 нм.
- На поверхности постсинаптической мембраны имеются рецепторы к соответствующему медиатору и ферменты, которые разрушают данный медиатор. То есть постсинаптическая мембрана, которая может быть представлена специфически дифференцированным участком тела нейрона, его дендрита или аксона, выполняет функцию рецепторной части синапса.
- В электрических синапсах медиатор отсутствует, а ширина синаптической щели таких синапсов несколько меньше (2-4 нм).
- Синаптическая щель заполнена белковыми мостиками-каналами шириной 1-2 нм, расположенными между пре- и постсинаптической мембранами. По этим мостикам движутся небольшие молекулы и ионы. За счет этого создается более низкое сопротивление постсинаптической мембраны по сравнению с таковым пресинаптической мембраны.
- Передача возбуждения в электрических синапсах от пресинаптической мембраны к постсинаптической мембране осуществляется электрическим путем (эфаптическая передача).
- Для электрических синапсов по сравнению с химическими синапсами характерна большая скорость проведения возбуждения, высокая надежность передачи и возможность двустороннего проведения.
- Однако наибольшее распространение в ходе эволюции получили все-таки химические синапсы, что связано с возможностью более тонкой регуляции с помощью них деятельности нервной системы.
- Роль медиатора в химических синапсах выполняют различные химически неродственные вещества. Как правило, это органические молекулы с небольшой молекулярной массой (150-300 дальтон). Например, катехоламины (норадреналин, дофамин, адреналин), серотонин (5-окситриптамин), ацетилхолин, гамма-аминомасляная кислота, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, глицин, гистамин, АТФ, а также некоторые пептиды (вещество Р) и др.
