Учебник по Биологии. 8 класс. Соболь - Новая программа

Тема 7. СВЯЗЬ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА С ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ. НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Какими удивительными являются электрические явления в неорганическом веществе, гораздо удивительнее электрические явления в нервной системе.

Майкл Фарадей

§ 34. НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

Основные понятия и ключевые термины: НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ. Возбуждение. Торможение. НЕРВНАЯ ТКАНЬ. Нейрон. Нейроглия. РЕФЛЕКС. Рефлекторная дуга.

Вспомните! Что такое нервная регуляция у животных?

Как вы считаете?

Первые научные сведения о «животном электричестве» были получены в 1791 году Л. Гальвани. Основы же науки электрофизиологии были заложены в середине XIX века немецким физиологом Эмилем Дюбуа-Реймоном (1818-1896), установившим связь между электрическим током и нервным импульсом. Как вы считаете, в чём заключается странность электрических явлений в нервной системе?

СОДЕРЖАНИЕ

Как происходит нервная регуляция человека?

НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ - это регуляция деятельности организма с помощью нервных импульсов, осуществляющих быстрое, конкретное и кратковременное воздействие на органы. Информация из среды воспринимается рецепторами нашего тела, превращается в импульсы и передаётся по нервным путям к нервным центрам. Центральные отделы эту информацию анализируют и формируют ответ на раздражение. Команда поступает в рабочие органы в виде возбуждающих или тормозящих влияний. Возбуждение - активный нервный процесс, свойством которого является способность распространяться нервными волокнами в виде нервных импульсов. А сам нервный импульс - это отдельная волна возбуждения, возникающего в нейронах. Возникновение и распространение нервных импульсов является очень сложным электрическим явлением, в котором участвуют катионы и анионы клеточных мембран и цитоплазмы. Скорость распространения нервных импульсов в различных нейронах колеблется от 0,5 м/с до 120 м/с, поэтому мы реагируем на разные раздражители почти мгновенно. Процесс возбуждения тесно связан с торможением. Торможение - активный нервный процесс, который приводит к уменьшению или прекращению возбуждения в определённом участке нервной ткани. В отличие от возбуждения, процесс торможения происходит внутри или между клетками и не распространяется по нервным путям. В состоянии торможения нейроны восстанавливают свои ресурсы.

Таблица 25. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕРВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ЧЕЛОВЕКА

Уровень

Характеристика

Молекулярный

Импульсы формируются с участием ионов К+, Na+, нейрогормонов, АТФ

Клеточный

Основными элементами нервной регуляции являются нейроны

Тканевый

Нейроны вместе с межклеточной нейроглией образуют нервную ткань

Органный

Нейроны соединяются с помощью синапсов, их отростки образуют нервы. Центры нервной регуляции - в головном и спинном мозгу

Системный

Нервную регуляцию осуществляет нервная система, которую анатомически делят на центральную (ЦНС) и периферическую (ПНС) нервные системы

Организменный

Нервная регуляция осуществляется с помощью рефлексов, основой которых являются рефлекторные дуги и временные нервные связи

Итак, нервная регуляция человека осуществляется нервными импульсами через нервные пути с помощью возбуждения и торможения.

Каковы особенности нервной ткани?

НЕРВНАЯ ТКАНЬ - это совокупность клеток и межклеточного вещества, обеспечивающих нервную регуляцию организма человека. Клетки ткани называются нейронами, а межклеточное вещество - нейроглией. Благодаря возбудимости и проводимости нервной ткани электрические импульсы передаются по всему организму.

Нейрон - нервная клетка с отростками, которая является структурной и функциональной единицей нервной системы. Нейроны приспособлены для образования и передачи электрических сигналов. Тело нейрона имеет ядро, большое количество митохондрий и рибосомы для обеспечения интенсивного обмена веществ. От тела отходят короткие отростки - дендриты, воспринимающие нервные импульсы от других клеток. А длинный отросток - аксон - проводит нервные импульсы от тела нейрона к другим клеткам. Длинные отростки могут быть покрыты миелиновой оболочкой, которая обеспечивает их изоляцию и защиту. Такие волокна имеют перехваты Ранвье для повышения скорости проведения нервных импульсов, которая может достигать 400 км/ч. Конечные разветвления аксонов называются синаптическими окончаниями. Они образуют синапсы для связывания нейронов между собой и с органами, к которым направляются нервные импульсы. Каждый нейрон в течение жизни устанавливает около 7 тысяч таких связей, обеспечивая надёжность работы нервной системы.

Ил. 75. Строение нейрона: 1 - дендрити; 2 - тело нейрона с ядром; 3 - аксон; 4 - миелиновая оболочка; 5 - перехваты Ранвье; 6 - нервные окончания аксона

Нейроглия - совокупность клеточных элементов нервной ткани. Доля нейроглии в нервной системе человека составляет около 40 %. Размер клеток нейроглии меньше нейронов в 3-4 раза, однако количество в 10 раз больше. С возрастом количество клеток увеличивается. Основной функцией нейроглии является обеспечение жизнедеятельности нейронов.

Итак, нервная ткань образована нейронами и нейроглией и обеспечивает нервную регуляцию в ответ на воздействия факторов среды.

В чём заключается суть рефлекторного принципа нервной регуляции?

Рефлекс - ответная реакция организма на раздражение, которое осуществляется при участии нервной системы. Проявлениями рефлексов являются возникновение или прекращение всякой деятельности организма: сокращение мышц, расширение сосудов, появление секреции и т. д. Значение рефлексов заключается в том, что благодаря им организм способен быстро реагировать на изменения среды. Рефлексы обеспечивают осуществление и регуляцию всех жизненных функций организма. Материальной основой рефлексов является объединение различных по своей функции нейронов: чувствительных (воспринимают и передают информацию к другим нейронам), вставочных (связывают одни нейроны с другими) и двигательных (передают возбуждение в рабочие органы) нейронов. Для каждого рефлекса существует своя рефлекторная дуга, которая является элементом нервной регуляции.

Ил. 76. Строение рефлекторной дуги коленного рефлекса

Рефлекторная дуга - путь, по которому проходит нервный импульс при осуществлении рефлекса. В рефлекторной дуге выделяют 5 частей: рецепторную (1) - нервное окончание чувствительного нейрона, воспринимающего раздражение; чувствительную (2) - центростремительное нервное волокно чувствительного нейрона, передаёт возбуждения в ЦНС; центральную (3) - участок ЦНС, где происходит соединение чувствительного нейрона с двигательным с участием вставочных нейронов; двигательную (4) - центробежное нервное волокно двигательного нейрона, которое передаёт сигналы в рабочие органы; эффекторную (5) - нервное окончание двигательного нейрона, передает нервный импульс к рабочему органу (ил. 76). Простейшая рефлекторная дуга состоит из двух нейронов: чувствительного и двигательного. С помощью двухнейронних дуг осуществляются сухожильные рефлексы (коленный рефлекс, пяточный рефлекс). Сложная рефлекторная дуга кроме чувствительного и двигательного нейронов включает в себя ещё один или несколько вставных нейронов.

Итак, рефлекторный принцип нервной регуляции заключается в том, что любая реакция, любой вид деятельности человека является рефлексами, которые осуществляются на основе рефлекторных дуг.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Учимся познавать

Самостоятельная работа с иллюстрациями

Некоторые рефлексы используют в медицинской практике для определения состояния здоровья человека. Это коленный рефлекс, ахиллесов рефлекс, брюшной рефлекс, локтевой рефлекс и др. Какую информацию о состоянии нервной системы получают врачи-неврологи с помощью рефлексов?

Сопоставьте названные рефлексы с соответствующими иллюстрациями. Определите состав рефлекторных дуг проиллюстрированных рефлексов и опишите путь нервного импульса по рефлекторной дуге одного из этих рефлексов.

Биология + Наука

Ранее считали, что нервные клетки не восстанавливаются. Но в середине 90-х годов XX века канадские нейробиологи С. Вайс и Б. Рейнольдс доказали, что нейроны восстанавливаются и образуются в течение всей жизни. В 1965 году Дж. Альтман обнаружил развитие нейронов в гиппокампе крыс, а 15 лет спустя Ф. Ноттебом открыл, что и мозг певчих птиц создаёт новые нервные клетки. В 1999 году Е. Гоулд и Ч. Грос доказали, что мозг высших приматов создаёт новые нейроны в количестве нескольких тысяч в день в течение всей жизни. Пополнение нейронов в мозгу осуществляют нейрональные стволовые клетки. Чем эти клетки отличаются от других нейронов? По вашему мнению, есть ли связь между восстановлением нейронов и нервной регуляцией?

РЕЗУЛЬТАТ

Оценка

Вопросы для самоконтроля

1-6

1. Что такое нервная регуляция? 2. Назовите два основных процесса нервной регуляции. 3. Что такое нервная ткань? 4. Опишите строение нейрона. 5. Что такое рефлекс? 6. Назовите основные части рефлекторной дуги.

7-9

7. Как происходит нервная регуляция человека? 8. Назовите особенности нервной ткани. 9. В чём заключается сущность рефлекторного принципа нервной регуляции?

10-12

10. На конкретном примере рефлексов опишите путь нервных импульсов по рефлекторной дуге.