Біологія. 8 клас. Тагліна

§ 29. Нервова система людини. Спинний мозок

Поміркуйте й обговоріть ситуацію

Якщо ми торкнемося гарячої поверхні або гострого предмета, то зреагуємо миттєво, навіть не встигнувши зрозуміти, що відбулося.

Як вдається так працювати нашій нервовій системі? Чому нервові імпульси передаються настільки швидко й звідки організм знає, як реагувати?

Функції нервової системи

Нервова система є сукупністю структур, яка координує діяльність усіх систем організму й забезпечує реакцію на зміни навколишнього середовища.

Функції нервової системи людини:

— взаємодія організму з навколишнім середовищем;

— регуляція й узгодження роботи внутрішніх органів;

— забезпечення пам’яті, мислення, свідомості, мовлення й адаптивної, або пристосувальної, поведінки.

Нервова тканина та її клітини

Робота нервової системи є можливою завдяки властивостям нервової тканини (збудливості й провідності) та будові її клітин — нейронів та нейроглії.

Нейрони — збудливі клітини, здатні генерувати й передавати нервові імпульси, які за природою є електричними (мал. 29.1). Нейрони мають тіло та відростки: аксони й дендрити. У нейрона є один довгий аксон і зазвичай кілька коротких розгалужених дендритів.

Мал. 29.1. Будова нейрона

Нервові імпульси надходять по дендритах до тіла нейрона, по аксону імпульси йдуть від тіла нейрона. Кінцеві ділянки аксона (терміналі) розгалужуються й контактують з іншими клітинами: нервовими, м’язовими або залозистими. Аксони вкриті оболонками з мієліну, який на 75 % складається з ліпідів. Мієлінові оболонки забезпечують електроізоляцію аксона. Це дає змогу нервовим сигналам поширюватися швидше. Довжина аксонів може бути 1 м і більше, якщо тіло нейрона розташоване в спинному мозку, а його аксон закінчується в пальцях кінцівок.

Анімація «Що таке нейрони?»

rnk.com.ua/109176

Нейрони поділяють на кілька типів:

— чутливі (сенсорні) — передають сигнали від рецепторів до інших нейронів;

— проміжні (вставні, інтернейрони) — передають сигнали між нейронами;

— рухові (моторні, мотонейрони) — передають нервові імпульси до робочих органів (м’язів або залоз) (мал. 29.2).

Мал. 29.2. Типи нейронів

Фрейм моделі «Нервова система»

rnk.com.ua/109385

Нейроглія містить різні за будовою та походженням клітини: астроцити, клітини Шванна, олігодендроцити, мікроглію та ін. Вони виконують допоміжні функції: підтримують гомеостаз нервової тканини, забезпечують живлення й захист нейронів, створюють умови для проходження нервового імпульсу (мал. 29.3).

Мал. 29.3. Структура нервової тканини

Передача нервового імпульсу. Синапси

Проходження сигналу нейроном відбувається завдяки потокам катіонів Натрію та Калію крізь клітинну мембрану. Вони поширюються мембраною аксона у вигляді електричного імпульсу.

Передача нервового імпульсу з одного нейрона на інший відбувається в місцях їхніх контактів — синапсах. Більшість синапсів є хімічними.

Синапс — спеціалізований контакт між двома нейронами або між нейроном і робочим органом, через який передається нервовий імпульс.

Хімічний синапс працює так (мал. 29.4). Коли нервовий імпульс досягає кінця аксона, через пресинаптичну мембрану в синаптичну щілину вивільняються молекули нейромедіатора («посередника»). Нейромедіатор зв’язується з рецепторами на постсинаптичній мембрані, що ініціює електричний імпульс у наступному нейроні.

Мал. 29.4. Передача нервових сигналів у хімічному синапсі

Знайдіть інформацію й виконайте завдання

Існує багато нейромедіаторів (серотонін, дофамін, адреналін, норадреналін, гліцин та ін.), які задіяні в різних процесах нервової системи. Дізнайтеся, як деякі з них впливають на наш настрій і діяльність. Підготуйте невеличку доповідь.

Дослідження мікроскопічної будови нейрона та нервової тканини (за муляжами, моделями, препаратами, віртуально)

1. Розгляньте препарат нервової тканини. Зверніть увагу на зв'язки між нейронами.
2. Опишіть будову нейрона, визначте функції його відростків.
3. Назвіть клітини нейроглії й опишіть їхні функції.
4. Порівняйте нейрони й клітини нейроглії за кількістю та розміром.
5. Зробіть висновки.

Основні структури нервової системи людини

Нервова система людини утворена центральним і периферичним відділом нервової системи (мал. 29.5). Центральна нервова система (ЦНС) складається з головного та спинного мозку. Вона здійснює координацію діяльності організму. У людини ЦНС відповідає за розумові процеси й пам’ять.

Мал. 29.5. Центральна й периферична нервові системи людини

Периферична нервова система (ПНС) складається з нервів і нервових вузлів за межами ЦНС. Усього 12 пар черепно-мозкових нервів відходять від головного мозку і 31 пара спинномозкових нервів відходить від спинного мозку. ПНС забезпечує передачу сигналів між ЦНС та всіма частинами тіла.

Спинний мозок

Спинний мозок є частиною ЦНС, проводить нервові сигнали між головним мозком та іншими частинами тіла і є центром здійснення багатьох рефлексів. Розташований у спинномозковому каналі хребта завдовжки 40-45 см, діаметр 1-1,5 см.

Спинний мозок вкритий мозковими оболонками, які живлять його й захищають від ушкоджень. Усередині спинного мозку проходить центральний канал зі спинномозковою рідиною, яка забезпечує обмін речовин і захищає мозок від травм.

Спинний мозок містить білу й сіру речовину (мал. 29.6). Сіра речовина утворена скупченням тіл нейронів, біла речовина — укритими мієліном аксонами. Аксони білої речовини утворюють провідні шляхи спинного мозку. Висхідні (чутливі) шляхи проводять нервові імпульси до головного мозку, низхідні (рухові) — від головного мозку.

Мал. 29.6. Переріз спинного мозку

Від спинного мозку відходить 31 пара спинномозкових нервів (мал. 29.7, с. 142), які іннервують внутрішні органи. Кожен спинномозковий нерв утворюється злиттям переднього й заднього корінців спинного мозку. Передній корінець містить аксони рухових нейронів, а задній — чутливих.

Мал. 29.7. Спинномозкові нерви

Дослідження мікроскопічної будови зрізу спинного мозку (за муляжами, моделями, препаратами, віртуально)

1. Розгляньте будову спинного мозку.
2. Знайдіть оболонки, центральний канал. Розгляньте розташування сірої та білої речовин.
3. Замалюйте побачене, зробіть позначення.

Поперечний переріз спинного мозку під мікроскопом із нейронами та гліальними клітинами (нервової тканини). Збільшення оптичного мікроскопа х100

Рефлекс. Рефлекторна дуга

Прикладом найпростішого спинномозкового рефлексу є колінний рефлекс (мал. 29.8). Від несильного удару по надколінку розтягується сухожилля чотириголового м’яза стегна. Нервові імпульси від рецепторів сухожилка чутливими нейронами надходять до спинного мозку. Там вони передаються на рухові нейрони. Руховими нейронами сигнал повертається до м’язових волокон. М’яз скорочується, і нога розгинається.

Мал. 29.8. Колінний рефлекс

Сукупність структур і шляхів, задіяних у рефлексі, утворюють рефлекторну дугу. Рефлекси здійснюються за участю принаймні двох нейронів: чутливого й рухового. У дугах більшості рефлексів є також проміжні нейрони.

Двонейронна рефлекторна дуга (колінний рефлекс): рецептор → чутливий нейрон → руховий нейрон → робочий орган (м'яз)

Тринейронна рефлекторна дуга: рецептор → чутливий нейрон → проміжний нейрон → руховий нейрон → робочий орган (м'яз)

Рефлекторна функція спинного мозку дає змогу організму швидко реагувати на небезпечні подразники: людина прибирає руку від гарячих чи гострих предметів; швидко відсмикує ногу внаслідок подразнення. Якби цього не було, організм зазнавав би критичних ушкоджень.

Відкритий мікрофон

У чому сенс того, що важливі рефлекси відбуваються на рівні спинного, а не головного мозку?

Поділіться своїми думками

Спинний мозок має шийне та поперекове стовщення. Поміркуйте, чому саме в цих відділах спинний мозок має більший об'єм.

Знайдіть інформацію й виконайте завдання

Іноді колінний рефлекс відсутній або занадто сильний. Дізнайтеся, результатом яких медичних проблем це може бути.

Опорні точки

Робота нервової системи забезпечується властивостями нейронів і клітин нейроглії. Нервовий імпульс передається відростками нейронів і синапсами між нейронами. Нервова система поділяється на центральну й периферичну. Спинний мозок виконує провідну й рефлекторну функції.

Запитання і завдання

1. Швидкість передачі сигналу аксонами досягає 100 м/с. Затримання сигналу на синапси — 1 мс. Розрахуйте, за який час відбувається ваш колінний рефлекс, якщо синапс між чутливим і руховим нейронами розташований на рівні попереку.

2. Дізнайтеся, навіщо проводять спинномозкову пункцію.

3. Розгляньте малюнок. Як розвивається патологічний стан? Які наслідки він має?