Біологія. Підручник для осіб з особливими освітніми потребами (Н54.1–Н54.2). Частина 1. 8 клас. Соболь

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті частина 1, частина 2.

Цей підручник (частина 2) на сайті History | Твоя електронна бібліотека тут.

Якими дивовижними є електричні явища в неорганічній речовині,

набагато дивовижнішими є електричні явища в нервовій системі.

Майкл Фарадей

§ 7. Нервова регуляція

Основні поняття й ключові терміни: НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ. Нейрон. РЕФЛЕКС. Рефлекторна дуга.

Пригадайте! Що таке нервова регуляція у тварин?

Поміркуйте!

Перші наукові відомості про «тваринну електрику» було отримано в 1791 році Л. Гальвані. Основи ж науки електрофізіології було закладено в середині XIX століття німецьким фізіологом Емілем Дюбуа-Реймоном (1818-1896), який установив зв’язок між електричним струмом і нервовим імпульсом. Як ви вважаєте, у чому полягає дивовижність електричних явищ у нервовій системі?

ЗМІСТ

Як відбувається нервова регуляція людини?

НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ - це регуляція діяльності організму за допомогою нервових імпульсів, що здійснюють швидкий, конкретний і короткочасний вплив на органи. Інформація із середовища сприймається рецепторами нашого тіла, перетворюється в імпульси й передається нервовими шляхами до нервових центрів. Центральні відділи цю інформацію аналізують і формують відповідь на подразнення. Команда надходить до робочих органів у вигляді збуджувальних або гальмівних упливів.

Збудження - активний нервовий процес, властивістю якого є здатність поширюватися нервовими волокнами у вигляді нервових імпульсів. А сам нервовий імпульс - це окрема хвиля збудження, що виникає в нейронах. Виникнення й поширення нервових імпульсів є дуже складним електричним явищем, у якому беруть участь катіони й аніони клітинних мембран і цитоплазми. Швидкість поширення нервових імпульсів нервовими волокнами коливається від 0,5 м/с до 120 м/с, тому ми реагуємо на різні подразники майже миттєво. Процес збудження тісно пов’язаний із гальмуванням.

Гальмування - активний нервовий процес, який призводить до зменшення чи припинення збудження в певній ділянці нервової тканини. На відміну від збудження, процес гальмування відбувається всередині або між клітинами і не поширюється по нервових шляхах. Завдяки гальмуванню нейрони відновлюють свої ресурси.

Таблиця 8. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА НЕРВОВОЇ РЕГУЛЯЦІЇ ЛЮДИНИ

Рівень

Характеристика

Молекулярний

Імпульси формуються за участю йонів К+, Na+, нейрогормонів, АТФ

Клітинний

Основними елементами нервової регуляції є нейрони

Тканинний

Нейрони разом із міжклітинною нейроглією утворюють нервову тканину

Органний

Нейрони з’єднуються синапсами, їхні відростки утворюють нерви. Центри нервової регуляції - у головному й спинному мозку

Системний

Нервову регуляцію здійснює нервова система, яку анатомічно поділяють на центральну (ЦНС) і периферійну (ПНС) нервові системи

Організмовий

Нервова регуляція здійснюється за допомогою рефлексів, основою яких є рефлекторні дуги й тимчасові нервові зв’язки

Отже, нервова регуляція людини здійснюється нервовими імпульсами через нервові шляхи з допомогою збудження та гальмування.

Які особливості нервової тканини?

Нервова тканина - це сукупність клітин і міжклітинної речовини, що забезпечують нервову регуляцію організму людини. Клітини тканини називаються нейронами, а між ними - нейроглія, утворена допоміжними клітинами, що забезпечують опору та живлення нейронів. Завдяки збудливості й провідності нервової тканини, електричні імпульси передаються по всьому організму.

Нейрон - нервова клітина з відростками, яка є структурною і функціональною одиницею нервової системи (іл. 12). Нейрони пристосовані для утворення й передачі електричних сигналів. Тіло нейрона має ядро, велику кількість мітохондрій та рибосоми для забезпечення інтенсивного обміну речовин. Від тіла відходять короткі відростки - дендрити, що сприймають нервові імпульси від інших клітин. А довгий відросток - аксон - проводить нервові імпульси від тіла нейрона до інших клітин. Аксони можуть бути вкриті мієліновою оболонкою, яка забезпечує їх ізоляцію та захист. Такі волокна мають перехвати Ранв’є для підвищення швидкості проведення нервових імпульсів. Кінцеві розгалуження аксонів називаються синаптичними закінченнями. Вони утворюють синапси для зв’язування нейронів між собою та з органами, до яких прямують нервові імпульси. Кожний нейрон упродовж життя встановлює близько 7 тисяч таких зв’язків, забезпечуючи надійність роботи нервової системи.

Іл. 12. Будова нейрона: 1 - дендрити; 2 - тіло нейрона з ядром; 3 - аксон; 4 - мієлінова оболонка; 5 - перехвати Ранв’є; 6 - нервові закінчення аксона

Нейроглія - сукупність клітинних елементів нервової тканини. Частка нейроглії в нервовій системі людини складає близько 40 %. Розмір клітин нейроглії менший за нейрони у 3-4 рази, проте кількість у 10 разів більша. Із віком кількість клітин збільшується. Основною функцією нейроглії є забезпечення життєдіяльності нейронів.

Отже, нервова тканина утворена нейронами й нейроглією та забезпечує нервову регуляцію у відповідь на впливи чинників середовища.

У чому сутність рефлекторного принципу нервової регуляції?

Рефлекс - реакція-відповідь організму на подразнення, яка здійснюється за участю нервової системи. Проявами рефлексів є виникнення чи припинення будь-якої діяльності організму: скорочення м’язів, розширення судин, поява секреції тощо. Значення рефлексів полягає в тому, що завдяки їм організм здатний відповідати на зміни зовнішнього та внутрішнього середовища. Рефлекси забезпечують здійснення та регуляцію всіх життєвих функцій організму. Анатомічною основою рефлексів є об’єднання різних за функцією нейронів: чутливих (сприймають та передають інформацію до інших нейронів), вставних (зв’язують одні нейрони з іншими) і рухових (передають збудження до робочих органів) нейронів. Для кожного рефлексу існує своя рефлекторна дуга, що є елементом нервової регуляції.

Рефлекторна дуга - шлях, яким проходить нервовий імпульс під час здійснення рефлексу. У рефлекторній дузі виокремлюють 5 частин (іл. 13): рецепторну (1) - спеціалізовані клітини або нервові закінчення чутливого нейрона, що сприймає подразнення; чутливу (2) - доцентрове нервове волокно чутливого нейрона, що передає збудження в ЦНС; центральну (3) - ділянка ЦНС, де за участю нейронів, що формують нервовий центр інформація аналізується; рухову (4) - відцентрове нервове волокно рухового нейрона, що передає збудження до робочих органів; ефекторну (5) - нервове закінчення рухового нейрона та сам робочий орган (залоза або м’яз), який виконує певну функцію у відповідь на збудження.

Найпростіша рефлекторна дуга складається з двох нейронів: чутливого й рухового. За допомогою двонейронних дуг здійснюються сухожилкові рефлекси (колінний рефлекс, ахіллів рефлекс). Складна рефлекторна дуга, окрім чутливого й рухового нейронів, включає ще один або кілька вставних нейронів.

Іл. 13. Схематична будова рефлекторної дуги колінного рефлексу: 1 - сухожилкові рецептори чотириголового м’яза стегна; 2 - нервове волокно чутливого нейрона (у складі спинномозкових нервів); 3 - нервовий центр колінного рефлексу (рухові нейрони спинного мозку); 4 - рухове нервове волокно (в складі спинномозкових нервів); 5 - робочий орган - чотириголовий м’яз, що здійснює розгинання кінцівки; 6 - одночасна передача сигналів на розслаблення м’яза-згинача

Отже, рефлекторний принцип нервової регуляції полягає в тому, що будь-яка реакція, будь-який вид діяльності людини є рефлексами, які здійснюються на основі рефлекторних дуг.

ДІЯЛЬНІСТЬ

САМОСТІЙНА РОБОТА З ІЛЮСТРАЦІЯМИ

Нервова тканина

Розгляньте ілюстрацію будови нервової тканини. Визначте функції тих елементів будови, які можна розпізнати та заповніть у робочому зошиті таблицю.

Елемент будови

Функції

Тіло нейрона

Аксон

Дендрит

Клітини нейроглії

Установіть взаємозв’язок між будовою нервової тканини та її функціями.

БІОЛОГІЯ + НАУКА

Відновлення нейронів

Раніше вважали, що нервові клітини не відновлюються. Але в середині 90-х років XX століття канадські нейробіологи С. Вайс і Б. Рейнольдс довели, що нейрони відновлюються й утворюються упродовж всього життя. У 1965 році Дж. Альтман виявив розвиток нейронів у гіпокампі щурів, а 15 років потому Ф. Ноттеб виявив, що й мозок співочих птахів створює нові нервові клітини. У 1999 році Е. Гоулд і Ч. Грос довели, що в мозку вищих приматів утворюються нові нейрони в кількості декількох тисяч на день протягом усього життя. Поповнення нейронів у мозку здійснюють нейрональні стовбурові клітини. Чим ці клітини відрізняються від інших нейронів? На вашу думку, чи є зв’язок між відновленням нейронів і нервовою регуляцією?

БІОЛОГІЯ + МЕДИЦИНА

Безумовні рефлекси людини в медичній практиці

Деякі рефлекси використовують у медичній практиці для визначення стану здоров’я людини. Це колінний рефлекс, ахілліврефлекс, черевний рефлекс, ліктьовий рефлекс та ін. Яку інформацію про стан нервової системи отримують лікарі-неврологи за допомогою цих рефлексів?

Зіставте названі рефлекси з відповідними ілюстраціями. Визначте склад рефлекторних дуг проілюстрованих рефлексів та опишіть шлях нервового імпульсу рефлекторною дугою одного з цих рефлексів.

РЕЗУЛЬТАТ

1-6 балів • 1. Що таке нервова регуляція? 2. Назвіть два основні процеси нервової регуляції. 3. Що таке нервова тканина? 4. Опишіть будову нейрона. 5. Що таке рефлекс? 6. Назвіть основні частини рефлекторної дуги.

7-9 балів • 7. Як відбувається нервова регуляція людини? 8. Які особливості нервової тканини? 9. У чому полягає сутність рефлекторного принципу нервової регуляції?

10-12 балів • 10. На конкретному прикладі рефлексів опишіть шлях нервових імпульсів рефлекторною дугою.