Darbības potenciāls jeb nervu impulss, specifiska reakcija, kas rodas ierosmes viļņa veidā un plūst pa visu nervu ceļu. Šī reakcija ir reakcija uz stimulu. Galvenais uzdevums ir pārsūtīt datus no receptora uz nervu sistēmu, un pēc tam tas šo informāciju novirza uz vēlamajiem muskuļiem, dziedzeriem un audiem. Pēc impulsa pārejas membrānas virsmas daļa kļūst negatīvi uzlādēta, bet tās iekšējā daļa paliek pozitīva. Tādējādi nervu impulss ir secīgi pārraidītas elektriskās izmaiņas.

Aizraujošais efekts un tā izplatība ir pakļauti fizikāli ķīmiskajam raksturam. Enerģija šim procesam tiek ģenerēta tieši pašā nervā. Tas notiek tāpēc, ka impulsa pāreja izraisa siltuma veidošanos. Kad tas ir pagājis, sākas vājināšanās vai atsauces stāvoklis. Kurā tikai sekundes daļu nervs nevar vadīt stimulu. Ātrums, ar kādu impulsu var piegādāt, svārstās no 3 m/s līdz 120 m/s.

Šķiedrām, caur kurām iet ierosme, ir īpašs apvalks. Aptuveni runājot, šī sistēma atgādina elektrisko kabeli. Membrānas sastāvs var būt mielīns vai nemelīns. Vissvarīgākā mielīna apvalka sastāvdaļa ir mielīns, kas pilda dielektriķa lomu.

Pulsa ātrums ir atkarīgs no vairākiem faktoriem, piemēram, no šķiedru biezuma, jo tas ir biezāks, jo ātrāk attīstās. Vēl viens faktors, kas palielina vadīšanas ātrumu, ir pats mielīns. Bet tajā pašā laikā tas atrodas nevis pa visu virsmu, bet gan sekcijās, it kā savērtas kopā. Attiecīgi starp šīm zonām ir tie, kas paliek “kaili”. Tie izraisa strāvas noplūdi no aksona.

Aksons ir process, ko izmanto, lai pārsūtītu datus no vienas šūnas uz pārējām. Šo procesu regulē sinapse – tiešs savienojums starp neironiem jeb neironu un šūnu. Ir arī tā sauktā sinaptiskā telpa jeb plaisa. Kad neironā nonāk kairinošs impulss, reakcijas laikā izdalās neirotransmiteri (ķīmiskā sastāva molekulas). Tie iziet cauri sinapsiskajai atverei, galu galā sasniedzot neirona vai šūnas receptorus, uz kuriem jānosūta dati. Kalcija joni ir nepieciešami nervu impulsa vadīšanai, jo bez tā neiromediatoru nevar atbrīvot.

Autonomo sistēmu nodrošina galvenokārt nemielinēti audi. Uztraukums caur tiem izplatās pastāvīgi un nepārtraukti.

Pārraides princips ir balstīts uz elektriskā lauka parādīšanos, tāpēc rodas potenciāls, kas kairina blakus esošās sekcijas membrānu un tā tālāk visā šķiedras garumā.

Šajā gadījumā darbības potenciāls nepārvietojas, bet parādās un pazūd vienuviet. Pārraides ātrums caur šādām šķiedrām ir 1-2 m/s.

Uzvedības likumi

Medicīnā ir četri pamatlikumi:

• Anatomiskā un fizioloģiskā vērtība. Uzbudinājums tiek veikts tikai tad, ja pašas šķiedras integritāte nav pārkāpta. Ja vienotība netiek nodrošināta, piemēram, pārkāpuma, narkotiku lietošanas dēļ, tad nervu impulsa vadīšana nav iespējama.
• Izolēta kairinājuma vadīšana. Uzbudinājums var tikt pārnests pa nervu šķiedru, neizplatoties uz kaimiņiem.
• Divpusējā vadīšana. Impulsu vadīšanas ceļš var būt tikai divu veidu - centrbēdzes un centrbēdzes. Bet patiesībā virziens notiek vienā no variantiem.
• Nesamazinoša ieviešana. Impulsi nerimst, citiem vārdiem sakot, tie tiek veikti bez samazinājuma.

Impulsu vadīšanas ķīmija

Kairinājuma procesu kontrolē arī joni, galvenokārt kālijs, nātrijs un daži organiskie savienojumi. Šo vielu koncentrācija ir dažāda, šūna ir negatīvi uzlādēta sevī, bet uz virsmas pozitīvi. Šis process tiks saukts par potenciālo starpību. Kad negatīvs lādiņš svārstās, piemēram, tam samazinoties, tiek provocēta potenciālu starpība un šo procesu sauc par depolarizāciju.

Neirona stimulēšana ietver nātrija kanālu atvēršanu stimulācijas vietā. Tas var atvieglot pozitīvi lādētu daļiņu iekļūšanu šūnā. Attiecīgi tiek samazināts negatīvais lādiņš un rodas darbības potenciāls jeb nervu impulss. Pēc tam nātrija kanāli atkal aizveras.

Bieži tiek konstatēts, ka tieši polarizācijas pavājināšanās veicina kālija kanālu atvēršanos, kas provocē pozitīvi lādētu kālija jonu izdalīšanos. Šī darbība samazina negatīvo lādiņu uz šūnas virsmas.

Miera potenciāls jeb elektroķīmiskais stāvoklis tiek atjaunots, kad tiek aktivizēti kālija-nātrija sūkņi, ar kuru palīdzību nātrija joni atstāj šūnu un kālija joni tajā nonāk.

Rezultātā mēs varam teikt, ka, atsākot elektroķīmiskos procesus, rodas impulsi, kas pārvietojas pa šķiedrām.

Atrodas šūnu membrānā Na + , K + –ATPāzes, nātrija un kālija kanāli.

Na + , K + -ATPāze Pateicoties enerģijai, ATP pastāvīgi sūknē Na + ārā un K + iekšā, radot šo jonu koncentrāciju transmembrānu gradientu. Ouabaīns kavē nātrija sūkņa darbību.

Nātrija un kālija kanāli var izlaist Na + un K + pa to koncentrācijas gradientiem. Nātrija kanālus bloķē novokaīns, tetrodotoksīns, bet kālija kanālus bloķē tetraetilamonijs.

Na + ,K + -ATPāzes, nātrija un kālija kanālu darbība var radīt miera potenciālu un darbības potenciālu uz membrānas .

Atpūtas potenciāls ir potenciālu starpība starp ārējo un iekšējo membrānu miera apstākļos, kad nātrija un kālija kanāli ir aizvērti. Tās vērtība ir -70 mV, to galvenokārt rada K + koncentrācija un ir atkarīga no Na + un Cl -. K + koncentrācija šūnas iekšpusē ir 150 mmol/l, ārpusē 4-5 mmol/l. Na + koncentrācija šūnā ir 14 mmol/l, ārpusē 140 mmol/l. Negatīvu lādiņu šūnas iekšienē rada anjoni (glutamāts, aspartāts, fosfāti), kuriem šūnas membrāna ir necaurlaidīga. Atpūtas potenciāls ir vienāds visā šķiedrā un nav nervu šūnu īpaša iezīme.

Nerva stimulēšana var izraisīt darbības potenciālu.

Darbības potenciāls- tās ir īslaicīgas ārējās un iekšējās membrānas potenciālu starpības izmaiņas ierosmes brīdī. Darbības potenciāls ir atkarīgs no Na + koncentrācijas un notiek pēc principa "viss vai neviens".

Darbības potenciāls sastāv no šādiem posmiem:

1. Vietējā reakcija . Ja stimula darbības laikā miera potenciāls mainās līdz sliekšņa vērtībai -50 mV, tad atveras nātrija kanāli, kuriem ir lielāka kapacitāte nekā kālija kanāliem.

2.Depolarizācijas stadija. Na + plūsma šūnā vispirms noved pie membrānas depolarizācijas līdz 0 mV un pēc tam pie polaritātes inversijas līdz +50 mV.

3.Repolarizācijas stadija. Nātrija kanāli aizveras un kālija kanāli atveras. K+ izdalīšanās no šūnas atjauno membrānas potenciālu līdz miera potenciāla līmenim.

Jonu kanāli atveras uz īsu brīdi un pēc to aizvēršanās nātrija sūknis atjauno sākotnējo jonu sadalījumu gar membrānas malām.

Nervu impulss

Pretstatā miera potenciālam darbības potenciāls aptver tikai ļoti nelielu aksona laukumu (mielinizētajās šķiedrās - no viena Ranvier mezgla līdz blakus esošajam). Radusies vienā aksona sekcijā, darbības potenciāls, ko rada jonu difūzija no šīs sekcijas gar šķiedru, samazina atpūtas potenciālu blakus sekcijā un izraisa tādu pašu darbības potenciāla attīstību šeit. Pateicoties šim mehānismam, darbības potenciāls izplatās pa nervu šķiedrām un tiek saukts nervu impulss .

Mielinizētajās nervu šķiedrās nātrija un kālija jonu kanāli atrodas Ranvier mezglu nemielinizētajās vietās, kur aksona membrāna saskaras ar starpšūnu šķidrumu. Rezultātā nervu impulss pārvietojas “lēcieniem”: Na + joni, kas nonāk aksonā, kad kanāli atveras vienā pārtveršanas reizē, izkliedējas pa aksonu pa potenciāla gradientu līdz nākamajai pārtveršanai, samazina potenciālu šeit līdz sliekšņa vērtībām un tādējādi inducē. darbības potenciāls. Pateicoties šai ierīcei, impulsu uzvedības ātrums mielinizētā šķiedrā ir 5-6 reizes lielāks nekā nemielinizētās šķiedrās, kur jonu kanāli atrodas vienmērīgi visā šķiedras garumā un darbības potenciāls kustās vienmērīgi, nevis strauji.

Sinapse: veidi, struktūra un funkcijas

Valdērs 1891. gadā formulēts neironu teorija , saskaņā ar kuru nervu sistēma sastāv no daudzām atsevišķām šūnām – neironiem. Jautājums palika neskaidrs: kāds ir saziņas mehānisms starp atsevišķiem neironiem? K. Šeringtons 1887. gadā lai izskaidrotu neironu mijiedarbības mehānismu, viņš ieviesa terminus "sinapse" un "sinaptiskā transmisija".

Eksteroceptīvā jutība

Pirmais neirons

Impulsi no visiem perifērajiem receptoriem nonāk muguras smadzenēs caur muguras sakni, kas sastāv no liela skaita šķiedru, kas ir starpskriemeļu (mugurkaula) ganglija pseidounipolāru šūnu aksoni. Šo šķiedru mērķis ir atšķirīgs.

Daži no tiem, nonākuši aizmugurējā ragā, pāri muguras smadzeņu diametram nonāk priekšējā raga (pirmā motora neirona) šūnās, tādējādi darbojoties kā ādas refleksu mugurkaula refleksu loka aferentā daļa.

Otrais neirons

Vēl viena šķiedru daļa beidzas Klārka kolonnas šūnās, no kurienes otrais neirons nonāk muguras smadzeņu sānu kolonnu muguras daļās, ko sauc par Flexig spinocerebellar muguras fasciculus. Trešā šķiedru grupa beidzas pie muguras raga želatīniskās vielas šūnām. No šejienes otrie neironi, kas veido spinotalāmu traktu, veic pāreju muguras smadzeņu centrālā kanāla priekšā priekšējā pelēkajā komisūrā uz pretējo pusi un gar sānu kolonnām, un pēc tam kā daļa no mediālās cilpas sasniegt vizuālo talāmu.

Trešais neirons

Trešais neirons iet no optiskā talāma caur iekšējās kapsulas augšstilba aizmugurējo daļu līdz ādas analizatora garozas galam (aizmugurējais centrālais giruss). Pa šo ceļu tiek pārraidītas eksteroceptīvas sāpes un temperatūra, kā arī daļēji taustes stimuli. Tas nozīmē, ka eksteroceptīvā jutība no ķermeņa kreisās puses tiek veikta gar muguras smadzeņu labo pusi, bet no labās puses - gar kreiso pusi.

Proprioceptīvā jutība

Pirmais neirons

Proprioceptīvajai jutībai ir dažādas attiecības. Saistībā ar šo kairinājumu pārnešanu muguras saknes ceturtā šķiedru grupa, nonākot muguras smadzenēs, neietilpst muguras raga pelēkajā vielā, bet tieši paceļas gar muguras smadzeņu aizmugurējām kolonnām ar nosaukumu maigais fasciculus (Gauls), un dzemdes kakla reģionos - ķīļveida fasciculus (Burdach) . No šīm šķiedrām stiepjas īsas kolaterales, kas tuvojas priekšējo ragu šūnām, tādējādi ir proprioceptīvo mugurkaula refleksu aferentā daļa. Garākās muguras saknes šķiedras pirmā neirona formā (perifērā, skrienot, tomēr centrālajā nervu sistēmā lielos attālumos - gar muguras smadzenēm) stiepjas līdz iegarenās smadzenes apakšējām daļām, kur beidzas Golla saišķa kodola šūnas un Burdaha saišķa kodols.

Otrais neirons

Šo šūnu aksoni, veidojot otro proprioceptīvās jutības vadītāju neironu, drīz vien pāriet uz otru pusi, ar šo krustojumu aizņemot iegarenās smadzenes interolīvo reģionu, ko sauc par raphe. Pārejot uz pretējo pusi, šie vadītāji veido mediālu cilpu, kas vispirms atrodas iegarenās smadzenes interolīvajā slānī un pēc tam tilta muguras daļās. Izejot cauri smadzeņu kātiem, šīs šķiedras nonāk redzes talāmā, pie kura šūnām beidzas otrais proprioceptīvās jutības vadītāju neirons.

Trešais neirons

Vizuālā talāma šūnas ir trešā neirona sākums, caur kuru stimuli tiek pārnesti caur iekšējās kapsulas aizmugurējās augšstilba aizmugurējo daļu uz aizmuguri un daļēji uz priekšējo centrālo žiru (motoru un ādas analizatori). Šeit, garozas šūnās, notiek radīto kairinājumu analīze un sintēze, un mēs jūtam pieskārienus, kustības un cita veida proprioceptīvus kairinājumus. Tādējādi muskuļu un daļēji taustes stimulācija no ķermeņa labās puses virzās gar muguras smadzeņu labo pusi, veicot pāreju uz pretējo pusi tikai iegarenajās smadzenēs.

Receptoru stimulēšana izraisa stimula ietekmējošās enerģijas pārveidi par nervu impulsi, kuras pārnešana nervu sistēmā tiek veikta, izmantojot sinapses.

Šūnu membrānas funkcionālās struktūras.Šūnu membrāna (šūnu membrāna) ir plāna lipoproteīnu plāksne, lipīdu saturs ir aptuveni 40%, olbaltumvielu saturs ir 60%. Shematiski šūnas membrānu var attēlot šādi: membrāna sastāv no dubultā fosfolipīdu molekulu slāņa, no iekšpuses pārklāta ar proteīnu molekulu slāni, bet no ārpuses ar sarežģītu ogļhidrātu molekulu slāni. Šūnu membrāna satur ļoti plānas kanāliņus - jonu kanāli, kam ir selektivitāte. Ir kanāli, kas ļauj iziet cauri tikai vienam jonam (nātrija, kālija, kalcija, hlora) vai vairākiem.

Atpūtas potenciāls un darbības potenciāls. Miera stāvoklī nervu šūnas protoplazmā kālija jonu koncentrācija ir vairāk nekā 30 reizes lielāka nekā šo jonu koncentrācija ārējā šķīdumā. Membrāna ir praktiski necaurlaidīga pret nātriju, savukārt kālijs iet cauri tai. Kālija jonu difūzija no protoplazmas ārējā šķidrumā ir ļoti augsta, kas piešķir ārējai membrānai pozitīvu, bet iekšējai negatīvu lādiņu. Tādējādi kālija jonu koncentrācija ir galvenais faktors, kas veido un nosaka vērtību atpūtas potenciāls(PP).

Kad šūna tiek pakļauta kairinājumam, membrānas caurlaidība nātrija joniem strauji palielinās un kļūst aptuveni 10 reizes lielāka nekā kālija jonu caurlaidība. Līdz ar to samazinās pozitīvi lādētā kālija jonu plūsma no protoplazmas ārējā šķīdumā, un palielinās pozitīvi lādētā nātrija jonu plūsma no ārējā šķīduma šūnas protoplazmā. Tas noved pie uzlādēšana membrānas, ārējā virsma tiek uzlādēta elektronnegatīvi, bet iekšējā virsma kļūst pozitīvi uzlādēta ( depolarizācijas fāze).

Membrānas caurlaidības palielināšanās pret nātrija joniem ilgst ļoti īsu laiku. Pēc tam šūnā notiek reducēšanās procesi, kas noved pie tā, ka atkal samazinās nātrija jonu caurlaidība un palielinās tās caurlaidība kālija joniem. Un šo divu procesu rezultātā ārējā membrāna atkal iegūst pozitīvu lādiņu, bet iekšējā - negatīvu ( repolarizācijas fāze).

Tūlītēja nātrija jonu caurlaidības palielināšanās un to iekļūšana šūnā ir pietiekama, lai mainītu membrānas potenciāla zīmi un notiek darbības potenciāls (AP), kas izplatās pa aksonu diezgan lielā ātrumā, AP ilgums parasti ir 1-3 ms.

Sinaptiskā informācijas pārraide. Tiek saukta vieta, kur ierosme tiek pārnesta no viena neirona uz otru sinapse(tulkojumā no grieķu valodas - kontakts). Sinapse sastāv no divu blakus esošo neironu membrānām ( presinaptiskās un postsinaptiskās membrānas) un atstarpe starp tām, ko sauc sinaptiskā plaisa.

Ir aksosomatiskās sinapses, ko veido aksona membrānas un cita neirona ķermenis (soma), aksodendrīts, kas sastāv no aksona membrānas un cita neirona, aksoaksonāla, dendritiem, kuros aksons. tuvojas cita neirona aksonam. Tiek saukta sinapse starp aksoniem un muskuļu šķiedrām neiromuskulārā plāksne.

Nervu impulss gar aksonu sasniedz aksona galu un izraisa kalcija kanālu atvēršanos uz presinaptiskās membrānas. Šeit atrodas uz presinaptiskās membrānas pūslīši(burbuļi), kas satur bioloģiski aktīvas vielas – starpnieki.

Kalcija kanālu atvēršana noved pie depolarizācija uz presinaptiskās membrānas. Kalcijs saistās ar olbaltumvielām, kas veido vezikulu membrānu, kurā tiek uzglabāts mediators. Tad pūslīši pārsprāgst un viss saturs nonāk sinaptiskajā plaisā. Tālāk mediatora molekulas saistās ar īpašām olbaltumvielu molekulām ( receptori), kas atrodas uz cita neirona membrānas - uz postsinaptiskās membrānas.

Kad raidītāja molekulas saistās ar receptoriem, uz postsinaptiskās membrānas atveras nātrija un kālija jonu kanāli, izraisot potenciāla izmaiņas (depolarizāciju). Šo potenciālu sauc - postsinaptiskais potenciāls (PSP). Atkarībā no atvērto jonu kanālu veida rodas ierosinošs (EPSP) vai inhibējošais (IPSP) postsinaptiskais potenciāls.

Tādējādi neirona ierosme (AP) sinapsē no elektriskā impulsa pārvēršas ķīmiskā impulsā (raidītāja atbrīvošana no pūslīšiem).

Laiks starp presinaptiskās depolarizācijas sākumu un postsinaptisko reakciju ir 0,5 ms, tas ir sinaptiskā kavēšanās.

Galvenie starpnieki: acetilholīns, monoamīni (serotonīns, histamīns), kateholamīni (dopamīns, norepinefrīns, adrenalīns), aminoskābes (glutamāts, glicīns, aspartāts, gamma-aminosviestskābe - GABA, alanīns), peptīdi, vazopresīns, oksitocīns, adenozīns, ATP, utt.

Muguras smadzenes

Muguras smadzenes, pēc izskata tā ir gara, cilindriska šķipsna, saplacināta no priekšpuses uz aizmuguri. Šajā sakarā muguras smadzeņu šķērseniskais diametrs ir lielāks nekā anteroposteriorais.

Muguras smadzenes atrodas mugurkaula kanālā un foramen magnum apakšējās malas līmenī nonāk smadzenēs. Šajā vietā no muguras smadzenēm (tā augšējās robežas) rodas saknes, veidojot labo un kreiso muguras nervu. Muguras smadzeņu apakšējā robeža atbilst 1-11 jostas skriemeļu līmenim. Zem šī līmeņa muguras smadzeņu conus medullaris virsotne turpinās plānā filum terminālī. Filum terminale tā augšējās daļās joprojām satur nervu audus un ir muguras smadzeņu astes gala rudiments. Šo gala filum daļu, ko sauc par iekšējo, ieskauj jostas un krustu mugurkaula nervu saknes un kopā ar tām atrodas aklajā maisā, ko veido muguras smadzeņu dura mater. Pieaugušam šķipsnas termināla iekšējās daļas garums ir aptuveni 15 cm Zem 2. krustu skriemeļa līmeņa filum terminale ir saistaudu veidojums, kas ir visu trīs muguras smadzeņu membrānu turpinājums. sauc par filum termināla ārējo daļu. Šīs daļas garums ir aptuveni 8 cm. Tas beidzas 2. astes skriemeļa ķermeņa līmenī, kas ir sapludināts ar periostu.

Muguras smadzeņu garums pieaugušajam ir vidēji 43 cm (vīriešiem 45 cm, sievietēm 41-42 cm), svars - aptuveni 34-38 g, kas ir aptuveni 2% no smadzeņu masas.

Muguras smadzeņu kakla un jostas-krustu daļā tiek konstatēti divi pamanāmi sabiezējumi: dzemdes kakla sabiezējums un jostas-krustu daļas sabiezējums. Sabiezējumu veidošanās skaidrojama ar to, ka augšējās un apakšējās ekstremitātes tiek inervētas attiecīgi no muguras smadzeņu kakla un jostas-krustu daļas. Šajās muguras smadzeņu daļās ir lielāks nervu šūnu un šķiedru skaits, salīdzinot ar citām sekcijām. Muguras smadzeņu apakšējās daļās pakāpeniski sašaurinās un veidojas konuss medullaris.

Uz muguras smadzeņu priekšējās virsmas ir redzama priekšējā vidējā plaisa, kas izvirzās muguras smadzeņu audos dziļāk nekā aizmugurējā vidus bārda. Šīs rievas ir robežas, kas sadala muguras smadzenes divās simetriskās daļās. Aizmugurējās vidējās rieviņas dziļumā atrodas glia aizmugurējā vidējā starpsiena, kas iekļūst gandrīz visā baltās vielas biezumā. Šī starpsiena stiepjas līdz muguras smadzeņu pelēkās vielas aizmugurējai virsmai.

Uz muguras smadzeņu priekšējās virsmas, katrā priekšējās plaisas pusē, iet anterolaterālā bārda. Tā ir mugurkaula nervu priekšējo (motoru) sakņu izejas vieta no muguras smadzenēm un robeža uz muguras smadzeņu virsmas starp priekšējo un sānu vadu. Uz katras muguras smadzeņu puses aizmugurējās virsmas ir posterolaterāla rieva, vieta, kur muguras smadzenēs iekļūst mugurkaula nervu aizmugurējās sensorās saknes. Šī rieva kalpo kā robeža starp sānu un aizmugurējo funikulijām.

Priekšējā garoza sastāv no motoru (motoru) nervu šūnu procesiem, kas atrodas muguras smadzeņu pelēkās vielas priekšējā ragā. Muguras sakne ir jutīga, ko attēlo pseidounipolāru šūnu centrālo procesu kopums, kas iekļūst muguras smadzenēs, kuru ķermeņi veido mugurkaula gangliju, kas atrodas muguras saknes savienojuma vietā ar priekšējo. Visā muguras smadzeņu garumā no katras puses parādās 31 sakņu pāris. Priekšējās un aizmugurējās saknes starpskriemeļu atveres iekšējā malā saplūst, saplūst viena ar otru un veido mugurkaula nervu. Tādējādi no saknēm veidojas 31 muguras nervu pāris. Muguras smadzeņu daļu, kas atbilst diviem sakņu pāriem (diviem priekšējiem un diviem aizmugurējiem), sauc par segmentonu.

Ārstam ir ļoti svarīgi zināt muguras smadzeņu segmentu topogrāfiskās attiecības ar mugurkaulu (segmentu skeletotopija). Muguras smadzeņu garums ir ievērojami mazāks par mugurkaula garumu, tāpēc jebkura muguras smadzeņu segmenta kārtas numurs un tā stāvokļa līmenis, sākot no apakšējās kakla daļas, neatbilst sērijas numuram. tāda paša nosaukuma skriemelis. Segmentu stāvokli attiecībā pret skriemeļiem var noteikt šādi. Augšējie dzemdes kakla segmenti atrodas mugurkaula ķermeņu līmenī, kas atbilst to sērijas numuram. Apakšējie kakla un augšējie krūšu kurvja segmenti atrodas vienu skriemeļu augstāk par atbilstošo skriemeļu ķermeni. Vidējā krūškurvja reģionā šī atšķirība starp atbilstošo muguras smadzeņu segmentu un mugurkaula ķermeni palielinās par 2 skriemeļiem, krūšu kurvja apakšējā daļā - par 3. Muguras smadzeņu jostas segmenti atrodas mugurkaula kanālā mugurkaula līmenī. 10., 11.krūšu skriemeļa ķermeņi, krustu un astes segmenti - pēc 12 krūšu un 1 jostas skriemeļu līmeņa.

Muguras smadzenes sastāv no nervu šūnām un pelēkās vielas šķiedrām, kas šķērsgriezumā izskatās kā burts B vai tauriņš ar izplestiem spārniem. Aiz pelēkās vielas perifērijas atrodas baltā viela, ko veido tikai nervu šķiedras.

Muguras smadzeņu pelēkajā vielā ir centrālais kanāls. Tas ir nervu caurules dobuma paliekas un satur cerebrospinālo šķidrumu. Kanāla augšējais gals sazinās ar 9. kambari, bet apakšējais, nedaudz izplešoties, veido akli beidzas gala kambari. Muguras smadzeņu centrālā kanāla sienas ir izklātas ar ependīmu, ap kuru atrodas centrālā želatīna (pelēka) viela. Pieaugušam cilvēkam centrālais kanāls kļūst aizaugts dažādās muguras smadzeņu daļās un dažreiz visā garumā.

Pelēkā viela gar muguras smadzenēm pa labi un pa kreisi no centrālā kanāla veido simetriskas pelēkas kolonnas. Šīs pelēkās kolonnas, kas atrodas priekšējā un aizmugurējā muguras smadzeņu centrālajam kanālam, ir savienotas viena ar otru ar plānām pelēkās vielas plāksnēm, ko sauc par priekšējo un aizmugurējo komisāru.

Katrā pelēkās vielas kolonnā tiek izdalīta tās priekšējā daļa - priekšējā kolonna un aizmugurējā daļa - aizmugurējā kolonna. Aiz apakšējā dzemdes kakla līmeņa, visi krūšu kurvja un divi muguras smadzeņu augšējie jostas segmenti.

Pelēkā viela katrā pusē veido sānu izvirzījumu - sānu kolonnu. Citās muguras smadzeņu daļās (virs 8. dzemdes kakla un zem 2. jostas segmenta) sānu kolonnu nav.

Aiz muguras smadzeņu šķērsgriezuma pelēkās vielas kolonnām katrā pusē ir ragu izskats. Ir platāks priekšējais rags un šaurs aizmugurējais rags1, kas atbilst priekšējai un aizmugurējai kolonnai. Sānu rags atbilst pelēkās vielas sānu starpkolonnai (autonomai).

Priekšējos ragos ir lielas nervu sakņu šūnas – motoriskie (eferentie) neironi. Šie neironi veido 5 kodolus: divus sānu (anterolaterālo un posterolaterālo), divus mediālos (anteromediālo un posteromediālo) un centrālo kodolu. Muguras smadzeņu aizmugurējos ragus galvenokārt attēlo mazākas šūnas. Dorsālās jeb sensorās saknes satur centrālos pseidounipolāru šūnu procesus, kas atrodas mugurkaula (jutīgajos) ganglijos.

Muguras smadzeņu muguras ragu pelēkā viela ir neviendabīga. Lielākā daļa muguras raga nervu šūnu veido savu kodolu. Baltajā vielā, kas atrodas tieši blakus pelēkās vielas aizmugurējā raga virsotnei, izšķir robežzonu. Pelēkajā vielā pirms pēdējās atrodas poraina zona, kas savu nosaukumu ieguvusi, jo šajā sadaļā atrodas lielas cilpas glia tīkls, kas satur nervu šūnas. Vēl vairāk priekšpusē izdalās želatīna viela, kas sastāv no mazām nervu šūnām. Želejā līdzīgās vielas nervu šūnu procesi, sūkļveida zona un kušķu šūnas, kas difūzi izkaisītas visā pelēkajā vielā, sazinās ar vairākiem blakus segmentiem. Parasti tie beidzas sinapsēs ar neironiem, kas atrodas to segmenta priekšējos ragos, kā arī virs un zem segmentiem. Virzoties no pelēkās vielas aizmugurējiem ragiem uz priekšējiem ragiem, šo šūnu procesi atrodas gar pelēkās vielas perifēriju, tās tuvumā veidojot šauru baltās vielas robežu. Šos nervu šķiedru kūļus sauc par priekšējiem, sānu un aizmugurējiem iekšējiem saišķiem. Visu pelēkās vielas muguras ragu kodolu šūnas, kā likums, ir starpkalāri (starpposma vai vadītāja) neironi. Neirīti, kas stiepjas no nervu šūnām, kuru kopums veido muguras ragu centrālos un krūškurvja kodolus, muguras smadzeņu baltajā vielā tiek novirzīti uz smadzenēm.

Muguras smadzeņu pelēkās vielas starpzona atrodas starp priekšējiem un aizmugurējiem ragiem. Šeit no 8. dzemdes kakla līdz 2. jostas segmentam ir pelēkās vielas izvirzījums - sānu rags.

Sānu raga pamatnes mediālajā daļā ir pamanāms sarežģīts kodols, kas sastāv no lielām nervu šūnām, ko labi iezīmē baltās vielas slānis. Šis kodols stiepjas gar visu pelēkās vielas aizmugurējo kolonnu šūnu auklas formā (Klārka kodols). Lielākais šī kodola diametrs ir līmenī no 11 krūšu kurvja līdz 1 jostas segmentam. Sānu ragi satur veģetatīvās nervu sistēmas simpātiskās daļas centrus vairāku mazu nervu šūnu grupu veidā, kas apvienotas sānu starpposma (pelēkajā) vielā. Šo šūnu aksoni iziet cauri priekšējam ragam un iziet no muguras smadzenēm kā daļa no vēdera saknēm.

Starpzonā atrodas centrālā starpposma (pelēkā) viela, kuras šūnu procesi piedalās spinocerebellārā trakta veidošanā. Muguras smadzeņu kakla segmentu līmenī starp priekšējiem un aizmugurējiem ragiem un augšējo krūškurvja segmentu līmenī starp sānu un aizmugurējiem ragiem baltajā vielā blakus pelēkajai vielai atrodas retikulārs veidojums. . Retikulārais veidojums šeit izskatās kā plānas pelēkās vielas joslas, kas krustojas dažādos virzienos, un sastāv no nervu šūnām ar lielu skaitu procesu.

Muguras smadzeņu pelēkā viela ar muguras nervu aizmugurējām un priekšējām saknēm un saviem baltās vielas saišķiem, kas robežojas ar pelēko vielu, veido savu vai segmentālo muguras smadzeņu aparātu. Segmentālā aparāta kā filoģenētiski vecākās muguras smadzeņu daļas galvenais mērķis ir veikt iedzimtas reakcijas (refleksus), reaģējot uz stimulāciju (iekšējo vai ārējo). I. P. Pavlovs definēja šāda veida muguras smadzeņu segmentālā aparāta darbību ar terminu "beznosacījuma refleksi".

Baltā viela, kā minēts, ir lokalizēta uz āru no pelēkās vielas. Muguras smadzeņu rievas sadala balto vielu trīs auklās, kas simetriski atrodas labajā un kreisajā pusē. Priekšējā aukla atrodas starp priekšējo vidējo plaisu un priekšējo sānu rievu. Baltajā vielā, kas atrodas aiz priekšējās vidējās plaisas, izšķir priekšējo balto komisāru, kas savieno labās un kreisās puses priekšējos auklas. Aizmugurējais funikulis atrodas starp aizmugurējo vidus un aizmugurējo sānu rievām. Sānu funiculus ir baltās vielas laukums starp priekšējo un aizmugurējo sānu rievu.

Sinapse ir strukturāls un funkcionāls veidojums, kas nodrošina ierosmes vai inhibīcijas pāreju no nervu šķiedras gala uz inervējošo šūnu.

Sinapses struktūra:

1) presinaptiskā membrāna (elektrogēnā membrāna aksona galā, veido sinapsi uz muskuļu šūnas);

2) postsinaptiskā membrāna (inervētās šūnas elektrogēnā membrāna, uz kuras veidojas sinapse);

3) sinaptiskā plaisa (telpa starp presinaptisko un postsinaptisko membrānu, piepildīta ar šķidrumu, kas pēc sastāva atgādina asins plazmu).

Ir vairākas sinapses klasifikācijas.

1. Pēc lokalizācijas:

1) centrālās sinapses;

2) perifērās sinapses.

Centrālās sinapses atrodas centrālajā nervu sistēmā un atrodamas arī autonomās nervu sistēmas ganglijās.

Ir vairāki perifēro sinapsu veidi:

1) mioneurāls;

2) neiroepitēlija.

2. Sinapsu funkcionālā klasifikācija:

1) ierosinošās sinapses;

2) inhibējošās sinapses.

3. Saskaņā ar ierosmes pārnešanas mehānismiem sinapsēs:

1) ķīmiskais;

2) elektriskā.

Uzbudinājuma pārnešana tiek veikta, izmantojot mediatorus. Ir vairāki ķīmisko sinapšu veidi:

1) holīnerģisks. Viņi pārraida ierosmi, izmantojot acetilholīnu;

2) adrenerģisks. Tie pārraida ierosmi ar trīs kateholamīnu palīdzību;

3) dopamīnerģisks. Viņi pārraida uztraukumu, izmantojot dopamīnu;

4) histamīnerģisks. Viņi pārraida ierosmi ar histamīna palīdzību;

5) GABAergic. Tajos uzbudinājums tiek pārraidīts ar gamma-aminosviestskābes palīdzību, t.i., attīstās inhibīcijas process.

Sinapsēm ir vairākas fizioloģiskas īpašības:

1) sinapses vārstuļa īpašība, t.i., spēja pārraidīt ierosmi tikai vienā virzienā no presinaptiskās membrānas uz postsinaptisku;

2) sinaptiskās kavēšanās īpašība, kas saistīta ar to, ka ierosmes pārraides ātrums samazinās;

3) potenciācijas īpašība (katrs nākamais impulss tiks veikts ar mazāku postsinaptisko aizkavi);

4) zema sinapses labilitāte (100–150 impulsi sekundē).

Kad presinaptiskais termināls ir depolarizēts, atveras spriegumam jutīgi kalcija kanāli, kalcija joni iekļūst presinaptiskajā terminālī un izraisa sinaptisko pūslīšu saplūšanu ar membrānu. Rezultātā raidītājs iekļūst sinaptiskajā spraugā un pievienojas postsinaptiskās membrānas receptorproteīniem, kas ir sadalīti metabotropos un jonotropos. Pirmie ir saistīti ar G proteīnu un izraisa intracelulāro signālu transdukcijas reakciju kaskādi. Pēdējie ir saistīti ar jonu kanāliem, kas atveras, kad ar tiem saistās neirotransmiters, kas izraisa membrānas potenciāla izmaiņas. Mediators darbojas ļoti īsu laiku, pēc tam to iznīcina konkrēts ferments. Piemēram, holīnerģiskajās sinapsēs enzīms, kas iznīcina raidītāju sinaptiskajā spraugā, ir acetilholīnesterāze. Tajā pašā laikā daļa raidītāja var pārvietoties ar nesējproteīnu palīdzību pa postsinaptisko membrānu (tiešā uzņemšana) un pretējā virzienā caur presinaptisko membrānu (reversā uzņemšana). Dažos gadījumos mediatoru absorbē arī blakus esošās neiroglijas šūnas.

Ir atklāti divi atbrīvošanās mehānismi: 1 pūslīša savienojas ar membrānu, un mazas molekulas no tās iziet sinaptiskajā spraugā, bet lielas molekulas paliek pūslī. Otrais mehānisms, domājams, ir ātrāks par pirmo, ar tā palīdzību sinaptiskā transmisija notiek, ja sinaptiskajā plāksnē ir augsts kalcija jonu saturs.

Nervu centra jēdziens. Uzbudinājuma vadīšanas pazīmes caur nervu centriem (vienpusēja vadīšana, lēna vadīšana, ierosmes summēšana, ritma transformācija un asimilācija).

Nervu centrs ir sarežģīta kombinācija, neironu “ansamblis”, kas konsekventi ir iesaistīts noteiktas funkcijas regulēšanā vai refleksa akta īstenošanā. Nervu centra šūnas ir savstarpēji savienotas ar sinaptiskiem kontaktiem, un tās izceļas ar lielu ārējo un iekšējo savienojumu daudzveidību un sarežģītību. Atbilstoši veiktajai funkcijai izšķir jutīgus centrus, veģetatīvo funkciju centrus, motoriskos centrus utt. Dažādiem nervu centriem ir raksturīga noteikta topogrāfija centrālās nervu sistēmas ietvaros.

fizioloģiskā nozīmē nervu centrs ir nervu elementu grupu funkcionāla apvienība ar mērķi veikt sarežģītus refleksus.

Nervu centri sastāv no daudziem neironiem, kas savienoti ar vēl lielāku skaitu sinaptisko savienojumu. Šo sinapsu pārpilnību nosaka nervu centru pamatīpašības: vienpusēja ierosmes vadīšana, ierosmes vadīšanas palēnināšanās, ierosinājumu summēšana, ierosinājumu ritma asimilācija un transformācija, izsekojamības procesi un viegls nogurums.

Uzbudinājuma vienpusība nervu centros ir saistīta ar to, ka sinapsēs nervu impulsi iziet tikai vienā virzienā - no viena neirona aksona sinaptiskā gala caur sinaptisko spraugu uz šūnu ķermeni un citu neironu dendritiem.
Nervu impulsu kustības palēnināšanās ir saistīta ar to, ka “telegrāfiskā”, t.i., elektriskā, nervu impulsu pārvadīšanas metode sinapsēs tiek aizstāta ar ķīmisku jeb raidītāju metodi, kuras ātrums ir tūkstoš reižu lēnāks. Šīs tā sauktās impulsu sinaptiskās aiztures laiks sastāv no impulsa ierašanās laika sinaptiskajā terminālī, raidītāja difūzijas laika sinaptiskajā spraugā un tā pārvietošanās uz postsinaptisko membrānu, laika, kurā notiek impulsa izmaiņas. membrānas jonu caurlaidība un darbības potenciāla, t.i., nervu impulsa, rašanās.
Patiesībā simtiem un tūkstošiem neironu ir iesaistīti jebkuras cilvēka reakcijas īstenošanā, un kopējais nervu impulsu kavēšanās laiks, ko sauc par centrālās vadīšanas laiku, palielinās līdz simtiem vai vairāk milisekundēm. Piemēram, vadītāja reakcijas laiks no brīža, kad luksofors iedegas sarkanā krāsā, līdz viņa reakcijas sākumam būs vismaz 200 ms.
Tādējādi, jo vairāk sinapšu nervu impulsu ceļā, jo ilgāks laiks paiet no stimulācijas sākuma līdz reakcijas sākumam. Šo laiku sauc par reakcijas laiku vai refleksu latentuma laiku.
Bērniem centrālās aizkaves laiks ir ilgāks, tas arī palielinās, ietekmējot cilvēka ķermeni. Kad vadītājs ir noguris, tas var pārsniegt 1000 ms, kas bīstamās situācijās noved pie lēnas reakcijas un ceļu satiksmes negadījumiem.
Uzbudinājumu summēšanu atklāja I.M.Sečenovs 1863.gadā.Pašlaik tiek izšķirta nervu impulsu telpiskā un laika summēšana. Pirmais tiek novērots, kad viens neirons vienlaikus saņem vairākus impulsus, no kuriem katrs atsevišķi ir apakšsliekšņa stimuls un neizraisa neirona ierosmi. Kopumā nervu impulsi sasniedz nepieciešamo spēku un izraisa darbības potenciāla parādīšanos.
Pagaidu summēšana notiek, kad neirona postsinaptiskajā membrānā nonāk virkne impulsu, kas atsevišķi neizraisa neirona ierosmi. Šo impulsu summa sasniedz kairinājuma sliekšņa vērtību un izraisa darbības potenciālu.
Summēšanas fenomenu var novērot, piemēram, ar vienlaicīgu vairāku ādas receptoru zonu apakšsliekšņa stimulāciju vai ar vienu un to pašu receptoru ritmisku apakšsliekšņa stimulāciju. Abos gadījumos zemsliekšņa stimulācija izraisīs refleksu reakciju.
Uzbudinājumu ritma asimilāciju un transformāciju nervu centros pētīja slavenais krievu un padomju zinātnieks A. A. Ukhtomskis (1875-1942) un viņa skolēni. Uzbudinājumu ritma asimilācijas būtība slēpjas neironu spējā “noskaņoties” ienākošo stimulu ritmam, kam ir liela nozīme dažādu nervu centru mijiedarbības optimizēšanā, organizējot cilvēka uzvedības aktus. No otras puses, neironi spēj pārveidot (mainīt) ritmiskos stimulus, kas tiem nāk, savā ritmā.
Pēc stimula pārtraukšanas nervu centrus veidojošo neironu darbība neapstājas. Šīs pēcefekta jeb izsekošanas procesu laiks dažādos neironos un atkarībā no stimulu rakstura ir ļoti atšķirīgs. Tiek pieņemts, ka pēcefekta parādība ir svarīga, lai izprastu atmiņas mehānismus. Īss pēcefekts līdz 1 stundai, iespējams, ir saistīts ar īstermiņa atmiņas mehānismiem, savukārt garākas pēdas, kas daudzus gadus glabājas neironos un kurām ir liela nozīme bērnu un pusaudžu mācībās, ir saistītas ar ilgtermiņa atmiņas mehānismiem.
Visbeidzot, pēdējā nervu centru īpašība - to ātrais nogurums - arī lielā mērā ir saistīta ar "sinapses darbību". Ir pierādījumi, ka ilgstoša stimulācija noved pie pakāpeniskas mediatoru rezerves sinapsēs. postsinaptiskās membrānas jutības samazināšanās pret tiem Rezultātā refleksu reakcijas sāk vājināties un galu galā pilnībā apstājas.