Жануаралар физиологиясы пәнінің міндеттері мен мақсаттары және даму тарихы

Сонымен, қозу толқыны ет немесе нерв  талшықтары бойымен әрекет тогының пайда болып және жайылып отыруына байланысты таралады.

Ет және миелинсіз  нерв талшықтарында қозу импульсі мемебрана  бойымен қозған бөліктен іргелес  жатқан қозбаған бөлікке біркелкі, үздіксіз таралады. Бұл аталған құбылыс мембрана кедергісінің төмен болуымен байланысты. Осының салдарынан айнымалы ток талшық мембранасы бойының әр жерінен шығып, шашырай жайылып, не өшіп оытрады.

Миелинді  нерв талшықтарында айнымалы тоқтар тек қана іргелес орналасқан қозған және қозбаған Ранвье үзілімдері арасында пайда болады. Айнымалы тоқтың осы үзілімде шығуы мембрана деполяризациялап, әрекет потенциялын тудырады. Дәл осы сипатта келесі үзілім қозып, қозу толқыны нерв бойымен таралады. Осыған байланысты қозу толқыны миелинді нерв талшықтарымен секірмелі, сальтаорлық (латын тілінен аударғанда Salto – секіремін, ырғимын деген мағына береді) түрде, ығып тарайды. Қозу импульсі мұндай сипатпен тарағанда, қуат аз шығындалады және оның таралу жылдамдығы шапшаңдайды. Мысалы, қозу импульсінің таралу жылдамдығы миелинсіз нерв талшықтарында секундына 0,5 – 3 м, ет талшықтарында – 5 м, ал миелинді нерв талшықтарында – 30-120 м. Айта кететін жәйт, нерв талшықтары неғұрлым жуан болса, соғұрлым олар қозу импульсін шапшаң өткізеді. Жуан нерв талшықтарының қозғыштық қасиеттері де жоғары болады. Сондықтан аралас нервтерді әлсіз тітіркендіргіштермен тітіркендіргенде алдымен жуандау нерв талшықтары қозады. Тітіркендіргіш күші өсе түссе, біртіндеп майда нерв талшықтары қозады да, әрекет потенциялының амплитудасы өсе бастайды.

Дәріс №16,17

Орталық жүйке жүйесінің физиологиясы. ОНЖ құрылымдық сипаты және қызметі

Жоспары:

1. Нейрон жайлы жалпы түсінік

2. Орталық синапстар

3. Орталық нерв жүйесі қызметінің рефлекторлық сипаты

Кез-келген организмнің тіршілік әрекеті қоршаған орта жағдайларына қарай қалыптасады. Ал сыртқы орта жағдайы әркез құбылмалы күйде болады. Нерв жүйесі ішкі — сыртқы әсерлерді қабылдап, оған жауап беру нәтижесінде организмді Коршаған ортаның өзгермелі жағдайларына бейімдейді. Сонымен қатар нерв жүйесі әртүрлі  органдардың, ұлпалардың, торшалардың қызметін реттеп, оларды өзара үйлестіріп, организмнің біртұтастығын қамтамасыз етеді. Демек, нерв жүйесі жеке органдар мен бүкіл организмнің күрделі әрекстін басқарып, түрлі физиологиялық процестердің үйлесімді жүруін қамтамасыз етеді.

Нерв жүйссі жан-жануарлар  мен адамда ұзақ эволюциялық даму нәтижесінде пайда болған жәнеде ол сыртқы ортаның түрлі құбылы-старының әсерінен өзгеріп, күрделеніп отырады. Организм деген ұғым оның тұтастығын, жеке қүрылымдары — торшалары, үлпалары, органдары — арасындағы өзара байланысты және оем организм мен оны қоршаған орта арасындағы қарым қатынасты қамтамасыз ететін ерекше байланыс жүйесінің болуын талап етеді. Дсмек, организмнің эволюциялық дамуы оның байланыс жүйесінің жетілуімен, күрделіленуімен қатар жүреді.

Организмдегі ең көне және ең қарапайым байланыс түрі «тершадан — торшаға» әсер принципімен қалыптасады. Кез-келген торша сыртқы әсерге зат алмасу процесінің қарқынды өзгертумен жауап береді. Одан әрі осы торшада пайда болған алмасу өнімдері көріп торшаға әсер етіп, оның әрекетін өзгертеді. Осылай өзара тізбекті әсердің салда-рынан бүкіл организм торшаларының фуикциональдық күйі өзгереді. Әрине, бұл жағдайда әр торшаның әрекетке қосылу шапшандығы мен ондағы реакция қарқынының әр түрлі болуы заңды нәрсе. Демек байланыстың бұл түрі жетілмеген, қарапайым болып табылады.

Эволюциялық даму кезінде  организімнің сыртқы орта әсерлеріне бейімделуі нәтижесінде байланыстың  басқа түрі — гуморальдық реттеу тетігі пайда болады. Бүл жағдайда жеке торшалар мен ұлпалардың физиологиялық күйінің өзгеруіне байланысты пайда болған алмасу өнімдері ұлпалық сүйыққа, лимфаға қанға бөлінеді де, осы биологиялық сұйықтар арқылы басқа торша мен ұлпалардың қызметінс әсер етеді.Организімнің сыртқы әсерге бейімделуінің

одан әрі жетілуі нәтижесінде нервтік байланыс механизімі пайда блган.

  Нера  жүйесінің құрылымдық типтері:

А — шашыраңқы (диэзуфиялық), Б — түйіндік (ганглийлік), В — тутікті нерв жүйелері.

Нерв жүйесі организм реакциясын шапшандатады жәнеде сыртқы орта әсерлерінің белгілі бір мүшелерге, немесе мүшелер жүйесіне тікелей бағытталуын қамтамасыз етеді.

Ең алғашқы рет нерв жүйесі ішек қуыстыларда (медуза, актиниялар) пайда  болады, бірақ оның құрылымы өте карапайым келеді. Бұл жағдайда нерв элементтері эпителий астында орналасады да, құрылымы жағынан толық жіктелмей, организмде нерв торын құрайды. Гаглийлер (түйіндер) осы торда шашыраңқы орналасады. Бұл баяндалған нерв жүйесінің диффузиялық (шашыраңқы) түрі .

Эволюциялық қатарда пайда болған нерв жүйесінің келесі күрделірек түрі түйіндік (ганглийлік) нерв жүйесі болып табылады. Ол былқылдақ денелілерде, құрттарда, буынаяқтыларда кездеседі. Бұл жағдайда нерв торшалары организмнің ұзына бойында дененің жеке сегменттерінде түйін тұра орналасады , Аталған түйіндер бір-бірімен және дененің жеке бөліктерімен нерв торшаларының өсінділері — нерв талшықтары арқылы байланысады.

Нерв жүйесінің ең күрделі және жетілген түрі-түтікті нерв жүйесі . Ол омырытқалы жануарлар мен адамға тән. Нерв жүйесінің бұл түрі нерв торшаларының арнаулы түтікшелерінің ішінде шоғырлануы нәтижесінде пайда болады да, ол орталық және шеткі беліктерге айқын бөлінеді. Нерв жүйесінің орталық бөлігін жұлын мен ми құрайды да, шеткі бөлігі нерв торшаларының өсінділілерінен пайда болады. Аталған нерв жүйесінің негізі — пейрондар болып табылады.

Баяндалған жайлар нерв жүйесінің құрлымдық зволюциясы үш принциппен жүргенін көрсетеді: 1. Нерв торшаларының деменің белгілі бір бөліктеріндс шоғырлануын. 2. Негізінен мерп жүйесінің алдыңғы бөлігінің басым дамуын. 3. Нерв жүйесінің оның құрылымдық негіз болып табылатын нейрондарға бөлінетінін.

Филогенездік даму үстінде нерв жүйесі құрылымының күрделенуімен байланысты оның қызыметі де күрделенеді. Нерв жүйесімен қозу толқынының таралу шапшандығының өсіуіне байланысты, оның қозғыштығы мен функциональдық өзгергіштігі артады: Нерв жүйесінің түйіндік түрінде сыртқы әсерге жауап қайтарудың рефлекторлық принципі — қозуды рецепторлардан нерв түйіндері арқылы атқарушы органға беру қабілеті пайда болады. Түтікті нерв жүйесі  деңгейінде нерв жүйесі қызметіндегі рефекторлық прицип сапалық жағынан жетіле түседі де, нерв жүйесінің әрекетінде шартты рефлекторлық механизм пайда болады.

Организімдегі ең күрделі құрылым нерв жүйесі болып табылады. Ол өте күрделі тор құра бірігетін ондаған миллиард нерв торшаларынан құралған . Демек, нерв жүйесінің құрылымдық және функциональдық негізі болып нерв торшасы, немесе нейрон табылады. Нейрон деп нерв торшасы мен оның өсінділерінің жиынтығын айтады. Әрбір нейронда төрт құрылым болады: нерв торшасының денесі, қысқа өсінділер — дендриттер, ұзын өсінді — нейрит, аксон және аксон ұштары, немесе терминалдар (66-сурст). Нейронның аталған бөліктерінің әрқайсмсы өзіме ғана топ қызмет атқарады.

Нейрон дене түлғасы немесе сома, синтез процестерін жүргізеді. Оның құрамында ядро, рибосомдар, эндоплазмалық тор және басқа қосындылар болды. Нейрон денесінде медиаторлар, торша белоктары жәнедебасқа компоненттер  түзіледі. Сома нейронның  әрекетін, біртұтастығын қамтамасыз етеді. Ол зақымданса бүкіл нейрон қмзметі бұзылады.

Аксон нерв импульстерін басқа торшаларға — нерв, ет немесе секреторлық торшаларға,— жеткізеді. Аксон — нерв торшасының ұзын өсіндісі. Бірқатар аксондар орталық нерв жүйесін (ми мен жұлынды) шеткі ағзалармен жалғастырады. Сезімтал (сенсорлық) нейрондар аксоны тітіркеністі шеткі рецепторлардан ОНЖ-нен жеткізеді. Қозғағыш (моторлық) нейрондар аксоны нерв импульстерін ОНЖ-нен дене еттеріне жеткізеді. ОНЖ ішкі ағзалармен де аксон арқылы  байланысады.

Аксонның негізгі қызметі — нерв импульсін өткізу. Бұл импульстер аксон мембранасының өтімділігінің өзгеруіне байланысты электр потенциллының туындауы нәтижесінде пайда болады да, аксон бойымен сомадан нерв ұшына дейін толқын сипатта таралады.

Орталық, немесе нейрон аралық синапс деп аксон ұшының басқа нерв торшасының денесімен немесе өсінділермен жалғасқан жерін айтады. Бір аралық қозғағыш нейрон беткейімен басқа жүздеген, тіпті мыңдаған нейрондар аксондарм жанасадм. Орталық синап-старорналасуына қарай аксосомалық, аксодендриттік және аксоаксолық болып бөлінеді. Егер аксон басқа нерв торшасының денесімен жалғасса, оны лксосомалық, дендритімен жалғасса — аксодендриттік, ал аксонымен жалғасса — аксоаксолық деп атайды. Қызметіне қарай синапстар қоздырғыш және тежеуші болып бөлінеді. Олардың әрқайсысына біраз құрылымдық ерекшеліктер тән. Қоздырғыш синапстар негізінен аксодендриттік болып бөлінеді. Олардың синапстық санаулы кеңірек , постсинапстық мембранасы калың және тығыз болды. Синапс саңылауында табақшалар түрінде бос жатқан арнаулы қосындылар кездесіп қалады. Меднаторлар көпіршіктері ірі дөнгелек ішіндес келеді. Тежеуші синапстардың санлауы қоздырғыш синапс саңлауынан 1,5—2 есн кем, постсинапстық мембранасы жұқа, медиаторлар көпіршіктері майда, сопақша келеді де, синапстық саңлауда қосындылар болмайды.

Қоздырғыш және тежеуші  синаттстар өздері бөлетін медиаторларымен де ерекшеленеді. Қоздырғыш синапстар қозу толқынын ацстил холин медиаторын болу арқылы таратады. Ацстилхолиннің артық мөлшері холинэстераза ферментінің әсерімен шапшаң бұзылып отырады. Орталық нерв жүйесінде холииэргиялық синапстар өте кең тараған, олар жұлында, торлы құрылымда, мишықта, қыртыс асты түйіндерде, үлкен ми жарты шарларында кездеседі.

Орталық нерв жүйесінде қоздырғыш медиаторлар қатарына глутамин және аспарагин қышқылдары (глутамат және аспартат) жатады. Синапстық санлаудан бұл аталған медиаторларды — нерв және глиальді торшалар сіңіріп алып отырады.

Қоздырғыш медиатор постсинапстық  мембрананы деполяризациялап, оның натрий, калий, хлор иондарына өтімділігін арттырады да, қоздырғыш постсинапстық потенциал (ҚПСП) тудырады.

Тежеуші синапстар өз қызметін қышқылдық амин қышқылдарын — гамма-аминомай қышқылын (ГАМК) және глицинді болу арқылы атқарады. ГАМҚ әрі постинапстык, әрі пресинапстық тежелуді тудыратын медиатор. Ол жұлым нейрондарында да, ми нейрондарында да табылған. Оның тежеуші әсері үлкен ми жартышарлары, ми бағамы торшаларында, жұлынның қозғағыш нейрондарында байқалған. Глицин тек жұлын торшаларының медиаторы болып саналады. Бұл медиатор Реншоудың тежеуші нейрондары орналасқан аймақтарда кеп кездеседі. Аталған екі медиаторларды да синапстық саңлаудан нерв және глиальды торшалар сіңіріп алып отырады.

Тежеуші медиаторлар постсинапстық мембрананы гиперполяризациялап, оның тек калий мен хлор ионына өнімділігін арттырады да, тежеуші постсинапстық потенциал (ТПСП) тудырады.

Орталык нерв жүйесі нейрондарына қатехоламиндер (дофамин, адреналин, норадреналин) мен серотонин қоздырушы да, тежеуші де әсер етеді. Қатехоламиндер моноаминдер тобына жатады, тирозин амин қышкылының туындысы болып табылады. Серотонин де моноамин, ол трифтофаннан түзіледі. Сүтқоректілерде серотонин бөлетін нейрондар негізінен ми бағанында орналасады. Бұл медиатор ОНЖ-нің жоғарғы бөліктерінің жұлын қызметін, гипоталамустың — дене температурасын реттеуінде маңызды роль атқарады.

Ал енді осы аталған  медиаторлардың қатынасуымен орталық синапстарда қозу толқыны қалай берілетіні жайлы әңгіме қозғайық. Аксон үшына жеткен нерв импульсі әсерімен синапс көпіршіктерінен медиатор бөлінеді. Бөлінген медиатордың көп молекулалы бір үлесін квант деп атайды. Әрбір көпіршік ішінде бір квант медиатор сақталады. Көпіршіктерден медиатор босанып шығуы үшін кальций иондары қажет. Сондықтан пресинапстық мембранаға жеткен нерв импульсінің әсерімен кальций арналары ашылып, кальций иондары аксонның пресинапстық ұшына өтеді. Осы кальций иондарының қатынасуымен медиаторлы көпіршіктер пресинапстық мембранаға жақындап, онммен жабысады да, медиатор   синапстық   саңлауға   бөлінеді.   Бұл   құбылысты   экзоцитоз деп атайды. Медиаторы бөлініп, солған көпіршік мембранасы пресинапстық мембранаға қосылып кетеді де, оның беткейін үлкейте түседі. Одан әрі эндоцитоз құбылысы нәтижесінде пресинапстық мембрананың бір жері аксон ұшының ішіне қарай томпайып шығады да,   қайтадан   медиатор   жинақтайтын   көпіршік   пайда   болады.

Бөлінген медиатор кванттары пресинапстық мембрана арқылы синапстық саңлауға өтеді де, одан әрі постсинапстық мембрананың белгілі бір бөліктеріне — рецепторлық учаскелеріне,— беиді. Медиатор мен постсинапстық мембрана құрамындағы белок-липидтік кешеннің өзара әрекетінің салдармнан мембранадағы натрий иондары орнасының диаметрі қысқа мерзімге 3—4 есе кеңейеді. Осының нәтижесінде постсинапстық мембрананың натрий иондарына деген өтімділігі күрт жоғарылап, олар синапстық саңлаудың постсинапстық мембрана арқылы өте бастайды да, мембрана деполяризацияланып, қоздырушы постсинапстық потенциал (ҚПСІП) туындайды, ҚПСП шектік деңгейге жеткенде әрекет потенциалы пайда болады. Бөлінген ацетилохин холинэстсраза ферментінің әсерімен өте шапшан ыдырап, холин және сірке қышқылы түзіледі.

Функциональдық ерекшеліктері  баяндалып өткен химиялық синапстармен (қозуды химиялық жолмен өткізетін) қатар электірлік синапстар да кездеседі. Олардың синапстық саңлауы тар келеді, сондықтан пресинапстық мембранада пайда болған әрекет потенциалы бірден постсинапстық мембранаға таралады. Бұл синапстар тек қоздырушы синапстар болып табылады. Электрлік синапстар көбіне төменгі сатыда дамыған жануарларда кездеседі. Дегенмен олар сүтқоректілердің ОНЖ-де табылған. Эмбрнональдық даму үстінде олардың саны кемиді де, мида онша көп болмайды. Жүрек сттерінде, ішкі ағзалар біріңғай саласы еттерінде, бездерде электрлік синапстар көптеп   кездеседі.

Кейбір синапстарда қозуды берудің химиялық және электрлік механизімдері, қатар жүреді. Оіның себебі синапстык, саңылаудың мөлшері өзгермелі келеді. Саңылау тар жерлерде қозу толқыны электрлік жолмен, ал ол кеңейген жағдайда — химкялық механизм кемегімен, медиаторлар болу арқылм беріліп отырады. Мұндай синапстарды аралас синапе деп атайды.

Орталық нерв жүйесінің қызметі рефлекторлық сипатта атқарылады. Тітіркендіргіш әсері ең алдымен организмнің қозғыштығы жоғары нерв жүйесімен, атап айтқанда оның арнаулы сезімтал нерв ұштарымен — рецепторлармен қабылданады. Сыртқы әсердің салдарымен белсенді күйге келген орталық нерв жүйесі қозу толқынын белгілі бір органға бағыттап,  оның  қызметін  өзгертеді.  Сонымен  әртүрлі  сыртқы  әсер орталық нерв жүйесі арқылы организмнің әрекетін өзгертіп отырады.

Рефлекс деген латын сөзі аударғанда «қайтарым» деген мағына береді. алғаш рет нерв жүйесі әрекетінің қайтарымды принципі жайлы тұжырымды Француз ғалымы Р. Декард көтерген. Лл «рефлекс» деген атауды нерв жүйесі физиологиясына чех ғалымы Я. Прохаска енгізген.

Биологиялық түрғыда  рефлекс деп организмнің әртүрлі ішкі немесе сыртқы әсерлерге орталық нерв жүйесінің қатынасуымен беретін жауабын айтады. Ал рефлексті қамтамасыз ететін анатомиялық жолды рефлекс доғасы (жолы) дейді. Рефлекс доғасы нерв жүйесінің функционалдық негізі болып саналады.