Передача збудження від нерва до робочого органа

Складне утворення, що забезпечує перехід збудження із нервового волокна на нервову, м'язову, або залозисту клітину називається синапсом. Всі синапси поділяють на центральні і периферичні. Периферичний синапс – це ділянка контакту між аксоном і клітинами робочого органа. Центральний синапс – це місце контакту аксона одного нейрона із відростком або тілом іншої нервової клітини.

Синапс складається із трьох основних елементів – пресинаптичної мембрани, постсинаптичної мембрани і синаптичної щілини. Проведення збудження через синапс є складним процесом (мал. 3.2)..

Периферичні синапси передають імпульс збудження за допомогою медіаторів.

Мал. 3.2. Схема будови нервово-м’язового синапсу: 1 – пресинаптична мембрана; 2 – синаптична щілина; 3 – іонний канал; 4 – рецептор; 5 – постсинаптична мембрана; 6 – молекули медіатора; 7 – пресинаптичні пухирці; 8 – мітохондрії,

У механізмі передачі збудження через синапси водночас беруть участь і електричний струм і хімічні речовини. Імпульс збудження вивільняє ацетилхолін із пухирців нервового закінчення. Ацетилхолін дифундує через пресинаптичну мембрану у синаптичну щілину і викликає деполяризацію постсинаптичної мембрани, генеруючи постсинаптичний потенціал дії. Під його впливом виникають колові струми, які збуджують сусідні ділянки м'язового волокна. Ацетилхолін, що виділився, дуже швидко руйнується ферментом холінестеразою із утворенням холіну і оцтової кислоти. Руйнація ацетилхоліну відбувається протягом рефрактерного періоду, що викликається попереднім імпульсом збудження. Тому кожна порція ацетилхоліну, що виділився, діє дуже короткочасно (близько 0,001 секунди), встигаючи викликати тільки один імпульс (мал. 3.3).

Синапси проводять збудження в один бік – від нервового волокна до м'язового. Однобічне проведення збудження обумовлене тим, що медіатор виділяється лише у нервовому закінченні. Збудження через синапси проводиться значно повільніше, ніж у нервах. Це уповільнення називається синаптичною затримкою. Вона обумовлена особливостями передачі збудження через синапс і залежить від часу, необхідного для дифузії медіатора через пресинаптичну мембрану і синаптичну щілину до постсинаптичної мембрани і для виникнення під впливом медіатора постсинаптичного потенціалу дії. Гальмування, насамперед, наступає у синапсах, оскільки вони мають малу збудливість і низьку лабільність.

Мал. 3.3 Холінорецептор електричного органа риби — активація рецептора ацетилхоліном (АЦХ); А — ворота зачинені; Б—ворота відчинені

Все вищезгадане стосується тих синапсів, які знаходяться в периферичній нервовій системі. В центральній нервовій системі синапсів дещо більше і вони значно складніші за будовою і функцією. Це обумовлено тим, що в центральній нервовій системі є як синапси, які передають імпульси збудження, так і гальмівні. За характером передачі імпульсу зустрічаються як хімічні, так і електричні синапси. Вони можуть бути асиметричними, тобто проводити нервовий імпульс в один бік, так і симетричними.

Нервові клітини центральної нервової системи вкрай різноманітні за будовою і функціями.

Серед різних за функцією нейронів, наявних у центральній нервовій системі, безсумнівний інтерес мають гігантські нейрони, що зустрічаються у багатьох видів риб. Є три місця в мозку, де можна виявити ці гігантські клітини (до 300 мкм у поперечному розрізі). Найчастіше, практично у переважної більшості видів, гігантські клітини можна зустріти в точно визначеній ділянці довгастого мозку, поруч нервів, що йдуть із лабіринтів. Тут усього по два гігантських нейрона – по одному на кожній половині мозку. Клітин Маутнера немає тільки в тих риб, що плавають якимось незвичним способом, наприклад, у вугра або риби-місяця, отже наявність клітин Маутнера пов'язано із особливостями локомоції. Відросток маутнерівської клітини йде по одній із половинок спинного мозку до його кінця і контактує із усіма моторними нейронами, що іннервують м'язи тіла і хвоста риби. Він має значний діаметр і проводить імпульси швидше, ніж будь-який інший аксон спинного мозку.

Нервові клітини пов'язані між собою за допомогою синапсів, яких у тисячі разів більше, ніж нервових клітин. Синаптичні контакти виникають також із іншими типами клітин, як-то із рецепторами (клітини, що приймають інформацію, наприклад клітини сенсорних органів) і ефекторами (м'язовими і залозистими клітинами).

Нервова система забезпечує координацію роботи всіх органів організму і пристосування його до мінливих умов зовнішнього середовища –адаптацію. Якщо в першому випадку основою діяльності центральної нервової системи є безумовний рефлекс, то адаптація забезпечується переважно за рахунок умовних рефлексів.

Рефлексом називається відповідь організму на подразнення за участю центральної нервової системи. Як безумовний, так і умовний рефлекс може бути здійснений за наявності рефлекторної дуги. Рефлекторна дуга – шлях, яким проходить імпульс збудження від рецептора до робочого органа. У рефлекторній дузі розрізняють такі ланки: рецептор, доцентровий (чутливий) нерв, нервовий центр, відцентровий (руховий) нерв робочий орган.

Залежно від рецептора, що сприймає подразнення, рефлекси бувають екстеро-, інтеро-, і пропріоцептивними. Відповідні чутливі нерви передають інформацію у нервовий центр.