Нервная система

В нервной системе присутствуют два основных типа клеток:

• Нейроны
• Глиальные клетки

Нейроны

Нейроны, или нервные клетки, являются основными структурными и функциональными единицами нервной системы. Каждый нейрон состоит из тела (сомы) и ряда отростков (нейритов). Тело нервной клетки содержит клеточные органеллы и является местом,где генерируются нервные импульсы (потенциалы действия). Эти процессы исходят из тела, они соединяют нейроны друг с другом и с другими клетками тела, обеспечивая прохождение нервных импульсов. Есть два типа отростков нейрона, которые различаются по структуре и функциям:

• Аксоны — длинные и проводят импульсы от тела нейрона.
• Дендриты — короткие, они принимают импульсы от других нейронов, проводя электрический сигнал в направлении тела нервной клетки.

Каждый нейрон имеет единственный аксон, а количество дендритов варьируется. Исходя из этого числа, существует четыре структурных типа нейронов: мультиполярный, биполярный, псевдоуниполярный и униполярный.

Как функционируют нейроны?

Морфология нейронов делает их узкоспециализированными для работы с нервными импульсами: они генерируют, получают и отправляют эти импульсы на другие нейроны и нейронные ткани.

Существует два типа нейронов, названных в зависимости от того, посылают ли они электрический сигнал к ЦНС или от нее:

• Эфферентные нейроны (двигательные или нисходящие) посылают нервные импульсы от ЦНС к периферическим тканям, инструктируют их, как действовать.
• Афферентные нейроны (сенсорные или восходящие) проводят импульсы от периферических тканей к ЦНС. Эти импульсы содержат сенсорную информацию, описывающую среду ткани.

Место, где аксон соединяется с другой клеткой для передачи нервного импульса, называется синапсом. Синапс не подключается напрямую к следующей клетке. Вместо этого импульс вызывает выброс химических веществ, называемых нейротрансмиттерами, с самого конца аксона. Эти нейротрансмиттеры связываются с мембраной эффекторной клетки, вызывая биохимические процессы внутри этой клетки в соответствии с командами, посланными ЦНС.

Глиальные клетки

Глиальные клетки, также называемые нейроглией или просто глией, представляют собой меньшие по размеру не возбуждающие клетки, которые поддерживают нейроны. Они не распространяют потенциалы действия. Вместо этого они миелинизируют нейроны, поддерживают гомеостатический баланс, обеспечивают структурную поддержку, защиту и питание нейронов по всей нервной системе.

Этот набор функций обеспечивается четырьмя различными типами глиальных клеток:

• Миелинизирующая глия образует изолирующую аксоны миелиновую оболочку. Они называются олигодендроцитами в ЦНС и шванновскими клетками в ПНС.
• Астроциты (ЦНС), и сателлитные глиальные клетки (ПНС) разделяют функцию поддержки и защиты нейронов.
• Два других типа глиальных клеток обнаруживаются исключительно в ЦНС: ими являются фагоциты ЦНС и эпендимные клетки, которые выстилают желудочковую систему ЦНС. ПНС не имеет глиального эквивалента микроглии, поскольку фагоцитарную роль выполняют макрофаги.

Большинство аксонов покрыто белым изолирующим веществом, называемым миелиновой оболочкой, производимой олигодендроцитами и шванновскими клетками. Миелин сегментировано охватывает аксон, оставляя немиелинизированные промежутки между сегментами, называемыми перехваты Ранвье. Нейронные импульсы распространяются только через узлы Ранвье, минуя миелиновую оболочку. Это значительно увеличивает скорость распространения нервных импульсов.

Белое и серое вещество

Белый цвет миелинизированных аксонов отличается от серых тел и дендритов нейронов. Исходя из этого, нервная ткань делится на белое и серое вещество, которые имеют определенное распределение:

• Белое вещество образуетсамый внешний слой спинного мозга и внутреннюю часть головного мозга.
• Серое вещество находится в центральной части спинного мозга, во внешнем слое головного мозга (кора головного мозга) и в нескольких подкорковых ядрах головного мозга глубоко в коре.

Итак, нервная ткань, состоящая из нейронов и нейроглии, образует органы (например, мозг, нервы). Эти органы объединяются согласно их общей функции, образуя эволюционное совершенство, которым является наша нервная система.

Нервная система (НС) структурно разбита на два отдела:

• Центральная нервная система (ЦНС) — состоит из головного и спинного мозга.
• Периферическая нервная система (ПНС) — собирает всю нервную ткань вне ЦНС.

Функционально ПНС разделяется на два функциональных подразделения:

• Соматическая нервная система (СНС) — неформально описывается как произвольная система
• Вегетативная нервная система (ВНС) — описывается как непроизвольная система.

Хотя нервная система структурно разделена на центральную и периферическую части, на самом деле они взаимосвязаны друг с другом. Пучки аксонов передают импульсы между головным и спинным мозгом. Эти пучки в ЦНС называются афферентными и эфферентными нервными путями или трактами. Аксоны, которые выходят из ЦНС и соединяются с периферическими тканями, принадлежат ПНС. Пучки аксонов в ПНС называются афферентными и эфферентными периферическими нервами.

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Они находятся внутри черепа и позвоночника соответственно.

Головной мозг состоит из четырех частей: головной мозг, промежуточный мозг, мозжечок и ствол мозга. Вместе эти части обрабатывают поступающую информацию от периферических тканей и генерируют команды: сообщая тканям, как реагировать и функционировать. Эти команды затрагивают самые сложные произвольные и непроизвольные функции человеческого тела, от дыхания до мышления.

Спинной мозг продолжается от головного мозга. Он также может генерировать команды, но только для непроизвольных процессов, то есть рефлексов. Однако его основная функция — передавать информацию между ЦНС и периферией.

ПНС состоит из 12 пар черепно — мозговых нервов, 31 пары спинномозговых нервов и ряда небольших скоплений нейронов по всему телу, что называются ганглиями.

Периферические нервы могут быть сенсорными (афферентными), моторными (эфферентными) или смешанными (оба). В зависимости от того, какие структуры они иннервируют, периферические нервы могут быть следующих видов::

• Особые — иннервируют особые органы чувств (например, глаза) и обнаруживаются только в афферентных волокнах.
• Общие — иннервирует все, кроме специальных органов чувств
• Соматические — иннервируют кожу и скелетные мышцы (например, двуглавую мышцу плеча)
• Висцеральные — иннервируют внутренние органы.

Черепные нервы

Черепные нервы — это периферические нервы, которые отходят от ядер черепных нервов ствола головного и спинного мозга. Они иннервируют голову и шею. Черепные нервы пронумерованы от одного до двенадцати в соответствии с порядком их выхода через отверстия черепа. А именно: обонятельный нерв (CN I), зрительный нерв (CN II), глазодвигательный нерв (CN III), блоковидный нерв (CN IV), тройничный нерв (CN V), отводящий нерв (VI), лицевой нерв (VII), преддверно-улитковый нерв (VIII), языкоглоточный нерв (IX), блуждающий нерв(X), добавочный нерв (XI) и подъязычный нерв (XII). Эти нервы бывают моторными (III, IV, VI, XI и XII), сенсорными (I, II и VIII) или смешанными (V, VII, IX и X).

Спинномозговые нервы

Спинномозговые нервы выходят из сегментов спинного мозга. Они пронумерованы в соответствии с их конкретным сегментом происхождения. Таким образом, 31 пара спинномозговых нервов делится на 8 шейных пар, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый спинномозговой нерв. Все спинномозговые нервы смешаны и содержат как сенсорные, так и моторные волокна.

Спинномозговые нервы иннервируют все тело, за исключением головы. Они делают это либо напрямую синапсами со своими органами-мишенями, либо переплетаясь друг с другом и образуя сплетения. Есть четыре основных сплетения, которые снабжают областитела:

• Шейное сплетение (C1-C4) — иннервирует шею
• Плечевое сплетение (C5-T1) — иннервирует верхнюю конечность
• Поясничное сплетение (L1-L4) — иннервирует нижнюю брюшную стенку, переднюю поверхность области пояса нижних конечностейи бедро.
• Крестцовое сплетение (L4-S4) — иннервирует таз и нижнюю конечность.

Ганглии

Ганглии (англ. Ganglion) представляют собой скопления тел нейронов вне ЦНС, что означает, что они являются эквивалентами подкорковых ядер ЦНС в ПНС. Ганглии могут быть сенсорными или висцерально-моторными (вегетативными), и их распределение в организме четко определено.

Ганглии задних корешков представляют собой скопления тел сенсорных нервных клеток, расположенных рядом со спинным мозгом. Они являются компонентом заднего корешка спинномозгового нерва.

Вегетативные ганглии бывают симпатическими или парасимпатическими. Симпатические ганглии находятся в грудной клетке и брюшной полости, сгруппированы в паравертебральные и превертебральные ганглии.

Паравертебральные ганглии лежат по обе стороны от позвоночника (пара — означает “рядом”) и состоят из двух ганглиозных цепей, которые проходят от основания черепа до копчика, называемых симпатическими стволами. Превертебральные ганглии (коллатеральные ганглии, преаортальные ганглии) находятся кпереди от позвоночного столба (пре- означает “впереди”), ближе к их органу-мишени. ни сгруппированы в зависимости от того, какую ветвь брюшной аорты они окружают: чревные, аортекоренальные, верхние и нижние брыжеечные ганглии.

Парасимпатические ганглии находятся в голове и тазу. Ганглии головы связаны с соответствующими черепными нервами и представляют собой цилиарные, крылонебные, слуховые и подчелюстные ганглии. Тазовые ганглии расположены близко к мужским и женским репродуктивным органам, включая вегетативные сплетения для иннервации внутренних органов таза, такие как простатические и маточно-влагалищные сплетения.

Соматическая нервная система — это волевой компонент периферической нервной системы.. Она состоит из волокон черепных и спинномозговых нервов, которые позволяют нам совершать произвольные движения тела (эфферентные нервы) и чувствовать ощущения от кожи, мышц и суставов (афферентные нервы).

Соматические ощущения связаны с прикосновением, давлением, вибрацией, болью, температурой, растяжением и позицией этих трех типов структур.
Ощущения от желез, гладких и сердечных мышц передаются вегетативными нервами.

Вегетативная нервная система является непроизвольной частью периферической нервной системы. Далее, разделенная на симпатическую (SANS) и парасимпатическую (PANS) системы, она состоит исключительно из висцеральных моторных волокон. Нервы обоих этих отделов иннервируют все непроизвольные структуры тела:

• Сердечная мышца
• Железистые клетки
• Гладкие мышцы, что присутствуют в стенках кровеносных сосудов и полых органах.

Сбалансированное функционирование этих двух систем играет решающую роль в поддержании гомеостаза, а это означает, что SANS и PANS не противостоят друг другу, а, скорее, дополняют друг друга. Они делают это, усиливая активность определенных органов при различных обстоятельствах: например, PSNS будет стимулировать более высокую активность кишечника после приема пищи, в то время как SANS будет стимулировать сердце для увеличения продуктивности во время упражнений.

Вегетативные нервы взаимодействуют в вегетативных ганглиях, прежде чем достигнуть своего органа-мишени, поэтому все они имеют пресинаптическую и постсинаптическую части. Пресинаптические волокна берут начало в ЦНС и заканчиваются синапсами с нейронами периферических вегетативных ганглиев. Постсинаптические волокна — это аксоны нейронов ганглия, простирающиеся от ганглия до периферических тканей. В симпатических нервах пресинаптическое волокно короткое, поскольку ганглии расположены очень близко к спинному мозгу, в то время как постсинаптическое волокно намного длиннее, чтобы достичь органа-мишени. В парасимпатических нервах все наоборот: пресинаптическое волокно длиннее постсинаптического.

Симпатическая нервная система

Симпатическая система (SANS) адаптирует наш организм к ситуациям повышенной физической активности. Ее действие обычно описывается как реакция «бей или беги», поскольку она стимулирует такие реакции, как учащенное дыхание, учащенное сердцебиение, повышенное кровяное давление, расширение зрачков и перенаправление кровотока от кожи, почек, желудка и кишечника к сердцу и мышцам, где это необходимо.

Симпатические нервные волокна имеют грудопоясничное происхождение, что означает, что они происходят из сегментов спинного мозга T1-L2 / L3. Они взаимодействуютс превертебральными и паравертебральными ганглиями, от которых постсинаптические волокна перемещаются, чтобы снабжать целевые внутренние органы.

Парасимпатическая нервная система

Парасимпатическая нервная система (PSNS) адаптирует наш организм для сохранения энергии, активизируя «отдохнуть и переварить» или “есть и размножаться” деятельность. Нервы PSNS замедляют работу сердечно-сосудистой системы, отводят кровь от мышц и увеличивают перистальтику и секрецию желез.

Парасимпатические волокна имеют краниосакральное происхождение, что означает, что они берут начало в стволе головного мозга (кранио-) и сегментах спинного мозга S2-S4 (-сакральных). Эти волокна перемещаются к органам грудной клетки и брюшной полости, где они взаимодействуют в ганглиях, расположенных рядом с органом-мишенью или внутри него.

Энтеральная нервная система

Энтеральная нервная система состоит из волокон SANS и PANS, которые регулируют деятельность желудочно-кишечного тракта. Эта система состоит из парасимпатических волокон блуждающего нерва (CN X) и симпатических волокон грудных внутренних нервов. Эти волокна образуют два сплетения в стенке кишечной трубки, которые отвечают за стимуляцию перистальтики кишечника, то есть транспортпотребляемой пищи из пищевода в прямую кишку:

• Подслизистое сплетение (сплетение Мейснера) находится в подслизистой оболочке кишечника и содержит только парасимпатические волокна.
• Миэнтерическое сплетение (сплетение Ауэрбаха), расположенное в наружной мышечной оболочке кишечника, содержит как симпатические, так и парасимпатические нервные волокна.

Ваготомия

Ваготомия при язве желудка — это старая процедура, которая используется в качестве хирургического вмешательства у пациентов с рецидивирующей язвой желудка, когда нет эффекта от изменения диеты или противоязвенных препаратов. Блуждающий нерв стимулирует секрецию желудочного сока. Можно выполнить три типа ваготомии, которые значительно уменьшат этот эффект.

Параличи черепных нервов

Все 12 черепных нервов выходят / входят в череп через различные отверстия. Сужение этих отверстий или любое сужение по ходу нерва приводит к параличу нерва. Например, при параличе Белла поражается лицевой нерв. На пораженной стороне лица у пациента будет:

• гемиплегия
• сухость глаз, отсутствие роговичного рефлекса,
• нарушение вкуса в передних 2/3 языка
• гиперакузия

Поражения нервов конечностей

Параличи нервов конечностей часто возникают в результате перелома, сжатия или чрезмерного напряжения. Например, синдром запястного канала поражает срединный нерв и возникает, когда нерв сжимается внутри канала. Это происходит из-за увеличения сухожилий сгибателей в туннеле или из-за отека. Часто возникает при беременности и акромегалии.

Болезнь Гиршпрунга

Это атония толстой кишки, вторичная по причине неспособности ганглиозных клеток (описанных в разделе о кишечной нервной системе) мигрировать в энтеральную нервную систему. Это приводит к тяжелому запору и истощению ребенка, который отчаянно нуждается в корректирующей операции.

Расщепление позвоночника

Нарушение нормального развития мозговых оболочек и/или нервной дуги позвонков приводит к дефекту обычно в поясничном отделе позвоночника, где часть спинного мозга покрыта только мозговыми оболочками и, следовательно, находится вне тела. И экологические, и генетические факторы способствуют его возникновению. Добавки фолиевой кислоты теперь назначают всем беременным женщинам на ранних сроках беременности для ее профилактики.

Болезнь Паркинсона

Дофамин необходим для правильного функционирования базальных ядер, структур мозга, которые контролируют наше познание и движение. Пациенты с болезнью Паркинсона страдают от деградации этих дофаминергических нейронов в черной субстанции, что приводит к появлению таких симптомов, как:

• тремор в руках
• шаркающая походка
• отсутствие мимики лица
• ригидность конечностей
• трудности с инициацией движения
• расстройства памяти