Базанова Т. І., Павіченко Ю.В. Біологія. 9 клас

Подождите немного. Документ загружается.

191

НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ ФУНКЦІЙ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ

ються різні нейрони: нейрони, чутливі до механічних впливів, й ті,

що сприймають зміни температури, а також чутливі нейрони ока.

Проте всі ці сигнали одночасно надходять до тих самих нейронів у

ядрах таламуса. Тут вони узагальнюються, перекодовуються, і до

кори передається цілісна інформація про подразник.

Гіпоталамус є вищим центром регуляції роботи внутрішніх ор-

ганів, який узгоджує їх діяльність зі станом активності організму.

Він продукує низку гормонів і разом з гіпофізом утворює гіпоталамо-

гіпофізарну систему (див. § 42). Нейрони одних ядер гіпоталамуса

чутливі до хімічного складу крові і здатні фіксувати його зміни.

Друга група ядер одержує від структур головного мозку інформацію

про їх стан. Третя група ядер (центр гомеостазу) порівнює всі ці сиг-

нали з еталонами гомеостазу, здійснює гормональну і нервову регу-

ляцію роботи внутрішніх органів, надсилаючи гуморальні сигнали

до гіпофіза і нервові імпульси до центрів стовбура і спинного мозку.

Ядра гіпоталамуса формують центри голоду — насичення, спра-

ги — питного задоволення, терморегуляції, регуляції сну — неспан-

ня тощо.

Великі півкулі головного мозку, або кінцевий мозок (мал. 56.2), —

вищий відділ головного мозку. Він складається з кори півкуль і під-

коркових ядер. Півкулі розділені міжпівкульною щілиною і пов’язані

між собою провідними шляхами, головний з яких називають мозо-

листим тілом. Кора півкуль утворює численні борозни й звивини

складної форми, що дає змогу вмістити в малу за об’ємом порожни-

ну черепа орган з поверхнею великого розміру. Шість шарів кори

утворені ней ронами різних форм і функцій.

Мал. 56.1. Проміжний мозок:

1 — таламус; 2 — епіфіз; 3 — гіпофіз;

4 — гіпоталамус

Мал. 56.2. Частки і зони кори головного

мозку: 1 — лобова; 2 — тім’яна;

3 — потилична; 4 — скронева; 5 — моторна

зона кори; 6 — центральна борозна;

7 — сенсорна зона кори

192

У корі вирізняють лобову, тім’яну, скроневу

і потиличну частки. Лобову частку від усіх інших

відокремлює центральна борозна. Різні ділянки

кори взаємодіють завдяки прямим зв’язкам або

через ядра таламуса. Розвинена мережа провідних

шляхів дає корі змогу отримувати сигнали від під-

коркових структур: ядер таламуса, ретикулярної

формації, чутливих нюхових і зорових нейронів

(І-ІІ пари черепно-мозкових нервів) тощо. Так до

кори надходить уся інформація про подразники,

що діють на організм.

Кора сполучена безліччю низхідних шляхів

з усіма ефекторними центрами, що розташовані

нижче: це центри стовбура, мозочка, гіпоталаму-

са і спинного мозку.

Ділянки кори класифікують за функціями, які

вони виконують. За центральною борозною роз-

ташована сенсорна (чутлива) зона кори. У по-

тиличній зоні сенсорної кори обробляється отри-

мана зорова інформація, у скроневих зонах — слу-

хова, у центрально-тім’яних зонах — тактильна,

температурна, смакова, а також одержана від ре-

цепторів опорно-рухової системи. У сенсорній

корі розміщуються проекції всіх нейронів-рецеп-

торів будь-якого виду чутливості — для кожного

з них є відповідний нейрон сенсорної зони кори.

Так в потиличну зону кори спроектовані всі ре-

цептори сітківки ока, а в центрально-тім'яні

зони — усі нейрони-рецептори шкіри.

Між сенсорними зонами розташована асоціа-

тивна зона кори, де створюються цілісні образи

об’єктів навколишнього світу. У ній розміщують-

ся зони сенсорної пам’яті. Перед центральною

борозною знаходиться моторна (рухова) зона

кори, відповідальна за складні цілеспрямовані

рухи. У лобовій частці кори є також центри,

пов’язані з психічними процесами (плануванням,

програмуванням поведінки, мисленням тощо).

Навколо мозолистого тіла розміщується лім-

бічна кора (лат. лімбус — край), до якої примика-

ють скупчення підкоркових ядер. Лімбічна кора

і скупчення підкоркових ядер (окремі ядра тала-

муса, гіпоталамус, гіпокамп тощо) утворюють

Мал. 56.4. Шляхи регуляції

рухової активності корою

головного мозку: 1 — кора

головного мозку;

2 — нервовий шлях з кори в

спинний мозок; 3 — середній

мозок; 4 — міст; 5 — довгастий

мозок; 6 — місце

перехрещення нервових

шляхів; 7 — спинний мозок

Мал. 56.3. Лімбічна система:

1 — лімбічна кора;

2 — таламус; 3 — гіпокамп;

4 — гіпоталамус

193

НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ ФУНКЦІЙ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ

лімбічну систему (мал. 56.3). Це функціональне об’єднання струк-

тур мозку відповідає за наші емоції й потреби, за виникнення відчут-

тів задоволення — незадоволення, за харчові, статеві, захисні реф-

лекси, регулює рівень уваги, сприйняття, відтворення емоційно зна-

чущої інформації. Центром лімбічної системи є гіпокамп, який бере

участь у процесах запам’ятовування й навчання.

Особливістю функціонування кори великих півкуль є її асиме-

тричність. Так, доторкнувшись до лівої руки, ми спочатку спричиня-

ємо збудження у відповідній зоні правої півкулі кори. Проте завдя-

ки зв’язкам між півкулями через мить таке ж збудження виникає

і в зоні лівої півкулі. Ці явища властиві й системі управління руха-

ми: встановлено, що м’яз, який розміщується в правій частині тіла,

скоротиться, якщо штучно подразнювати відповідну ділянку в лобо-

вій частці кори зліва. Усе це відбувається завдяки перехрещуванню

нервових шляхів на рівні стовбура головного мозку (мал. 56.4).

1. Зверніться до мал. 55.1 б і визначте, які його фрагменти показані на мал.

56.1. Назвіть структури проміжного мозку, розкажіть про їх функції.

Нехай ваш товариш перевірить вас за текстом і підписом під малюнками.

2. Виокремте в тексті інформацію про нервові центри гіпоталамуса, наве-

діть власні приклади реакцій, якими він керує.

3. Складіть 5 тестових завдань, за допомогою яких можна дізнатися, чи

засвоїв ваш товариш зміст тексту, де йдеться про кору головного

мозку. Обміняйтеся тестами і проведіть взаємоперевірку.

1. Назвіть основні структури проміжного мозку. 2. Розкажіть про функції

ядер таламуса. 3. Які структури лімбічної системи вам відомі? 4. Як класи-

фікують ділянки кори за їх просторовим розміщенням? 5. Розкажіть про

розподіл ділянок кори на зони за їх функціями. 6. У яку зону кори головно-

го мозку надходить інформація про підручник, на який ви дивитеся? 7. Де

обробляється інформація, яку ви щойно отримали, вивчаючи параграф?

§ 57. Вегетативна (автономна) нервова система

На дії будь-яких подразників наш організм може реагувати у два

способи: зміною роботи внутрішніх органів і рухом. Частину нерво-

вої системи, що регулює роботу внутрішніх органів, називають веге-

тативною нервовою системою (ВНС), а ту, що відповідає за реаліза-

цію рухів, — соматичною. Відповідно, усі рефлекси організму поді-

ляють на вегетативні й соматичні (рухові) (мал. 57.1).

194

Функції і будова ВНС. Пригадайте, що відбувається з вами під

час швидкого бігу. Реагуючи на фізичне навантаження, ви червоніє-

те, частота серцевих скорочень збільшується, підвищується артері-

альний тиск, росте викид адреналіну, але одночасно знижується ак-

тивність травної і сечовидільної систем. Проте варто вам зупинити-

ся, як зазначені показники незабаром повертаються до норми.

Усі ці рефлекси — прояв роботи вегетативної (автономної)

нервової системи. Вона керує системами кровообігу, дихання, трав-

лення, виділення, розмноження, роботою всіх залоз. Її завданням

є підтримка гомеостазу, забезпечення рівня метаболізму, що відпові-

дає потребам організму в даний момент. Процеси, які регулює ця

система, не можуть бути довільно спричинені або припинені, тому

її ще називають автономною.

Якою є будова вегетативної нервової системи? Нервові центри

ВНС розташовані в спинному мозку і стовбурі головного мозку. У них

обробляється інформація, яка надходить по чутливих нейронах від

внутрішніх органів. Ці центри підпорядковані центрам, що розміщу-

ються в гіпоталамусі й корі головного мозку, де збирається й аналізу-

ється інформація про стан зовнішнього і внутрішнього середовища.

Шлях, яким команди з центру ВНС доправляються до внутрішньо-

го органа, схожий на каскад, що має два рівні. Тіло нейрона першого

рівня міститься в центрі ВНС, а його аксон спрямований до гангліїв,

утворених тілами нейронів другого рівня. У ганглії аксон нейрона

першого рівня багато разів розгалужується, і його закінчення контак-

тують з десятками, а то й з сотнями нейронів другого рівня. Їх аксони

Мал. 57.1. Рефлекторні дуги соматичного (а) і вегетативного (б) рефлексів: 1 — шкіра;

2 — чутливий нейрон; 3 — інтернейрон; 4 — мотонейрон; 5 — м’яз; 6 — внутрішній орган;

7— чутливий нейрон; 8 — інтернейрон; 9 — ефекторний нейрон 1-го рівня; 10 — ганглій;

11 — ефекторний нейрон 2-го рівня

195

НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ ФУНКЦІЙ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ

виходять з гангліїв і, гілкуючись, іннервують безліч клітин-мішеней.

Завдяки такій будові провідного шляху команди, отримані першим

ефекторним нейроном, передаються одночасно багатьом клітинам ви-

конавчого органа, що дає їм змогу працювати синхронно.

Симпатичний і парасимпатичний відділи ВНС (мал. 57.2).

Впливи ВНС зумовлюють відмінності в активності різних систем

органів і під час навантажень, і в стані спокою. Команди, які прово-

дять нейрони симпатичного відділу ВНС, підвищують інтенсив-

ність роботи одних органів і знижують активність інших. Сигнали,

що надходять по нейронах парасимпатичного відділу, діють на ті

ж органи протилежно (див. табл. 4 на форзаці).

Якими є особливості будови цих відділів? Перші нейрони симпа-

тичного відділу ВНС розташовані в грудних і поперекових сегмен-

Мал. 57.2. Симпатична (а) і парасимпатична (б) іннервація внутрішніх органів: 1 — очі,

слізні залози; ганглії; 2 — слинні залози; 3 — легені і трахеї; 4 — серце; 5 —печінка;

6 — шлунок і підшлункова залоза; 7 — селезінка; 8 — надниркові залози; 9 — товстий

кишечник; 10 — нирки; 11 — сечовий міхур і статеві органи

196

тах спинного мозку, а їх аксони належать до складу спинномозкових

нервів. Одна група симпатичних гангліїв утворює симетричні лан-

цюжки по обидві сторони хребта, інші ганглії розміщуються ближче

до робочих органів. Такі ганглії, наприклад, утворюють сонячне

сплетіння, розташоване в черевній порожнині. Аксони ефекторних

нейронів, що виходять з симпатичних гангліїв, іннервують усі без

виключення внутрішні органи.

Перші нейрони парасимпатичного відділу ВНС розміщуються

в стовбурі головного мозку і в сегментах крижового відділу спинно-

го мозку. Їх аксони виходять у складі чотирьох пар черепно-мозкових

нервів і крижових спинномозкових нервів. Головний нерв парасим-

патичного відділу — блукаючий, він передає команди до багатьох ор-

ганів. Парасимпатичні ганглії розташовані в голові, на поверхні або

в стінках органів грудної і черевної порожнини та органів таза.

Парасимпатичні ефекторні нейрони іннервують внутрішні органи,

окрім потових і надниркових залоз, гладеньких м’язів більшості кро-

воносних судин і матки.

У синапсах що містяться у виконавчому органі нейрони ВНС ви-

кидають різні медіатори: симпатичні — норадреналін, парасимпатич-

ні — ацетилхолін. Клітини-мішені мають до них різні рецептори

(збудливі або гальмівні). Як наслідок — симпатичний і парасимпа-

тичний ефекти відрізняються.

Більшість внутрішніх органів мають подвійну іннервацію — і сим-

патичну, і парасимпатичну. Проте переважає ефект тієї системи, яка

за програмою ЦНС забезпечує в даний момент найкращий присто-

сувальний результат. Так, під час бігу з двох одночасних впливів на

роботу серцевого м’яза переважає збудливий симпатичний, що спри-

чиняє посилення частоти серцевих скорочень. Зниження частоти

серцевих скорочень свідчить про перевагу впливу парасимпатично-

го відділу — це відбувається в стані спокою. Ефекти симпатичної

системи мобілізують організм, аби він терміново відповів на підви-

щення навантажень, а ефекти парасимпатичної нервової системи

відновлюють ресурси організму.

1. За мал. 57.1 визначте, у чому відмінність між вегетативним і руховим

рефлексом. З’ясуйте, чим відрізняються ефекторні ланки цих рефлексів.

2. Покажіть товаришеві на мал. 57.2 симпатичні нерви й ганглії, запропо-

нуйте йому знайти парасимпатичні нерви, блукаючий нерв. З’ясуйте,

які органи він іннервує. Зіграйте в гру: показуйте по черзі органи-мішені

відділів вегетативної системи й за табл. 4 на форзаці називайте ефек-

ти, які спричиняють симпатична і парасимпатична нервові системи.

197

НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ ФУНКЦІЙ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ

1. Назвіть функції вегетативної нервової системи. 2. Поясніть, чому вегета-

тивну нервову систему називають автономною? 3. Які зміни у вашому орга-

нізмі під час фізичної роботи є ефектами симпатичної системи, які — пара-

симпатичної? 4. Впливи якого відділу вегетативної нервової системи пере-

важають під час сну?

5. Поясніть, чи є правильним твердження «Симпатична

і парасимпатична системи діють на один і той самий орган по черзі».

§ 58. Регуляція рухової активності

Соматична нервова система. Будь-яка діяльність людини супро-

воджується рухами, що забезпечують переміщення в просторі тіла

або його частин. Рух є результатом роботи м’язів — згиначів і розги-

начів. М’язи працюють не лише в динамічному режимі, але і в ста-

тичному (див. § 13), підтримуючи позу — певне положення тіла в про-

сторі. Це завдання м’язи виконують і під час ходьби, і під час вико-

нання складних рухів, і коли ви спокійно сидите.

У керуванні рухами бере участь соматична нервова система.

Руховими (соматичними) рефлексами організм відповідає на вплив

безлічі внутрішніх і зовнішніх подразників. Сигнали, що можуть

спричинити рух, надходять по чутливих нейронах від органів чуттів,

від гладких і скелетних м’язів, від шкіри тощо. Центри регуляції ру-

хової активності розміщуються в спинному і головному мозку.

Тіла більшості мотонейронів розміщуються в спинному мозку, а їх

аксони в складі спинномозкових нервів прямують до всіх скелетних

м’язів. Поблизу скелетного м’яза аксон розгалужується, і його закін-

чення іннервують водночас декілька м’язових волокон (мал. 57.1 а).

За командою, яка приходить по аксону, вони скорочуються одночасно.

Як регулюються рухи? Пригадайте: рефлекторна дуга колінно-

го рефлексу складається всього з двох нейронів — інформація від

чутливого нейрона в спинному мозку безпосередньо передається

на мотонейрон. Проте спинний мозок регулює і більш складні ми-

мовільні рухи.

Так, випадково наступивши на кнопку, ви в ту ж мить піднімаєте

ногу, згинаючи її в коліні (мал. 58.1). По чутливому нейрону, закін-

чення якого розташовані в шкірі підошви правої ноги, нервові імпуль-

си надходять у праву частину крижового сегмента спинного мозку.

У ньому збудження перемикається на два інтернейрони. Один з них

є збудливим — він передає нервові імпульси на мотонейрон, який до-

ставляє їх до м’яза-згинача правої ноги, і цей м’яз скорочується. Інший

інтернейрон — гальмівний. Він блокує проходження нерво вих ім-

пульсів до мотонейрона, що іннервує м’яз-розгинач, тому цей м’яз

198

розслабляється. Отже, м’язи правої ноги відповідають на збудження

чутливого нейрона двома рефлексами — скороченням згинача і роз-

слабленням розгинача. Як наслідок — права нога згинається. Проте

відповідь організму на укол кнопки цим не обмежується: піднімаю-

чи ногу, ви ризикуєте впасти. Що дає вам змогу запобігти падінню?

Нервові імпульси від чутливого нейрона надходять не лише до ін-

тернейронів у правій частині сегмента. Одночасно вони досягають

інтернейрона, який прямує до лівої його частини. Через відповідні

інтернейрони активується програма дій для лівої ноги: по мотоней-

рону, який іннервує м’яз-розгинач, приходить команда, що приму-

шує його скоротитися. Водночас мотонейрон, пов’язаний із згина-

чем, гальмується, і м’яз розслаблюється. Наслідком цих двох проти-

лежних рефлексів є випрямлення лівої ноги, яке дає вам змогу втри-

мати тіло в позі стояння.

Дуги, за допомогою яких здійснюються ці рухи, замикаються на

рівні спинного мозку. Складніші рухи регулюються руховими центра-

ми, розташованими в мозочку, стовбурі і корі головного мозку, до яких

із спинного мозку надходить інформація про стан м’язів, а від вести-

булярного апарата і органів зору — про положення тіла в просторі.

Рухові центри стовбура головного мозку. У стовбурі розташовані

нервові центри регуляції пози. У них замикаються дуги рефлексів, що

відповідають за її підтримку. По низхідних шляхах від ядер довгастого

мозку до мотонейронів надходять команди, які підсилюють скорочення

розгиначів і розслабляють згиначі кінцівок та тулуба. Від ядер середньо-

го мозку до цих м’язів ідуть протилежні команди. Одночасні впливи цих

ядер на розгиначі й згиначі дають нам змогу підтримувати рівновагу.

Мал. 58.1. Схема рефлексів

мимовільного згинання ноги:

1 — чутливий нейрон;

2 — інтернейрони;

3 — мотонейрони м’язів-

згиначів; 4 — мотонейрони

м’язів-розгиначів; 5 — м’язи-

згиначі; 6 — м’язи-розгиначі

199

НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ ФУНКЦІЙ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ

Рухові центри мозочка. Програми підтримки пози і програми

рухів узгоджуються в мозочку. Він одержує інформацію від центрів

регуляції пози, від рухових центрів кори і зі спинного мозку. Мозочок

порівнює інформацію від центрів регуляції пози з інформацією про

стан виконавців рухів — м’язів, і корегує програми рухів. Завдяки

роботі мозочка наші рухи є плавними і точними. Він контролює тон-

кі рухи рук, рухи мовленевого апарату, жування. У мозочку зберіга-

ються програми рухів, що доведені до автоматизму.

Рухові центри кори великих півкуль розташовані в її руховій (мо-

торній) зоні і пов’язані з мозочком й руховими центрами стовбура моз-

ку. Через них інформація від кори надходить до мотонейронів. Проте

від рухової зони кори до мотонейронів стовбура й спинного мозку про-

ходять і прямі нервові шляхи. Ці шляхи перехрещуються на рівні до-

вгастого мозку, тому рухові центри лівої півкулі керують м’язами пра-

вої частини тіла, а рухові центри правої півкулі — м’язами лівої частини.

Кора великих півкуль — це головний координатор рухів. У її асо-

ціативних, сенсорних і рухових зонах формуються програми склад-

них довільних рухів, відбувається вибір м’язів-виконавців. Кора від-

повідає за процес оволодіння новими руховими навичками. За її

участю в пам’яті накопичуються програми рухів, які організм може

використовувати в майбутньому.

1. Перевірте за текстом, чи всі твердження правильні.

Рухові рефлекси спричиняються лише подразненнями чутливих нейро-

нів шкіри. Центри регуляції рухів розміщуються в спинному і головному

мозку. Що складніший рух, то вище розташований центр, який бере

участь у його регуляції. Соматична нервова система регулює лише рухи

тіла, а за позні рефлекси відповідає вегетативна нервова система.

2. Покажіть на мал. 58.1 рефлекторні дуги рефлексів, які спричиняють

згинання правої ноги; випрямлення лівої ноги. Обговоріть, який біо-

логічний сенс в одночасності цих рефлексів.

3. Знайдіть у тексті пояснення того, які рухові центри беруть участь у регу-

ляції рухів вашого тіла під час ходьби.

1. Закінчіть речення: до чутливих нейронів рухових рефлексів інформа-

ція надходить від ... . 2. Де розміщуються мотонейрони? 3. Назвіть рухо-

ві і позні рефлекси, за рахунок яких ви, стоячи, згинаєте ногу в колінно-

му суглобі. 4. Якими є функції рухових центрів мозочка і кори головного

мозку? 5. Чому пошкодження рухової зони кори в лівій півкулі головно-

го мозку призводить до втрати рухової активності в правій частині тіла?

200

§ 59. Зв'язок нервової, гуморальної й імунної

регуляторних систем

Життєдіяльність організму регулюють, діючи узгоджено, нерво-

ва, гуморальна та імунна системи. Кожна з них має з іншими регуля-

торними системами як керівні, так і підпорядковані зв'язки. Ці сис-

теми доповнюють одна одну, утворюючи єдиний механізм

нейрогуморально-імунної регуляції.

Нейрогуморальні взаємодії. Будь-яка складна дія організму

у відповідь на зовнішній подразник — чи це завдання в контро ль ній

роботі, чи зустріч з незнайомим собакою у дворі свого дому — розпо-

чинається з регуляторних впливів ЦНС. У формування такої реакції

робить свій внесок кожна з її структур.

Збудження ретикулярної формації приводить усі структури ЦНС

у стан готовності до дій. Активація лімбічної системи пробуджує

певну емоцію — здивування, радість, тривогу або страх — залежно

від того, як оцінюється подразник. Робота центрів кори великих пів-

куль забезпечує нас програмами розумових і рухових дій. Мото ней-

рони передають команди рухових центрів м’язам, які виконують їх,

здійснюючи рухи. У той же час активується гіпоталамус і гіпоталамо-

гіпофізарна система. Під їх впливом симпатична нервова система

змінює режим роботи внутрішніх органів, мозкова речовина наднир-

кових залоз і щитоподібні залози підвищують секрецію гормонів.

Посилюється вироблення глюкози печінкою, зростає рівень енерге-

тичного обміну в клітинах. Відбувається мобілізація внутрішніх

ресурсів організму, необхідних для того, щоб ефективно прореагува-

ти на подразник, який діє на організм.

Отже, цілісну відповідь організму забезпечує взаємодія систем

нервової і гуморальної регуляції. Розпочинає регуляторний процес

нервова система, а через гіпоталамо-гіпофізарну систему до неї при-

єднується ендокринна.

Діяльність нервової системи може підпорядковуватися гумораль-

ним впливам. У цьому разі інформація про зміни в стані організму за

допомогою гуморальних чинників передається структурам нервової

системи. Вона, у свою чергу, стимулює реакції, спрямовані на віднов-

лення гомеостазу.

Кожний відчував голод і знає, як діє людина, коли хоче їсти. Як

виникає почуття голоду, що є проявом харчової мотивації? Центри

голоду і насичення містяться в гіпоталамусі. За зниження концен-

трації глюкози й підвищення рівня інсуліну нейрони, чутливі до їх

вмісту в крові, активуються, і ми відчуваємо, що зголодніли. Інфор-

мація від гіпоталамуса надходить до кори великих півкуль. За її