§ 36. БУДОВА ТА ФУНКЦІЇ СПИННОГО МОЗКУ ЛЮДИНИ
Пригадайте відділи хребта людини, будову хребців. Із чого складаються центральна та периферична нервова система людини? Які нейрони називають руховими, а які – чутливими? Що таке безумовні та умовні рефлекси, нервовий центр? Що таке біла та сіра речовина? Що таке рефлекторна дуга? З яких ланок вона складається?
Ви вже знаєте, що однією зі складових центральної нервової системи людини є спинний мозок.
Яка будова спинного мозку? Спинний мозок розташований у каналі хребта, утвореному дугами хребців. Він має вигляд довгої трубки. У дорослої людини спинний мозок завдовжки 41-45 см і приблизно 1 см завтовшки. Його маса становить усього 30-32 г. Спинний мозок має два потовщення: шийне і поперекове. Ці ділянки відповідають виходу нервів, які прямують до верхніх і нижніх кінцівок.
Починається спинний мозок при основі черепа, де з’єднується з довгастим мозком (структурою головного мозку), а закінчується на рівні другого поперекового хребця пучком нервів, які відходять від нього. Тому він дещо коротший від хребта.
Ви вже знаєте, що від спинного мозку відходить 31 пара спинномозкових нервів. Ділянку, від якої починається певна пара спинномозкових нервів, називають сегментом. У межах спинного мозку розрізнюють сегменти (мал. 140):
• шийні – від них беруть початок 8 пар спинномозкових нервів;
• грудні сегменти – 12 пар;
• поперекові сегменти – 5 пар;
• крижові сегменти – 5 пар;
• куприкові сегменти – 1 пара спинномозкових нервів.
Вивчимо будову спинного мозку під час виконання лабораторного дослідження.
Мал. 140. Відділи спинного мозку: 1 – вигляд збоку; 2 – зрізи через відповідні відділи
ЛАБОРАТОРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ
Вивчення будови спинного мозку людини (за муляжами, моделями, пластинчастими препаратами)
Обладнання та матеріали: муляжі, моделі, скелет.
Розгляньте на поперечному зрізі спинного мозку білу та сіру речовину, спинномозковий канал.
На поперечному зрізі спинного мозку можна побачити, що він складається з білої (розташована ззовні) та сірої речовини. Волокна білої речовини з’єднують між собою різні ділянки спинного мозку та формують провідні шляхи, забезпечуючи двобічні зв’язки між ним та головним мозком.
У центрі спинного мозку проходить спинномозковий канал (діаметром до 1 мм), заповнений прозорою спинномозковою рідиною (мал. 141). Вона завдяки постійному обміну з кров’ю забезпечує живлення нервової тканини, постачаючи поживні речовини та виводячи продукти обміну. Крім того, спинномозкова рідина здійснює захисну функцію: у ній є особливі клітини, які знищують збудників хвороб.
Сіра речовина оточує спинномозковий канал, утворюючи на поперечному зрізі контур, що нагадує метелика чи літеру «Н» (мал. 141). Вона має виступи – роги, які поділяють білу речовину на ділянки з провідними нервовими шляхами (висхідними та низхідними) (знайдіть їх на мал. 141). По висхідних шляхах нервові імпульси прямують до головного мозку, а по низхідних – збудження передається від головного мозку до центрів спинного мозку, а від них – до робочого органа.
У передніх рогах розташовані тіла рухових нейронів, довгі відростки яких досягають скелетних м’язів. Ці відростки утворюють передні, або рухові, корінці (мал. 141). До задніх рогів підходять відростки чутливих нейронів, які утворюють задні, або чутливі, корінці. По них надходять нервові імпульси від рецепторів шкіри, м’язів, суглобів, внутрішніх органів. У грудному і поперековому відділах спинного мозку є ще й бічні роги.
Тіла чутливих нейронів розташовані за межами спинного мозку в потовщеннях — вузлах на задніх корінцях. В отворах між двома сусідніми хребцями передні та задні корінці злиті між собою в змішані спинномозкові нерви, відгалуження яких прямують до різноманітних органів. У сірій речовині розташовані переважно вставні нейрони, які забезпечують зв’язки між чутливими та руховими.
Мал. 141. Будова спинного мозку: 1 – біла речовина; 2 – сіра речовина; 3 – спинномозковий канал; 4 – руховий корінець; 5 – чутливий корінець
ЦІКАВО ЗНАТИ! Загалом у спинному мозку людини налічують близько 13 млн нейронів, з яких 97 % – вставні.
Які оболонки вкривають спинний мозок? Спинний мозок оточують три оболонки: тверда, павутинна та м’яка (мал. 142). Тверда оболонка розташована ззовні. Вона утворена щільною волокнистою сполучною тканиною. Глибше розташована павутинна оболонка, утворена пухкою волокнистою сполучною тканиною. Безпосередньо до речовини мозку прилягає м’яка (судинна) оболонка. Вона також утворена волокнистою сполучною тканиною, але, на відміну від павутинної оболонки, містить сітку кровоносних судин. Разом з ними ця оболонка проникає в мозкову тканину. Всі три оболонки формують єдиний суцільний чохол, який оточує як спинний, так і головний мозок. Між павутинною і судинною оболонками є широкий простір, заповнений спинномозковою рідиною.
Мал. 142. Оболонки спинного мозку: 1 – м’яка; 2 – павутинна; 3 – тверда
Мал. 143. Колінний рефлекс. Завдання. Простежте шлях передачі збудження
Які функції спинного мозку? Спинний мозок виконує дві основні функції – рефлекторну та провідникову. Рефлекторна функція полягає в тому, що у спинному мозку розташовані важливі центри безумовних рефлексів. У них замикається значна кількість рефлекторних дуг. Кожний сегмент спинного мозку регулює діяльність шкіри, скелетних м’язів (крім м’язів голови) чи внутрішніх органів. Наприклад, центр сечовиділення розташований у крижовому відділі, центр розширення зіниць – у верхньому грудному сегменті, колінного рефлексу (мал. 143) – у поперековому відділі (цей рефлекс проявляється у підійманні ноги при різкому ударі по сухожиллю нижче колінної чашечки).
Ще одна функція спинного мозку – провідникова. Як ви знаєте, нервові волокна, які утворюють білу речовину, з’єднують різні відділи спинного мозку між собою та спинний мозок з головним. Нервові імпульси, що надходять у спинний мозок від рецепторів, по висхідних провідних шляхах передаються до головного мозку, а з нього по низхідних повертаються до спинного мозку, а звідти – прямують до робочих органів. Нервові волокна, які передають збудження від спинного мозку в головний, називають висхідними, а ті, які передають збудження в зворотному напрямку, – низхідними.
Нервові волокна, виконуючи провідникову функцію, забезпечують зв’язок й узгоджену роботу всіх відділів центральної нервової системи.
Отже, спинний мозок відіграє роль двостороннього провідного шляху між головним мозком і периферичною нервовою системою, а також керує простими рефлекторними діями (наприклад, відсмикування руки від гарячого предмета).
Діяльність спинного мозку перебуває під контролем головного, який регулює спинномозкові рефлекси.
Які бувають порушення діяльності спинного мозку? Порушення діяльності спинного мозку найчастіше пов’язані з травмами. Так, у разі перелому хребта порушуються зв’язки спинного мозку з головним. При цьому людина може говорити, повертати голову, їсти і пити, однак діяльність скелетних м’язів і чутливість ділянок тіла, які іннервуються сегментами спинного мозку, розташованими нижче місця ураження, повністю зникає. Наприклад, якщо ушкоджено спинний мозок у шийній частині, людина не здатна свідомо рухати ні руками, ні ногами – настає параліч. Це відсутність довільних рухів унаслідок ураження рухових центрів центральної нервової системи або рухових нервових шляхів центральної чи периферичної нервової системи.
Небезпечним захворюванням є запалення оболонок спинного мозку, яке супроводжується значним підвищенням температури тіла. Його здебільшого спричиняють мікроорганізми або переохолодження тіла. Це захворювання може привести до втрати чутливості та рухової активності.
Ключові терміни і поняття: спинний мозок, спинномозковий канал, вставні нейрони, рефлекторна та провідникова функції спинного мозку.
УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ
• Спинний мозок – частина центральної нервової системи, що має вигляд довгої трубки, розташованої у каналі хребта. Від нього відходить 31 пара спинномозкових нервів. Ділянку, з якої починається кожна пара цих нервів, називають сегментом. Біла речовина спинного мозку розміщена ззовні, а під нею – сіра речовина. У центрі проходить канал, заповнений спинномозковою рідиною. Спинний мозок виконує провідникову та рефлекторну функції.
ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ
Дайте відповідь на запитання
1. Яка будова спинного мозку? 2. Що таке сегмент спинного мозку? 3. До якого типу належать спинномозкові нерви? Скільки є пар спинномозкових нервів? 4. Які функції виконує спинний мозок? Як вони пов’язані з його будовою? 5. Які функції спинномозкової рідини?
Виберіть одну правильну відповідь
1. Укажіть, де розташовані тіла чутливих нейронів, пов’язаних зі спинним мозком: а) у передніх рогах сірої речовини; б) у задніх рогах сірої речовини; в) у білій речовині; г) у нервових вузлах, розташованих за межами спинного мозку.
2. Укажіть тип нервів, до яких належать спинномозкові: а) рухові; б) чутливі; в) змішані.
3. Укажіть кількість пар нервів, які відходять від шийних сегментів спинного мозку: а) 5; б) 7; в) 8; г) 12.
ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ. Установіть взаємозв’язок будови і функцій спинного мозку.
ПОМІРКУЙТЕ. 1. До чого може призвести пошкодження поперекового відділу спинного мозку? 2. Чим можуть бути спричинені порушення діяльності спинного мозку? Які наслідки цього порушення?
ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ. Схематично замалюйте і поясніть рефлекторну дугу колінного рефлексу.
2. Нервова тканина. Нейрон. Синапс. Нерви
Нервова система контролює, координує і регулює узгоджену роботу всіх систем органів, підтримує сталість складу його внутрішнього середовища (завдяки цьому організм людини функціонує як єдине ціле). За участю нервової системи здійснюється зв’язок організму з навколишнім середовищем.
Нервова система утворена нервовою тканиною, яка складається з нервових клітин — нейронів — і дрібних клітин-супутників (гліальних клітин), яких приблизно у \(10\) разів більше, ніж нейронів.
Нейрони забезпечують основні функції нервової системи: передачу, переробку і зберігання інформації. Нервові імпульси мають електричну природу і поширюються по відростках нейронів.
Клітини-супутники виконують живильну, опорну і захисну функції, сприяючи росту і розвитку нервових клітин.
Нейрон — основна структурна і функціональна одиниця нервової системи.
Структурно-функціональною одиницею нервової системи є нервова клітина — нейрон. Його основними властивостями є збудливість і провідність.
Нейрон складається з тіла і відростків.
Короткі, сильно розгалужені відростки — дендрити, по ним нервові імпульси надходять до тіла нервової клітини. Дендритів може бути один або декілька.
Кожна нервова клітина має один довгий відросток — аксон, по якому імпульси спрямовуються від тіла клітини. Довжина аксона може досягати декількох десятків сантиметрів. Об’єднуючись у пучки, аксони утворюють нерви.
Довгі відростки нервової клітини (аксони) покриті мієліновою оболонкою. Скупчення таких відростків, покритих мієліном (жироподібною речовиною білого кольору), у центральній нервовій системі утворюють білу речовину головного і спинного мозку.
Короткі відростки (дендрити) і тіла нейронів не мають мієлінової оболонки, тому вони є сірого кольору. Їх скупчення утворюють сіру речовина мозку.
Нейрони з’єднуються один з одним таким чином: аксон одного нейрона приєднується до тіла, дендритам або аксону іншого нейрона. Місце контакту одного нейрона з іншим називається синапсом. На тілі одного нейрона налічується \(1200\) — \(1800\) синапсів.
Синапс — простір між сусідніми клітинами, в якому здійснюється хімічна передача нервового імпульсу від одного нейрона до іншого.
Кожен синапс складається з трьох відділів:
- Мембрана, утворена нервовим закінченням (пресинаптична мембрана).
- Мембрана тіла клітини (постсинаптична мембрана).
- Синаптична щілина між цими мембранами.
У пресинаптичній частині синапсу міститься біологічно активна речовина (медіатор), яка забезпечує передачу нервового імпульсу з одного нейрона на інший. Під впливом нервового імпульсу медіатор виходить у синаптичну щілину, діє на постсинаптичну мембрану і викликає збудження в тілі клітини наступного нейрона. Так через синапс передається збудження від одного нейрона до іншого.
Поширення збудження пов’язане з такою властивістю нервової тканини, як провідність.
Нейрони розрізняються за формою
Залежно від функцій, які вони виконують, виділяють наступні типи нейронів :
- нейрони, що передають сигнали від органів (рецепторів) до ЦНС (спинного та головного мозку), називають чутливими . Тіла таких нейронів містяться поза ЦНС, у нервових вузлах (гангліях). Нервовий вузол являє собою скупчення тіл нервових клітин за межами центральної нервової системи;
- нейрони, що передають імпульси від спинного і головного мозку до м’язів і внутрішніх органів називають руховими . Вони забезпечують передачу імпульсів від ЦНС до робочих органів.
- зв’язок між чутливими і руховими нейронами здійснюється за допомогою вставних нейронів через синаптичні контакти у спинному і головному мозку. Вставні нейрони містяться у межах ЦНС (тобто тіла і відростки цих нейронів не виходять за межі мозку).
Скупчення нейронів у центральній нервовій системі називається ядром (ядра головного, спинного мозку).
Спинний і головний мозок зв’язані з усіма органами нервами.
Нерви — вкриті оболонкою структури, що складаються з пучків нервових волокон, утворених в основному аксонами нейронів і клітинами нейроглії.
Нерви забезпечують зв’язок центральної нервової системи з органами, судинами і шкірним покривом.
- чутливі — забезпечують проведення імпульсів від рецепторів в ЦНС;
- рухові — що складаються з аксонів рухових нейронів і забезпечують проведення імпульсів з ЦНС до виконавчих органів;
- змішані — здатні проводити імпульси в обох напрямках.
Нервові сплетіння — це сукупність нервових волокон різних нервів, що іннервують шкірний покрив, скелетні м’язи і внутрішні органи.