§ 36. Регуляція рухової активності

Соматична нервова система. Будь-яка діяльність людини супроводжується рухами, що забезпечують переміщення в просторі тіла або його частин. Рух є результатом роботи м’язів — згиначів і розгиначів. М’язи працюють не лише в динамічному режимі, але й у статичному, підтримуючи позу — певне положення тіла в просторі. Це завдання м’язи виконують і під час ходьби, і під час виконання 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 рухової активності розміщуються в спинному й головному мозку.

Тіла більшості мотонейронів розміщуються в спинному мозку, а їхні аксони в складі спинномозкових нервів прямують до всіх скелетних м’язів. Поблизу скелетного м’яза аксон розгалужується, і його закінчення іннервують водночас декілька м’язових волокон (мал. 35.1а, с. 147). За командою, яка приходить по аксону, вони скорочуються одночасно.

Як регулюються рухи? Пригадайте: рефлекторна дуга колінного рефлексу складається всього з двох нейронів — інформація від чутливого нейрона в спинному мозку безпосередньо передається на мотоней-рон. Проте спинний мозок регулює й більш складні мимовільні рухи.

Так, випадково наступивши на кнопку, ви тієї ж миті піднімаєте ногу, згинаючи її в коліні (мал. 36.1). Чутливим нейроном, закінчення 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 доставляє їх до м’яза-згинача правої ноги, і цей м’яз скорочується. Інший інтернейрон — гальмівний. Він блокує проходження нервових імпульсів до мотонейрона, що іннервує м’яз-розгинач, тому цей м’яз розслабляється. Отже, м’язи правої ноги відповідають на збудження чутливого нейрона двома рефлексами — скороченням згинача й розслабленням розгинача. Як наслідок — права нога згинається.

Проте відповідь організму на укол кнопки цим не обмежується: піднімаючи ногу, ви ризикуєте впасти. Що дає вам змогу запобігти падінню? Нервові імпульси від чутливого нейрона надходять не лише до інтернейронів у правій частині сегмента. Одночасно вони досягають інтернейрона, який прямує до лівої його частини. Через відповідні інтернейрони активується програма дій для лівої ноги: мотонейроном, який іннервує м’яз-розгинач, надходить команда, що примушує його скоротитися. Водночас мотонейрон, пов’язаний зі згиначем, гальмується, і м’яз розслаблюється. Наслідком цих двох протилежних рефлексів є випрямлення лівої ноги, яке дає вам змогу втримати тіло в позі стояння.

Дуги, за допомогою яких здійснюються ці рухи, замикаються на рівні спинного мозку. Складніші рухи регулюються руховими центрами, розташованими в мозочку, стовбурі й корі головного мозку, до яких зі спинного мозку надходить інформація про стан м’язів, а від вестибулярного апарата й 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 мотонейро-нів надходять команди, які підсилюють скорочення розгиначів і розслабляють

згиначі кінцівок і тулуба. Від ядер середнього мозку до цих м’язів ідуть протилежні команди. Одночасні впливи цих ядер на розгиначі й згиначі дають нам змогу підтримувати рівновагу.

Рухові центри мозочка. Програми підтримки пози і програми рухів узгоджуються в мозочку. Він одержує інформацію від центрів регуляції пози, від рухових центрів кори й 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 й точними. Він контролює тонкі рухи рук, рухи мовного апарату, жування. У мозочку зберігаються програми рухів, що доведені до автоматизму.

Рухові центри кори великих півкуль розташовані в її руховій (моторній) зоні й пов’язані з мозочком і руховими центрами стовбура мозку. Через них інформація від кори надходить до мотонейронів. Проте від рухової зони кори до мотонейронів стовбура й спинного мозку проходять і прямі нервові шляхи. Ці шляхи перехрещуються на рівні довгастого мозку, тому рухові центри лівої півкулі керують м’язами правої частини тіла, а рухові центри правої півкулі — м’язами лівої частини. Кора великих півкуль — це головний координатор рухів. У її асоціативних, сенсорних і рухових зонах формуються програми складних довільних рухів, відбувається вибір м’язів-виконавців. Кора відповідає за процес оволодіння новими руховими навичками. За її участі в пам’яті накопичуються програми рухів, які організм може використовувати в майбутньому.

Рухові рефлекси спричиняються лише подразненнями чутливих нейронів шкіри. Центри регуляції рухів розміщуються в спинному й 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 (статичні) рефлекси відповідає вегетативна нервова система.

1. Покажіть на мал. 36.1 рефлекторні дуги рефлексів, які спричиняють згинання правої ноги; випрямлення лівої ноги. Обговоріть, який біологічний сенс в одночасності цих рефлексів.

2. Знайдіть у тексті пояснення того, які рухові центри беруть участь у регуляції рухів вашого тіла під час ходьби.

1. Яка частина нервової системи називається соматичною? 2. Де розміщуються мотонейрони? 3. Назвіть рухові й позні рефлекси, за рахунок яких ви, стоячи, згинаєте ногу в колінному суглобі. 4. Якими є функції рухових центрів мозочка й кори головного мозку? 5*. Чому пошкодження рухової

зони кори в лівій півкулі головного мозку призводить до втрати рухової активності в правій частині тіла? 6*. Знайдіть у тексті пояснення того, які рухові центри беруть участь у регуляції рухів вашого тіла під час ходьби.

ЛЮДИНА ТА II ЗДОРОВ’Я

Як зберегти нервову систему здоровою?

Особливе значення для збереження працездатності та здоров’я головного мозку має повноцінний нічний сон. Під час сну активність клітин мозку знижується, гальмування в них переважає над збудженням. Це дає змогу нейронам відновити ресурси, необхідні для активної роботи вдень. Недостатня тривалість сну супроводжується хронічною втомою, яка може призвести до нервових розладів. Зміни у функціональному стані клітин головного мозку спричиняє споживання деяких хімічних речовин. Особливо чутлива до таких впливів нервова система дітей і підлітків. Небезпечними в цьому відношенні є навіть чай і кава — напої, що містять кофеїн, який підсилює процеси збудження в нейронах мозку. Вживання міцних кави й чаю може призвести до надмірного збудження, нервові клітини виснажуються, і це з часом може стати причиною стійкого їх гальмування.

Такою самою за ефектом є й дія нікотину — складової тютюнового диму, що потрапляє в організм під час паління. Унаслідок тривалого паління порушується нормальне співвідношення між збудженням і гальмуванням, значно знижується працездатність нейронів мозку.

Украй негативними й загрозливими є наркотичні речовини, зокрема алкоголь. Усі вони, надійшовши до організму, проникають у кров, а з нею — до мозку. У синалсах нейронів є рецептори до цих речовин, тому вони впливають на процеси передачі нервового імпульсу. У малих дозах алкоголь і наркотики впливають на нервові клітини, збуджуючи їх. Таке збудження супроводжується підвищенням настрою, виникненням відчуття свободи тощо. Проте одночасно ці речовини змінюють метаболізм нервових клітин, спричинюють звикання, і людина змушена вживати їх дедалі більше. Наркотичні речовини руйнують нервові клітини мозку, спотворюють регуляторні процеси: людина втрачає контроль над собою, стає непрацездатною. Страждає й вегетативна нервова система, наслідком чого можуть бути захворювання внутрішніх органів і швидка загибель людини.

Механізми дії наркотичних речовин не залежать від волі й бажань людини: ми не можемо впливати на склад рецепторів у синап-

сах нашої нервової тканини. Проте розуміння того, у який спосіб діють наркотики й до яких результатів неминуче призводять їхні впливи, дає кожному шанс зробити правильний вибір і утриматися навіть від спроб їх уживання.

Наша лабораторія

Ендорфіни — молекули радості

У 70-х роках XX ст. вчені знайшли в нейронах мозку рецептори до морфіну — наркотичної речовини, що спричиняє знеболюючий ефект і почуття ейфорії. Виявилося також, що речовини з подібними властивостями виробляються і в самому організмі — це пептиди (фрагменти молекул білків). Дослідники назвали їх ендорфінами, тобто внутрішніми морфінами. Синтезуються ендорфіни в клітинах головного і спинного мозку, гіпофіза, надниркових залоз, кишечнику та деяких інших органів.

Ендорфіни виконують в організмі багато функцій, й одна з них — регуляція больових відчуттів. Завдяки цим речовинам не всі больові сигнали доходять до головного мозку. Якби ендорфінів не було, людина відчувала б сильний біль від щонайменшого дотику. Ендорфіни вивільняються з клітин, де вони синтезуються, під час сильних фізичних і психічних навантажень. Проявом їхнього впливу є, наприклад, зниження больової чутливості в боксерів — зазвичай вони не відчувають болю, доки не закінчиться бій.

Спортсменам, що звикли до тривалих навантажень, додатковий викид ендорфінів у кров допомагає долати втому під час напруження. Це явище називають другим диханням. Ендорфіни регулюють апетит, підсилюють імунітет, підвищують вироблення статевих гормонів.

Збільшення синтезу ендорфінів у організмі підвищує настрій, тому їх інколи називають «гормонами щастя». Отже, виникненню наших почуттів і емоцій сприяють речовини, які синтезуються в організмі під впливом зовнішніх подразників — грубого або, навпаки, ласкавого слова, успіху або невдачі, приємної музики або дратівливого шуму, голоду або ситного обіду. Ви вже знаєте, що за регуляцію наших емоцій відповідає лімбічна система мозку. Виявилося, що найбільша концентрація ендорфінів і рецепторів до них є саме в нейронах лімбічної системи.

Коли в організм потрапляють наркотичні сполуки, вони заміщують внутрішні ендорфіни, і клітини втрачають здатність до їх синтезу. Саме тому виникає залежність від наркотиків — без них

людина почувається погано, у неї виникає депресія. Отже, без захисту ендорфівів організм швидко руйнується.

Підсумки

Головним завданням нервової системи є забезпечення нервової регуляції — керування роботою фізіологічних систем, спрямоване на адаптацію організму до середовища й підтримання показників життєдіяльності організму в межах норми.

Функціональною одиницею роботи нервової системи є нейрон — нервова клітина. Роботі нейрона допомагають численні клггини глГі. Завдання нейрона — генерація, проведення і передача нервових імпульсів іншим нейронам або клітинам робочих органів.

Реакції нервової системи називають рефлексами. Рефлекси здійснюються через рефлекторну дугу, яка складається з трьох нейронів: чутливого, який сприймає подразник, інтернейрона, який обробляє інформацію, й ефекторного нейрона, який надсилає сигнал робочому органу.

Нервова система поділяється на центральну й периферичну. До центральної нервової системи належать спинний і головний мозок.

Центральна нервова система одержує всю інформацію від органів чуттів і є центром розрахунку, аналізу та планування поведінки.

До периферичної нервової системи належать нерви, які відходять від спинного й головного мозку. За функціями її поділяють на вегетативну й соматичну. Вегетативна нервова система керує роботою внутрішніх органів, а соматична — рухами.

Працюємо разом

Проведіть невеличке дослідження: простежте за змінами стану свого організму протягом двох-трьох днів. Звертайте увагу на частоту пульсу, який є показником частоти серцевих скорочень, на частоту дихання, на збільшення або зменшення потовиділення, на термін, протягом якого показники діяльності внутрішніх органів повертаються до вихідних значень, а також на обставини, які спричинили зміни в роботі внутрішніх органів. Опишіть результати спостереження, наведіть пояснення того, якими були механізми регуляції стану організму. Оформіть роботу у вигляді повідомлення, розмістіть його на стенді. Проведіть міні-конференцію, обговоріть, які з повідомлень були найзмістовнішими, які найкраще оформлені.

Тема 8

Зв’язок організму людини із зовнішнім середовищем. Сенсорні системи

Відчуття холоду від дотику до бурульки, запах квітів і смак їжі, звукові й зорові образи під час концерту чи споглядання морського пейзажу, а також почуття вдячності від усвідомлення того, що всі ці відчуття нам доступні, виникають завдяки сенсорним системам.

Вивчивши цей розділ, ви дізнаєтеся, як організм людини сприймає навколишнє середовище; як влаштовані сенсорні системи й органи чуттів; як людина бачить, чує, відчуває смак, запах, дотик, температуру, біль; про порушення функції сенсорних систем і їх профілактику.

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Базанова