Na co dzień nie myślimy o tym, w jaki sposób nasz organizm wykonuje czynności życiowe. Po prostu działa – zawiaduje nim autopilot, którym jest układ nerwowy. Do jego głównych zadań należy kierowanie wieloma czynnościami, często bez udziału naszej świadomości, odbieranie informacji z otoczenia, kierowanie procesami myślenia i podejmowania decyzji.

Komórki, z których zbudowany jest układ nerwowy
Już wiesz
  • organizm odbiera docierające do niego informacje i reaguje na nie;

  • mózg i rdzeń kręgowy są chronione przez czaszkę oraz kanał kręgowy kręgosłupa.

Nauczysz się
  • wykazywać związek między budową a funkcją neuronu;

  • wyjaśniać, na czym polega przewodzenie impulsów nerwowych;

  • wymieniać funkcje układu nerwowego;

  • omawiać strukturalny i czynnościowy podział układu nerwowego;

  • wyjaśniać, na czym polega przeciwstawne działanie układu współczulnego i przywspółczulnego.

1. Budowa układu nerwowego

Układ nerwowy zbudowany jest z kilku podsystemów współpracujących ze sobą i resztą organizmu. Ze względu na budowę wyróżniamy ośrodkowy (centralny) układ nerwowy (OUN) oraz obwodowy układ nerwowy. Ośrodkowy układ nerwowy składa się z mózgowia i rdzenia kręgowego. OUN to centrum kontroli całego organizmu. Odbiera, analizuje i przetwarza informacje pochodzące ze środowiska wewnętrznego i zewnętrznego, wysyła odpowiedzi do narządów wykonawczych. Umożliwiają to nerwy czaszkowe i rdzeniowe, które łączą mózgowie i rdzeń z różnymi częściami ciała. To one, wraz ze splotami i zwojami, budują obwodowy układ nerwowy. Układ ten odbiera informacje, przesyła je do OUN oraz przewodzi odpowiedzi na nie z mózgowia i rdzenia kręgowego do narządów wykonawczych.

W obwodowym układzie nerwowym można wyróżnić układ somatyczny i autonomiczny, które współpracując ze sobą, utrzymują w równowadze środowisko wewnętrzne organizmu. Układ somatyczny odbiera bodźce ze środowiska zewnętrznego i kieruje pracą mięśni szkieletowych. Układ autonomiczny (wegetatywny) odbiera bodźce pochodzące ze środowiska wewnętrznego i kontroluje pracę narządów, których działanie jest niezależne od naszej woli (np. mięśnia sercowego).

W układzie autonomicznym wyróżniamy część współczulnąprzywspółczulną. Obie, za pośrednictwem różnych nerwów, wpływają na ten sam narząd, a wykonywane przez nie czynności mają charakter przeciwstawny. Układ współczulny pobudza aktywność wielu narządów (i hamuje pracę innych) oraz mobilizuje organizm do działania w sytuacjach stresowych. Układ przywspółczulny pełni funkcje odwrotne – hamuje aktywność narządów i wycisza organizm. Układ współczulny powoduje na przykład rozszerzenie źrenic, które pojawia się, gdy organizm przygotowany jest do obrony lub ucieczki. Aby się ona udała, musi rejestrować wszystkie zagrażające mu ruchy i szczegóły otoczenia. Gdy niebezpieczeństwo minie, układ przywspółczulny sprawia, że źrenice się zwężają, a oczy już nie są tak wrażliwe na informacje płynące z otoczenia.

Część przywspółczulna – z lewej, część wspólczulna – z prawej
Ciekawostka

Całkowita długość nerwów obwodowych u człowieka wynosi 150 tysięcy km, a prędkość przesyłanych nimi impulsów to 5‑130 m/s.

Polecenie 1

Wskaż pory doby, kiedy układ przywspółczulny przejmuje dowodzenie nad organizmem i opisz, na czym ono polega.

2. Komórki nerwowe i nerwy

Podstawowymi jednostkami strukturalnymi i funkcjonalnymi układu nerwowego są komórki nerwowe – neurony. Drzewiasty kształt neuronów to wyraz ich przystosowania do odbierania i przekazywania informacji. Od ciała komórki nerwowej odchodzą w wielu kierunkach liczne, cienkie wypustki, tzw. dendryty. Są one krótkie i mocno rozgałęzione, przewodzą informacje w kierunku ciała komórki. Stanowią ok. 80% całkowitej masy neuronu. Pojedyncza długa (u człowieka mierząca nawet do 100 cm) wypustka nerwowa to akson odpowiedzialny za przekazywanie informacji od ciała komórki nerwowej do innego neuronu lub narządu wykonawczego. Nazywany jest też neurytem lub włóknem nerwowym.

Błona komórkowa neuronu posiada zdolność przewodzenia informacji w postaci impulsów elektrycznych (nerwowych). Impulsy dostarczane są przez dendryty do błony okrywającej ciało komórki nerwowej, a stąd biegną wzdłuż błony komórkowej aksonu do innych neuronów, mięśni, gruczołów. Wypustki neuronów nie stykają się bezpośrednio ze sobą. Dzieli je bardzo wąska szczelina, tzw. szczelina synaptyczna, przez którą przekazywane są impulsy z aksonu jednej komórki do dendrytu drugiej (lub z aksonu do np. komórki mięśniowej lub gruczołu). Połączenie aksonu komórki przekazującej impuls z błoną komórki innego neuronu przyjmującego impuls lub innej komórki przyjmującej impuls, nosi nazwę synapsy.

W przestrzeni synaptycznej informacja jest przenoszona za pośrednictwem substancji chemicznych zwanych mediatorami lub neuroprzekaźnikami. Wydziela je kolbowato rozszerzone zakończenie aksonu, a w błonie sąsiadujących z nim dendrytów znajdują się receptory, które pasują przestrzennie do neuroprzekaźników. Gdy impuls elektryczny dotrze do kolbkowatego zakończenia aksonu, do wnętrza szczeliny synaptycznej wydzielane są mediatory. Łączą się one z receptorami obecnymi w błonie komórki przyjmującej, co powoduje powstanie w niej impulsu elektrycznego przemieszczającego się dalej w kierunku jej aksonu.

Niektóre leki i trucizny mogą zakłócać przekazywanie synaptyczne przez:

  • naśladowanie neuroprzekaźnika (np. nikotyna);

  • zatrzymanie zbyt dużej ilości neuroprzekaźnika (np. kokaina);

  • ograniczenie wydzielania neuroprzekaźnika (np. alkohol);

  • blokowanie receptorów.

Polecenie 2

Wymień rodzaje komórek, które mogą tworzyć synapsy na styku z komórką nerwową.

Niektóre aksony pokryte są substancją tłuszczową – mieliną. Osłonka mielinowa izoluje sąsiednie neurony i przyspiesza przewodzenie impulsów wzdłuż włókien nerwowych. Aksony lub dendryty różnych neuronów, zebrane w pęczki i okryte od zewnątrz tkanką łączną, tworzą nerw. Nerwy mają za zadanie przekazywać informacje między mózgowiem lub rdzeniem kręgowym a komórkami ciała.

Przekazuje informacje z mózgu do mięśni twarzy i ślinianek
Warto wiedzieć

Czasem po uderzeniu się w łokieć odczuwa się mrowienie przebiegające wzdłuż części ręki do palców, a potem silny ból. To skutek urazu nerwu łokciowego, który przebiega po wewnętrznej stronie łokcia w rowku kości ramieniowej. Leży płytko pod skórą, dlatego można palcami wyczuć jego obecność.

Podsumowanie

  • Podstawową jednostką strukturalną i funkcjonalną układu nerwowego jest neuron.

  • W układzie nerwowym informacje przekazywane są w postaci impulsów elektrycznych i substancji chemicznych.

  • Ośrodkowy układ nerwowy składa się z mózgowia i rdzenia kręgowego.

  • W skład obwodowego układu nerwowego wchodzą nerwy odchodzące od mózgowia i rdzenia kręgowego.

  • Układ autonomiczny podtrzymuje funkcje życiowe: odbiera bodźce pochodzące ze środowiska wewnętrznego organizmu, kontroluje pracę narządów, których działanie jest niezależne od naszej woli, umożliwia aktywność i wysiłek organizmu albo spowalnia pracę narządów wewnętrznych.

Praca domowa
Polecenie 3.1

Stwórz tabelkę, w której porównasz dendryty i akson. Uwzględnij 3 cechy.

Polecenie 3.2

Wyjaśnij, jakie znaczenie w okresie wypoczynku ma zwalnianie pracy serca, pobudzanie perystaltyki jelit, zwiększanie wydzielania soków w żołądku, a także która część układu nerwowego odpowiada za te czynności.

Słowniczek

akson

inaczej neuryt lub włókno nerwowe; długa pojedyncza wypustka nerwowa przewodząca impuls nerwowy od ciała neuronu do innej komórki

autonomiczny układ nerwowy

część układu nerwowego odpowiedzialna za odbiór bodźców ze środowiska wewnętrznego i za regulację pracy narządów niezależnych od woli

dendryty

krótkie, rozgałęzione wypustki neuronu przewodzące impuls nerwowy od receptora do ciała komórki, a następnie do aksonu

mózgowie

część centralnego układu nerwowego znajdująca się w czaszce; składa się z mózgu, móżdżku i rdzenia przedłużonego

nerw

pęczek aksonów lub dendrytów pochodzących od różnych neuronów, otoczony osłoną z tkanki łącznej

neuron

komórka nerwowa

neuroprzekaźnik

substancja chemiczna zawarta w pęcherzykach synaptycznych wydzielana do wnętrza synapsy przez komórkę przekazującą impuls; powoduje pobudzenie komórki odbierającej impuls

obwodowy układ nerwowy

część układu nerwowego utworzona przez nerwy odchodzące od mózgu i rdzenia kręgowego

ośrodkowy układ nerwowy

część układu nerwowego złożona z mózgowia i rdzenia kręgowego

somatyczny układ nerwowy

część układu nerwowego odpowiedzialna za odbiór bodźców ze środowiska zewnętrznego i regulację pracy mięśni szkieletowych

synapsa

wąska przestrzeń między komórką nerwową (jej aksonem) a inną komórką nerwową (dendrytem), komórką mięśniową lub budującą gruczoł, w której pobudzenie przekazywane jest za pomocą neuroprzekaźników

układ przywspółczulny

część układu autonomicznego odpowiadająca za wyciszenie organizmu poprzez zmniejszenie aktywności narządów (z wyjątkiem narządów układu pokarmowego)

układ współczulny

część układu autonomicznego odpowiadająca za mobilizację organizmu przez zwiększenie aktywności narządów (z wyjątkiem narządów układu pokarmowego)

Zadania

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3
Ćwiczenie 4