Физиология нервных процессов

Синапсы — основа коммуникации клеток

Синапс представляет собой специализированную зону контакта. Он может располагаться как между двумя нервными клетками, так и между нейроном и иной возбудимой структурой. Главная задача этого образования — гарантировать передачу возбуждения таким образом, чтобы полностью сохранилась исходная информационная значимость сигнала.

В физиологии принято классифицировать синапсы по нескольким ключевым критериям:

• По локализации: выделяют центральные (находящиеся в пределах головного и спинного мозга) и периферические контакты.
• По развитию в онтогенезе: существуют стабильные синапсы, которые формируют дуги безусловных рефлексов, а также динамичные, которые постепенно проявляются по мере индивидуального развития организма.
• По механизму передачи сигнала: контакты делятся на химические, электрические и смешанные.
• По конечному физиологическому эффекту: возбуждающие и тормозные.

Если рассматривать исключительно химические синапсы, то их дополнительно разделяют по форме контакта на терминальные (имеют вид колбообразного соединения) и преходящие (выглядят как варикозное расширение аксона). По природе выделяемого медиатора они могут быть холинергическими, адренергическими, ГАМК-ергическими и так далее.

Механизмы нервного торможения

Торможение — важнейший активный процесс, обеспечивающий координацию функций организма. В рамках физиологии нервных процессов выделяют два базовых механизма.

Реципрокное (сопряженное) торможение Это физиологический механизм, при котором активация одной группы нейронов закономерно вызывает угнетение активности другой группы, выполняющей противоположную функцию. Процесс осуществляется при обязательном участии вставочных тормозных нейронов (ТН). Последовательность событий такова:

1. Нервный импульс поступает и проводится по основной возбуждающей цепочке.
2. Происходит сокращение целевой иннервируемой мышцы.
3. Одновременно с этим через коллатераль аксона возбуждающего нейрона активируется вставочная тормозная клетка.
4. Этот тормозной нейрон надежно блокирует проведение сигнала в альтернативной (антагонистической) цепочке мотонейронов.

Пресинаптическое торможение Данный вид торможения разворачивается непосредственно в пресинаптическом окончании.

• Медиатор: в синаптическую щель выделяется гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).
• Ионные сдвиги: под действием медиатора происходит выход ионов хлора (Cl⁻) из клетки. Это приводит к развитию деполяризации мембраны пресинаптического терминала.
• Результат: проведение нервных импульсов по пресинаптическим путям к постсинаптической клетке блокируется. Главный итог этого каскада — выделение недостаточного количества медиатора в щель, что предотвращает возбуждение следующего нейрона в цепи.

Возрастные особенности нервной регуляции

Нервные процессы у детей раннего возраста имеют выраженную специфику. У новорожденного ребенка в регуляции функций безоговорочно преобладают подкорковые структуры и стволовые механизмы. Именно этим объясняется обилие транзиторных безусловных рефлексов, которые в норме угасают в течение первых месяцев жизни.

Высшая нервная деятельность (ВНД) младенца характеризуется тем, что процессы возбуждения значительно преобладают над процессами торможения. Кроме того, для детского возраста типична выраженная иррадиация нервных процессов — возбуждение легко распространяется, захватывая обширные зоны.

Физиологическая адаптация новорожденных

Помимо особенностей нервной системы, физиология раннего возраста включает ряд критических адаптационных механизмов, которые запускаются сразу после рождения.

• Терморегуляция: основным способом выработки тепла у младенца является несократительный термогенез. Он осуществляется за счет бурой жировой ткани (textus adiposus fuscus), а не путем мышечной дрожи. При этом теплоотдача относительно выше теплопродукции из-за большой площади поверхности тела и тонкого слоя подкожного жира, что создает высокий риск гипотермии.
• Дыхание: самый первый вдох инициируется комплексом факторов после прекращения плацентарного кровотока. К ним относятся нарастание уровня углекислого газа (paCO₂), падение напряжения кислорода (paO₂) и снижение pH крови, а также температурные и тактильные стимулы. Стабильность альвеол на выдохе поддерживает сурфактант, система которого созревает к 34–36-й неделе гестации.
• Кровообращение: у плода работают три шунта (ductus venosus, foramen ovale, ductus arteriosus), направленные на обход нефункционирующих легких. После рождения легочное сосудистое сопротивление падает, плацентарный кровоток прекращается, что меняет градиент давлений. Овальное окно функционально закрывается сразу же, а артериальный проток — в первые часы или сутки.
• Пищеварение и константы: пищеварительная система грудничка адаптирована к молочному питанию — отмечается высокая активность лактазы при низкой активности амилазы (до 3–4 месяцев). Само женское молоко меняется во времени: от молозива к переходному и зрелому. Важно помнить, что все физиологические константы (ЧСС, ЧД, АД, температура) закономерно меняются с возрастом, поэтому оценка состояния всегда проводится с учетом возрастной нормы.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Подробная классификация химических синапсов по природе медиатора
• Ионные механизмы деполяризации при выходе ионов хлора в пресинаптическом окончании
• Этапы созревания системы сурфактанта в эмбриогенезе
• Динамика изменения состава грудного молока (молозиво, переходное, зрелое)
• Возрастные нормы физиологических констант (ЧСС, ЧД, АД, температура)

Другие темы раздела «Общая физиология ЦНС»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.