Определение соматической нервной системы
Соматический нервная система (SoNS), также известный как добровольная нервная система, является частью периферическая нервная система (ПНС). Он состоит из нейронов, которые связаны со скелетом или поперечно-полосатой мускул волокна и влияют на произвольные движения тела.
Периферическая нервная система состоит из всех нейронов, которые существуют вне головной мозг и спинной мозг. Он выступает в качестве посредника между Центральная нервная система (ЦНС) и мышцы, кожа и органы чувств. Нервы ПНС посылают электрохимические сигналы назад и вперед между ЦНС и остальной частью тела. Большая часть ПНС состоит из 12 пар черепных нервов и 31 пары спинных нервов. Некоторые из нейронов в этих нервах имеют сенсорную функцию, а другие имеют моторную функцию. Моторные нейроны, которые иннервируют поперечно-полосатые мышцы, образуют соматическую нервную систему.
Функции соматической нервной системы
SoNS содержит как афферентные нервы, движущиеся к ЦНС, так и эфферентные нервы, ответственные за передачу сигналов от ЦНС к остальной части тела. Мозг и спинной мозг обрабатывают входные данные из различных источников и интегрируют их, прежде чем выработать ответ. Этот ответ определяет местоположение и силу сокращения мышц в разных частях тела. Таким образом, основная функция соматической нервной системы заключается в соединении ЦНС с органами и поперечно-полосатыми мышцами для обеспечения сложных движений и поведения.
Кроме того, SoNS также опосредует подмножество непроизвольных мышечных реакций, называемых рефлекторными дугами. Рефлекторная дуга приводит к чрезвычайно быстрому сокращению мышц в ответ на раздражитель с минимальным вмешательством со стороны мозга. В то время как импульс для большинства добровольных сокращений мышц возникает в мозге или стволе мозга, рефлекторное действие может быть осуществлено только с одним сенсором и моторный нейрон этот синапс в спинном мозге. Моторный ответ практически «зашит» для определенного стимула. Реакция коленного рефлекса на стимуляцию связки надколенника в колене является примером рефлекторного ответа. Другие примеры включают немедленное снятие руки при прикосновении к горячей плите или быстрое изменение позы, когда нога помещен на острый камень.
Примеры реакции соматической нервной системы
Соматическая нервная система неразрывно связана с центральной нервной системой с сенсорными и моторными нейронами SoNS, связывающимися с головным и спинным мозгом. Поперечно-полосатые скелетные мышцы под произвольным контролем получают сигналы для сокращения на основе стимулов, передаваемых в ЦНС. Например, гуляя по тропическому лесу, вы наблюдаете за лесной почвой на предмет упавших веток, насекомых или подроста. Поскольку ЦНС постоянно получает визуальный ввод, она отправляет сообщения в периферическую нервную систему, в частности, в СОН, чтобы изменить осанку и сократительную способность. скелетная мышца и приспосабливать изменения к поверхности леса. В то же время, если пиявка прилипла к вашей икроножной мышце, сенсорные нейроны указывают на постоянное ощущение сырости на ноге. Скелетные мышцы изменяют ваше положение, так что область может быть визуально осмотрена. Обнаружив пиявку, ЦНС, благодаря памяти и обучению, направляет скелетные мышцы рук и пальцев через СОНС, чтобы достать немного соли. Брутто и мелкая моторика используются для посыпания щепоткой соли на пиявку, чтобы она упала.
Подобные события происходят в нервной системе в самых разных видах деятельности. Например, танцовщица на сцене интегрирует свою память о музыке и хореографии в ЦНС, чтобы направить движение своих скелетных мышц через SoNS. От неподвижной готовности ее тела до начала музыки до последнего поклона и улыбки нейроны SoNS сигнализируют о каждой большой и маленькой поперечно-полосатой мышечной группе в теле, основываясь на направлениях ЦНС.
Моторные нейроны
Нервный путь, который приводит к сокращению скелетных мышц, может быть функционально разделен на два основных типа нейронов – верхние моторные нейроны в центральной нервной системе и нижние моторные нейроны соматической нервной системы. Нижние двигательные нейроны могут быть частью черепных или спинномозговых нервов. Они иннервируют мышечные волокна и непосредственно вызывают их сокращение.
Верхние моторные нейроны имеют свои клетка органы в прецентральной извилине головного мозга. Эта область расположена к заднему концу лобной доли в коре головного мозга и связана с первичной моторной корой. Аксоны верхних двигательных нейронов, связанные с произвольным мышечным движением, движутся вдоль ЦНС по двум путям – кортикоспинальному и кортико-бульбарному трактам. Нейроны, аксоны которых движутся по синапсу кортико-бульбарного тракта, с нижними моторными нейронами в стволе мозга. Аксоны этих нижних моторных нейронов образуют черепные нервы, такие как глазодвигательные, трохлеарные или тройничные нервы, которые связаны с сокращением скелетных мышц лица, шеи, челюсти и языка.
Изображение показывает верхние двигательные нейроны, выходящие из прецентральной извилины и движущиеся вдоль кортико-бульбарного тракта к стволу мозга.
Аксоны других верхних двигательных нейронов движутся вдоль кортикального отдела позвоночника, минуя продолговатый мозг и достигая вентральных рогов спинного мозга.
Изображение показывает происхождение верхних двигательных нейронов из прецентральной извилины, движущихся через средний мозг и мозговое вещество, чтобы сформировать боковые и передние кортикоспинальные тракты. Основная функция этих нейронов заключается в соединении мозга со спинным мозгом. В спинном мозге верхние моторные нейроны образуют синапсы с нижними моторными нейронами и выделяют глутамат в синаптическую щель. Деполимеризация нижнего моторный нейрон приводит к передаче потенциала действия к скелетным мышцам.
Существует три типа нижних моторных нейронов – альфа, бета и гамма. Альфа-двигательные нейроны представляют собой толстые, миелинизированные, многополярные нервные волокна, которые участвуют в иннервации большинства волокон скелетных мышц и вызывают их сокращение. Гамма моторные нейроны поддерживают активность альфа моторных нейронов, поддерживая мышечные веретена туго натянутыми. Альфа моторные нейроны могут получать сигналы от верхних моторных нейронов для произвольного мышечного движения. В то же время они могут получать информацию от сенсорных и межнейронных клеток, чтобы инициировать рефлекторные действия. Количество альфа-моторных нейронов, иннервирующих одну мышцу, зависит от степени точного моторного контроля, необходимого на месте. Следовательно, мышцы пальца будут иметь значительно больше альфа-мотонейронов, связанных с ними, чем мышцы бедра или предплечья.
Нервно-мышечное соединение
Конец аксона альфа-моторного нейрона образует нервно-мышечное соединение с полосатыми мышечными волокнами, где ацетилхолин выделяется в качестве нейротрансмиттера. Когда потенциал действия достигает конца аксона альфа-моторного нейрона, управляемый напряжением ионный канал позволяет входить ионам кальция в нейрон. Эти ионы вызывают слияние синаптических везикул с плазматическая мембрана в результате чего высвобождение ацетилхолина в нервно-мышечном соединении. Затем ацетилхолин связывается с никотиновыми рецепторами мышечных клеток. Эти рецепторы являются ионными каналами, которые открываются при лиганд связывание, которое затем приводит к каскаду ионов внутри мышечного волокна, что приводит к сокращению мышц.
Два сильных токсина, которые влияют на нервно-мышечное соединение, являются ботулин. токсин и столбнячный токсин. Оба химических вещества производятся бактерии – первая – бактерией Clostridium botulinum, вторая – Clostridium tetani. Ботулизм может повлиять на человека при вдыхании или проглатывании токсина или при проглатывании бактериальных спор из зараженной пищи. Это особенно верно для неправильно приготовленных консервов, поскольку теплая, влажная и анаэробная среда внутри пищевых контейнеров может обеспечить благоприятную среду для роста бактерий. Токсин препятствует слиянию синаптических везикул с нейрональной плазматической мембраной и, таким образом, предотвращает выброс ацетилхолина в нервно-мышечное соединение. Следовательно, это приводит к параличу, первоначально мышц лица, а в тяжелых случаях даже гладких мышц диафрагмы. Это один из самых мощных известных нейротоксинов с летальной дозой 1 микрограмм для взрослого. Единственным другим токсином этой потенции является токсин столбняка, и он действует аналогичным образом. Когда токсин столбняка попадает в пресинаптический нервный конец, он предотвращает выброс нейротрансмиттеров в нервно-мышечное соединение. В то время как ботулинический токсин вызывает вялый паралич, столбнячный токсин вызывает спастический или жесткий паралич.
Сенсорные нейроны
Афферентные сенсорные нейроны соматической нервной системы предоставляют ЦНС информацию об угле сустава, длине мышц, напряжении мышц и наличии вредных раздражителей.
проприоцепторы
В дополнение к типичным экстрафузальным мышечным волокнам тело мышцы также содержит мышечные веретена. Эти небольшие органы чувств содержат специализированные мышечные волокна, которые имеют центральный не сократительный сегмент. Афферентные нейроны соматической нервной системы имеют свои сенсорные дендриты в этой области. Эти дендриты содержат ионные каналы, которые открываются в ответ на механические воздействия на клетку. Когда мышечный веретено растягивается, открытие ионных каналов генерирует потенциал действия в этих сенсорных нейронах. Наличие механически закрытых ионных каналов позволяет этим нейронам нести подробную информацию о состоянии мышцы и ее сократительной активности.
Ноцицепторы
Ноцицепторы являются болевыми рецепторами, обнаруживаемыми по всему телу, и являются важной частью профилактики травм, особенно в мышечных волокнах. Эти нейроны активируются в ответ на потенциально вредные раздражители, такие как жара, холод или экстремальные силы. Присутствие ноцицепторов предотвращает нас от чрезмерного растяжения суставов, растяжения мышц и защищает нас от широкого спектра травм.
- Альфа Мотор Нейроны – Нижние моторные нейроны ствола мозга и спинного мозга связаны с поперечнополосатыми мышечными волокнами и непосредственно ответственны за их сокращение.
- Экстрафузальное мышечное волокно Скелетные поперечно-полосатые мышечные волокна иннервируются альфа-моторными нейронами и прикрепляются к кости через сухожилия. Основной функцией является формирование скелетных движений в результате сократительного напряжения. Составляют большую часть поперечно-полосатых мышц в организме человека.
- Нижние моторные нейроны – Эффекторные нейроны произвольного сокращения мышц, обычно синапсируются в нервно-мышечном соединении с полосатыми мышечными волокнами. Клеточное тело располагается либо в медуллярных пирамидах ствола мозга, либо в переднем роге спинного мозга.
- Верхние моторные нейроны – Нейроны, которые берут начало в стволе мозга или моторной коре и несут информацию в нижние моторные нейроны спинного мозга или медуллярных пирамид.
викторина
1. Какое из этих утверждений о мотонейронах НЕ соответствует действительности?A. Верхние моторные нейроны имеют свои клеточные тела в префронтальной кореB. Ацетилхолин является единственным нейротрансмиттером, выделяющимся в синапсе между верхним и нижним моторными нейронамиC. Аксоны верхних двигательных нейронов спускаются по направлению к спинному мозгу в кортикально-бульбарном трактеD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 1
D верно. Верхние двигательные нейроны имеют свои клеточные тела в прецентральной извилине, в задней части лобной коры. Глутамат является основным нейротрансмиттером, используемым в синапсах между верхним и нижним моторными нейронами. Ацетилхолин является предпочтительным в большинстве нервно-мышечные соединения, Аксоны верхних двигательных нейронов движутся по направлению к спинному мозгу в кортикально-спинномозговом тракте. Кортикобульбарный тракт переносит аксоны верхних двигательных нейронов к синапсам в стволе мозга.
2. Какой из этих смертельных токсинов используется в косметических процедурах?A. Ботулинический токсинB. Столбнячный токсинC. Кураре D. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 2
верно. Ботулинический токсин, коммерчески известный как ботокс, используется в косметических процедурах. Он локально вводится в мышцы лица и вызывает вялый паралич через две недели. Инъекцию необходимо принимать каждые шесть месяцев для лечения морщин. Он также используется в некоторых лечебных целях, например при некоторых нарушениях зрения и движения.
3. Какие из них являются особенностями альфа моторных нейронов?A. Малый и пирамидальной формыB. миелиновыйC. Длинные и тонкиеD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 3
В верно. Альфа моторные нейроны крупные, а многополярные нижние моторные нейроны. Они толстые и миелинизированные, что позволяет быстро проводить потенциалы действия.