Координация және реттелу

Тақырыпты талдау

Нейрон және жүйке импульсі

Жүйке ұлпасы нейрондардан және нейроглия жасушаларынан (қоректендіру, тірек, қорғаныс) тұрады.

Қызметі бойынша нейрондар сезімтал (афферентті), аралық және қозғалтқыш (эфферентті) болады.

Аксондағы миелин қабықшасы импульсті жылдамдатады: миелинді талшықтар бойымен ол 120 м/с-қа дейін, миелинсіз талшықтармен шамамен 1 м/с жүреді.

Нейрон денелерінің жиынтығы сұр затты (қыртыс, ядролар, ганглийлер), өсінділері ақ затты (өткізгіш жолдар, жүйкелер) түзеді.

Синапс

Импульс аксон ұшына келеді, көпіршіктерден синаптикалық саңылауға медиатор бөлінеді.

Медиатор келесі жасуша жарғақшасының рецепторларымен байланысып, оның қозуын (немесе тежелуін) тудырады.

Сондықтан синапста сигнал тек бір бағытта және аздап кідіріспен өтеді. Синапстарға көптеген улар мен дәрілер әсер етеді.

Рефлекс және рефлекторлық доға

Рефлекторлық доға: рецептор → сезімтал нейрон → ОЖЖ-дағы аралық нейрон → қозғалтқыш нейрон → жұмысшы мүше (бұлшықет немесе без). Тізе рефлексі — аралық нейроны жоқ екі нейронды доға.

Шартсыз рефлекстер — туа біткен, түрлік, тұрақты (ему, тамаққа сілекей бөлу, ыстықтан қолды тартып алу).

Шартты рефлекстер — жүре пайда болған, жеке, бейтарап сигнал шартсыз тітіркендіргішпен қатар келгенде қалыптасады (Павловтың қоңырау мен итпен тәжірибелері) және бекітілмесе сөнеді. Үлкен ми сыңарларының қыртысында тұйықталады.

Тежелу: сыртқы (жаңа күшті тітіркендіргіш кезінде) және ішкі (бекітілмегенде сөну). И. М. Сеченов орталық тежелуді ашты.

Жүйке жүйесінің бөлімдері

Орталық жүйке жүйесі — ми мен жұлын; шеткі жүйке жүйесі — жүйкелер мен жүйке түйіндері.

Соматикалық жүйе қаңқа бұлшықеттерін (ерікті), вегетативтік (автономды) жүйе ішкі мүшелерді басқарады. Симпатикалық бөлім ағзаны жұмылдырады (пульсті жиілетеді, қарашықты кеңейтеді, ас қорытуды тежейді), парасимпатикалық бөлім қалпына келтіреді (жүректі баяулатады, ас қорытуды күшейтеді).

Жұлын: 31 жұп жұлын жүйкесі; сұр зат ішінде көбелек пішінді, ақ зат сыртында; қызметтері рефлекторлық және өткізгіштік.

Ми: сопақша ми (тыныс алу, жүрек, жөтел, түшкіру, жұту), ми көпірі, мишық (қозғалыс үйлесімділігі мен тепе-теңдік), ортаңғы ми (жарық пен дыбысқа бағдарлау рефлекстері), аралық ми (таламус — сезім сигналдарын ауыстыру; гипоталамус — жылу реттелу, аштық, шөлдеу, гипофизбен байланыс), үлкен ми сыңарлары.

Қыртыс: маңдай бөлігі — ойлау, сөйлеу, ерікті қозғалыстар; төбе бөлігі — тері сезімталдығы; самай бөлігі — есту; желке бөлігі — көру. Көп адамда сол сыңар сөйлеу мен логикаға жауап береді.

Анализаторлар

Көру: мөлдір қабық → сулы сұйықтық → қарашық → көз бұршағы → шыны тәрізді дене → торлы қабық. Таяқшалар (≈ 130 млн) ымырт кезіндегі көруге, сауытшалар (≈ 7 млн) түсті көруге жауап береді. Соқыр дақ — көру жүйкесінің шығатын жері, онда рецепторлар жоқ. Көру аймағы — желке бөлігі.

Есту: сыртқы құлақ (құлақ қалқаны, есту жолы) → дабыл жарғағы → ортаңғы құлақ (балғашық, төсше, үзеңгі; Евстахий түтігі қысымды теңестіреді) → ішкі құлақ (Корти мүшесінің рецепторлары бар ұлу). Вестибулярлық аппарат (жарты шеңберлі өзекшелер мен қапшықтар) — тепе-теңдік мүшесі. Есту аймағы — самай бөлігі.

Сондай-ақ иіс, дәм, сипап сезу, бұлшықет сезімі анализаторлары бар.

Эндокриндік жүйе

Гипофиз: өсу гормоны (балалық шақта артық болса — алыптық, ересектерде — акромегалия; жетіспесе — ергежейлілік), қалқанша безді, бүйрек үсті бездерін және жыныс бездерін басқаратын тропты гормондар; АДГ және окситоцин (гипоталамустан).

Қалқанша без: тироксин (құрамында йод бар), зат алмасуды күшейтеді. Балалық шақта жетіспесе — кретинизм, ересектерде — микседема; артық болса — базедов ауруы; йод жетіспесе — эндемиялық зоб.

Ұйқы безі (аралас): Лангерганс аралшықтары инсулин (глюкозаны азайтып, гликогенге айналдырады) және глюкагон (арттырады) бөледі. Инсулин жетіспесе — қант диабеті.

Бүйрек үсті бездері: милы қабаты — адреналин (стресс: пульстің жиілеуі, қысым мен қанттың артуы); қыртысты қабаты — кортизол, альдостерон.

Жыныс бездері — аралас: тестостерон, эстрогендер. Айырша без (тимус) — T-лимфоциттердің жетілуі.

Кері байланыс қағидасы бойынша реттеледі: гормонның артықтығы гипофиздің тропты гормонын түзуді тежейді.

Жүйкелік және гуморальдық реттелу

Жүйкелік: жылдам, дәл, қысқа мерзімді, жүйкелер арқылы. Гуморальдық: баяу, ұзақ, кең ауқымды, қан арқылы гормондармен және басқа заттармен (мысалы, CO₂ тыныс алу орталығын ынталандырады).

Екі жүйе байланысты: гипоталамус — гормон түзетін жүйке ұлпасы (нейросекреция), ал бүйрек үсті бездері симпатикалық жүйкелердің бұйрығымен адреналин бөледі.

Өсімдіктердегі реттелу

Ауксиндер — жасушалардың созылып өсуі, тропизмдер, тамыр түзілуі (қалемшелеуде қолданылады).

Гиббереллиндер — сабақтың өсуі, тұқымның өнуі, гүлдеу.

Цитокининдер — жасуша бөлінуі, жапырақтың қартаюын тежейді.

Абсциз қышқылы — стресс және тыныштық гормоны: құрғақшылықта лептесіктерді жабады, тұқымдар мен бүршіктердің тыныштығын тудырады.

Этилен — жемістердің пісуі, жапырақ түсу.

Жануарлардың жүйке жүйелері 7 сынып

Шашыраңқы (торлы) — гидрада; түйінді (ганглийлер тізбегі) — құрттарда, ұлуларда, буынаяқтыларда; түтікті (ми және жұлын) — омыртқалыларда.

Ми бөлімдері 7–8 сынып

Сопақша ми — тыныс алу, жүрек соғуы, жұту, жөтел. Ми көпірі — бөлімдердің байланысы. Мишық — қозғалыс үйлесімі мен тепе-теңдік. Ортаңғы ми — жарық пен дыбысқа бағдарлау рефлекстері. Аралық ми (таламус, гипоталамус) — сезімталдық «қақпасы», аштық, шөлдеу, температура, гипофизбен байланыс. Үлкен ми сыңарларының қыртысы — ойлау, сөйлеу, есте сақтау, ерікті қозғалыстар.

Тыныштық және әрекет потенциалы 10 сынып

Тыныштық потенциалын (~−70 мВ) натрий-калий сорғысы сақтайды (3 Na⁺ сыртқа, 2 K⁺ ішке). Әрекет потенциалы: деполяризация (Na⁺ кіруі) → реполяризация (K⁺ шығуы).

Рефрактерлік кезең — нейрон жаңа тітіркендіргішке жауап бермейтін уақыт; соның арқасында импульс тек бір бағытта жүреді. «Бәрі немесе ештеңе» заңы: импульс не толық пайда болады, не мүлде пайда болмайды.

Ұйқы, күйзеліс және зиянды әдеттер 7 сынып

Ұйқы: баяу (қалпына келу) және жылдам (түс көру, жадты өңдеу); оқушыға 8–10 сағат керек. Күйзеліс — күшті тітіркендіргішке реакция (адреналин, кортизол); күн тәртібі, спорт, ұйқы көмектеседі.

Алкоголь мен есірткі синапстардың жұмысын бұзып, жүйке жасушаларын бүлдіреді; никотин тамырларды тарылтып, тәуелділік тудырады.

Гормондар жасушаларға қалай әсер етеді 11 сынып

Гормон тек өзіне рецепторлары бар нысана-жасушаларға әсер етеді. Ақуыздық гормондар (инсулин) мембранадағы рецепторға қосылып, «екінші делдалды» (цАМФ) іске қосады; стероидтық гормондар (жыныс гормондары, кортизол) мембрана арқылы өтіп, ядродағы гендерге әсер етеді.

Кері байланыс: гормонның артықтығы оның түзілуін тежейді (термостат сияқты).

Көру, есту және тері: тәжірибелер 8 сынып

Соқыр дақ — рецепторлары жоқ көру жүйкесінің шығатын жері (айқыш пен нүктемен тәжірибе). Жақыннан көргіштікті шашыратқыш линзалармен, алыстан көргіштікті жинағыш линзалармен түзетеді.

Теріде жанасу, қысым, жылу, суық және ауырсыну рецепторлары бар; олар саусақ ұштарында ең көп. Механорецепторлар қысым мен созылуды жүйке импульстеріне айналдырады.

«Ми — компьютер» интерфейсі мидың электрлік белсенділігін оқып, протездер мен курсорды басқарады.

Импульстің секірмелі өткізілуі 10 сынып

Аксонның миелин қабықшасын оны көп рет орап тұратын шванн жасушалары түзеді; миелин — жақсы электр оқшаулағышы. Әр 1–2 мм сайын қабықша қысқа ашық бөліктермен — Ранвье үзілімдерімен үзіледі. Натрий арналары тек үзілімдердегі жарғақшада көп, сондықтан әрекет потенциалы тек сол жерде пайда бола алады.

Сондықтан импульс үзілімнен үзілімге «секіреді» — бұл сальтаторлық (секірмелі) өткізілу. Ол жылдамырақ (миелинсіз талшықтардағы 0,5–2 м/с-пен салыстырғанда 120 м/с-қа дейін) әрі үнемдірек: натрий-калий сорғысы АТФ-ты тек үзілімдерде жұмсайды. Жылдамдық аксон диаметрі ұлғайғанда да артады: кальмардың миелинсіз алып аксондарының жуандығы 1 мм-ге дейін жетеді.

Миелин бұзылғанда (шашыраңқы склероз) импульс баяулайды немесе тоқтайды — қозғалыс пен сезімталдық бұзылады. Рефрактерлік кезең импульстің кері жүруіне жол бермейді: жаңа ғана қозған бөлік уақытша қозбайды.

Механорецепторлар: Пачини денешігі 10 сынып

Рецептор тітіркендіргіштің энергиясын электр сигналына айналдырады. Пачини денешігі — терінің терең қабаттарындағы, буындар мен байламдардағы қысым мен дірілді сезетін механорецептор. Ол пиязшыққа ұқсайды: сезімтал нейронның ұшын арасында сұйықтығы бар дәнекер ұлпалық пластинкалардың көптеген қабаты қоршап тұрады.

Қысым пластинкалар мен жүйке ұшының жарғақшасын майыстырады, онда механосезімтал натрий арналары ашылады. Na⁺ жүйке ұшына кіреді — рецепторлық (генераторлық) потенциал пайда болады. Қысым неғұрлым күшті болса, ол соғұрлым үлкен; табалдырыққа жеткенде бірінші Ранвье үзілімінде әрекет потенциалы туады.

Тітіркендіргіштің күші импульстердің шамасымен емес, жиілігімен кодталады (әр импульс «бәрі немесе ештеңе» заңына бағынады). Қысым тұрақты болса, денешік тез бейімделіп, импульс жіберуді тоқтатады — сондықтан біз киген киімімізді сезбейміз. Терінің басқа механорецепторлары: Мейснер денешіктері (жеңіл жанасу), Меркель дискілері (ұзақ қысым).

Электррецепторлар және электр мүшелері 9 сынып

Электрлік үдерістер әр тірі жасушада жүреді: жарғақшада потенциалдар айырымы бар, ал жұмыс істеп тұрған бұлшықеттер, жүрек пен ми тоқ түзеді, оны ЭКГ мен ЭЭГ-да тіркейді. Кейбір жануарлар электрді ерекше түрде пайдаланады.

Электр мүшелері — батареялар сияқты тізбектей жалғанып, бағана болып орналасқан түрөзгерген бұлшықет жасушалары (электроциттер). Электр жыланбалығы 500–600 В-қа дейін, электр скаты 50–200 В-қа дейін разряд береді: олармен жемін есеңгіретіп, өзін қорғайды. Африка мен Оңтүстік Американың әлсіз электрлі балықтары айналасына өріс түзіп, лай суда сол арқылы бағдарлайды.

Электррецепторлар әлсіз электр өрістерін сезеді. Акулалар мен скаттарда бұл — бастағы Лоренцини ампулалары: олар құмға көміліп жатқан жемнің бұлшықеттерінің өрісін сезеді. Үйректұмсық шаянды тұмсығындағы электррецепторлармен табады.

Фототропизм және ауксинмен тәжірибелер 9, 11 сынып

Ч. Дарвин ұлымен бірге (1880) астық өскінінің (колеоптилдің) жарыққа тек ұшы жарықтандырылғанда ғана иілетінін байқады: ұшын қалпақшамен жапса немесе кесіп тастаса, иілу болмайды. Демек, сигнал ұшында түзіліп, төменге беріледі. Ф. Вент (1928) бұл затты агар блогына жинады: кесіндінің бір шетіне қойылған блок қараңғыда да иілу тудырды. Затты ауксин деп атады.

Фототропизм механизмі: бір жақты жарықта ауксин көлеңкелі жаққа ауысады. Онда жасушалар көбірек созылады, көлеңкелі жақ тезірек өседі де, сабақ жарыққа қарай иіледі (оң фототропизм). Тамырда ауксиннің жоғары концентрациясы өсуді тежейді, сондықтан тамыр жарықтан алыс және төмен қарай өседі (оң геотропизм).

Ауксин жасуша қабырғасын қышқылдандырып, жұмсартады, вакуольге су кіреді — жасуша созылады. Гиббереллин буынаралықтарды ұзартады және тұқымның өнуін іске қосады: гиббереллин әсерінен ергежейлі бұршақ қалыпты биіктікке дейін өседі. Тәжірибеде: ауксин — қалемшелерді тамырландыру; синтетикалық ауксиндер үлкен мөлшерде — қосжарнақты арамшөптерге қарсы гербицидтер; гиббереллин — ірі дәнексіз жүзім.

Кері байланыс: гипоталамус — гипофиз — без 9, 11 сынып

Гомеостаз басқару жүйесінің жалпы сызбасы бойынша сақталады: рецептор ауытқуды байқайды → үйлестіруші (мидағы орталық немесе без) оны қалыппен салыстырады → эффектор (бұлшықет, без) түзетеді. Көбіне теріс кері байланыс әрекет етеді: нәтиже оны тудырған сигналды әлсіретеді.

Мысал — қалқанша без. Гипоталамус рилизинг-гормон бөледі → гипофиз тиреотропты гормон (ТТГ) бөледі → қалқанша без тироксин бөледі. Тироксин көп болғанда ол гипоталамус пен гипофизді тежейді, ТТГ азаяды. Йод жетіспесе тироксин аз, тежелу болмайды, ТТГ көп — без ұлғаяды (эндемиялық жемсау). Сондықтан Қазақстанда йодталған тұз қолданылады.

Қандағы глюкоза: тамақтан кейін ол қалыптан көп (аш қарынға ≈ 3,3–5,5 ммоль/л) → Лангерганс аралшықтарының β-жасушалары инсулин бөледі → бауыр мен бұлшықеттер гликоген жинайды → деңгей төмендейді. Аштықта α-жасушалар глюкагон бөледі → гликоген ыдырайды. Оң кері байланыс сирек: босану кезінде окситоцин толғақты күшейтеді, ал толғақ окситоцин бөлінуін күшейтеді.