Кандидат биологических наук М. А. Островский
НЕРВЫ — своеобразные телеграфные кабели организма. В разветвляющемся нервном стволе (1) находятся пучки нервных волокон (2). Все вместе они заключены в общую оболочку (3). В нерве постоянно происходит обмен веществ, поэтому он имеет собственную систему кровоснабжения. Артерии (4) и вены (5) оплетают его, проникают внутрь, под наружную оболочку.
Каждое нервное волокно заключено в собственную оболочку. У большинства волокон (6) это довольно толстая, так называемая миэлиновая оболочка (7).
На равных расстояниях по ходу волокна она образует сужения, получившие название перехватов Ранвье (8). Нервный импульс распространяется по волокну скачками — от перехвата к перехвату. Существуют и другие нервные волокна (9), оболочки которых значительно тоньше (10).
Справа художник схематически изобразил рецепторные образования, воспринимающие свет (11), звук (12), чувство холода (13), боли (14), изменения в состоянии мышц (15). Они преобразуют эту информацию в нервные импульсы, которые по нервам поступают в мозг.
Рисунки А. Гуревича.
ДВЕ С ПОЛОВИНОЙ тысячи лет назад в своих трудах Гиппократ подробно описал нервы различной толщины и протяженности, назвав их белыми шнурами. К этим шнурам, помимо нервов, он причислил и сухожилия.
Сегодня, рассказывая о строении и функциях нерва, ученые часто прибегают к аналогиям с современной техникой связи. И это понятно. Ведь нерв — своеобразный «телеграфный кабель» организма. Его задача — передавать информацию от органов чувств в центральную нервную систему и оттуда — ко всем органам нашего тела. Информация передается по нерву в виде отдельных сигналов — импульсов.
Физиологи различают нервы чувствительные, передающие импульсы от воспринимающих клеток органов чувств в мозг, двигательные, по которым мозг посылает «приказы» всем мышцам тела, сосудодвигательные, обеспечивающие регуляцию системы кровообращения, секреторные, ведающие работой различных желез.
Иногда в результате болезни нарушается связь между мозгом и каким-либо органом, например, повреждается «телеграфный кабель», связывающий глаз и мозг. Развивается серьезное заболевание — атрофия зрительного нерва, которое ведет к слепоте. И это происходит, несмотря на то, что сетчатка глаза продолжает преобразовывать свет в нервные импульсы, а зрительные области мозга способны принять и обработать сигналы. Но они не доходят до мозга, так как связь нарушена, «кабель» разорван и в центральную нервную систему не поступает зрительная информация. Поэтому человек ничего не видит.
Как устроен нерв? Подобно кабелю, он состоит из множества отдельных проводов, которые изолированы друг от друга и все вместе заключены а общую оболочку. Например, зрительный нерв человека насчитывает около 1 миллиона 200 тысяч отдельных нервных волокон. Они располагаются параллельно идущими пучками, которые окружены и скреплены между собой соединительной тканью.
Но нерв не только «телеграфный кабель», это живой орган, он должен питаться, получать энергию, ему, как и всему живому, свойствен обмен веществ. Поэтому нервный ствол имеет собственную систему кровоснабжения: мелкие артерии и вены оплетают его, проникают под оболочку, чтобы обеспечить нервные волокна всеми необходимыми питательными веществами.
Нерв имеет также собственные лимфатические сосуды. Более того, существуют даже нервы нервов — так называются в анатомии тонкие нервные веточки, обеспечивающие регуляцию системы кровоснабжения нерва.
Ну, а почему нервы белые? Ведь именно из-за цвета Гиппократ спутал их с белыми сухожилиями. Разгадка оказалась исключительно важной для объяснения механизма распространения нервного импульса по волокну. Теперь известно, что каждое нервное волокно имеет собственную оболочку. Она образована другими, не нервными, а так называемыми нейроглиальными, или шванновскими, клетками (по фамилии открывшего и описавшего их ученого). В состав этих клеток входит большое количество белого жироподобного вещества — миэлина. Шванновские клетки многократно обертывают большинство нервных волокон, словно тонкая изоляционная бумага вокруг провода в кабеле, образуют сравнительно толстую белую миэлиновую, или мякотную, оболочку. Однако существуют тонкие нервные волокна — безмякотные. Они покрыты лишь одним слоем шванновских клеток.
Мякотная оболочка нервного волокна на определенных равных расстояниях становится тоньше, образуются как бы «насечки», сегменты. В местах сужения — их назвали перехватами Ранвье — миэлина нет.
Основной закон проведения нервного импульса по нерву можно характеризовать словами «все или ничего». Это значит, что величина импульса на химическое, тепловое или механическое раздражение всегда одна и та же и не зависит от силы раздражения.
Английский физиолог Эдриан и его сотрудники обнаружили, что, изменяя интенсивность раздражения рецепторной клетки (например, изменяя силу света, падающего на сетчатку глаза), можно вызвать изменение не величины импульсов, а только их частоты: чем выше интенсивность света, тем чаще следуют друг за другом нервные импульсы в мозг по волокнам зрительного нерва.
Скорость прохождения импульса по нервному волокну также не зависит от силы раздражения. Это второй основной закон физиологии нерва. Но здесь существует другая зависимость: чем толще нервное волокно, чем толще его миэлиновая оболочка, тем быстрее по волокну «бежит» импульс.
Как же происходит передача импульса по нерву без потери энергии? В нервных волокнах, покрытых миэлиновой оболочкой, импульс распространяется скачкообразно от одного перехвата Ранвье к другому; в особых случаях он может перескакивать сразу через несколько перехватов. В промежутках между перехватами короткий отрезок нервного волокна служит обычным проводником. Но в отличие от провода в обычном кабеле в живом нерве в перехвате Ранвье находится своеобразная «усилительная станция», которая восстанавливает энергию импульса до исходной величины. Таким образом, нервный импульс передается даже по самому длинному нерву, и его величина при этом не уменьшается, он не «угасает».
Знать, как устроен и функционирует нерв, очень важно самым различным специалистам-медикам. А в последнее время большой интерес к этому вопросу, как, впрочем, и ко многим другим «патентам» живой природы, проявляют инженеры. В будущем в новых машинах они смогут многое использовать из достижений многомиллионнолетней эволюции живых организмов.
ДОКТОР
ПЕРВОНАЧАЛЬНО У РИМЛЯН слово «доктор» (от латинского слова docere — учить, преподавать, наставлять) означало вообще «преподаватель». С XII века, когда были созданы первые университеты, это слово стало обозначать ученую степень.
В настоящее время в СССР доктор наук — высшая ученая степень, присуждаемая лицу, защитившему диссертацию на соискание степени доктора наук по одной из научных дисциплин, в том числе и по медицине.
В разговорной речи слово «доктор» употребляется как синоним слова «врач».
ГИПНОЗ
ГИПН, или ГИПНОС, — так у древних греков назывался бог сна, сын богини Ночи. Греческое hypnos — сон. Кстати, русское слово «сон», как и латинское somnus происходят от одного корня. Гипноз в настоящем понимании — частичный, искусственно вызываемый сон.