Основы клеточного строения живых организмов

Оглавление

Оглавление........................................................................................... 1

Предисловие......................................................................................... 3

Введение............................................................................................... 3

1. Основы клеточного строения живых организмов.......................... 5

1.1. Клеточная теория...................................................................... 5

1.2. Химическая организация клетки............................................... 6

1.3. Строение клетки...................................................................... 12

1.4. Синтез белков в клетке............................................................ 21

1.5. Ткани: строение и функции..................................................... 26

2. Строение нервной системы........................................................... 33

2.1. Рефлекторный принцип работы мозга.................................... 33

2.2. Эмбриональное развитие нервной системы........................... 35

2.3. Общее представление о cтроении нервной системы............. 36

2.4. Оболочки и полости центральной нервной cистемы............ 36

2.5. Спинной мозг........................................................................... 39

2.6. Общее строение головного мозга........................................... 44

2.7. Продолговатый мозг............................................................... 47

2.8. Мост......................................................................................... 48

2.9. Мозжечок................................................................................. 51

2.10. Средний мозг......................................................................... 53

2.11. Промежуточный мозг............................................................ 54

2.12. Конечный мозг....................................................................... 57

2.13. Проводящие пути головного и спинного мозга................... 63

2.14. Локализация функций в коре полушарий большого мозга. 68

2.15. Черепные нервы..................................................................... 69

2.16. Спинномозговые нервы......................................................... 74

2.17. Автономная (вегетативная) нервная система....................... 78

3. Общая физиология нервной системы........................................... 81

3.1. Синаптические контакты нервных клеток.............................. 81

3.2. Потенциал покоя нервной клетки........................................... 85

3.3. Потенциал действия нервной клетки...................................... 90

3.4. Постсинаптические потенциалы. Распространение потенциала действия по нейрону 96

3.5. Жизненный цикл медиаторов нервной системы.................. 102

3.6. Ацетилхолин.......................................................................... 111

3.7. Норадреналин........................................................................ 117

3.8. Дофамин................................................................................. 123

3.9. Серотонин.............................................................................. 130

3.10. Глутаминовая кислота (глутамат)...................................... 137

3.11. Гамма-аминомасляная кислота.......................................... 143

3.12. Другие медиаторы-непептиды: гистамин, аспарагиновая кислота, глицин, пурины 149

3.13. Медиаторы-пептиды............................................................ 151

4. Физиология высшей нервной деятельности............................... 157

4.1. Общие представления о принципах организации поведения. Компьютерная аналогия работы центральной нервной системы.......................................................... 157

4.2. Возникновение учения о высшей нервной деятельности. Основные понятия физиологии высшей нервной деятельности........................................................................ 163

4.3. Разнообразие безусловных рефлексов................................. 171

4.4. Разнообразие условных рефлексов...................................... 181

4.5. Неассоциативное обучение. Механизмы кратковременной и долговременной памяти 190

4.6. Безусловное и условное торможение................................... 208

4.7. Система сна и бодрствования............................................... 217

4.8. Типы высшей нервной деятельности (темпераменты)........ 223

4.9. Сложные типы ассоциативного обучения животных.......... 231

4.10. Особенности высшей нервной деятельности человека. Вторая сигнальная система 240

4.11. Онтогенез высшей нервной деятельности человека.......... 250

4.12. Система потребностей, мотиваций, эмоций...................... 255

5. Эндокринная регуляция физиологических функций.................. 270

5.1. Общая характеристика эндокринной системы..................... 270

5.2. Гипоталамо-гипофизарная система...................................... 280

5.3. Щитовидная железа............................................................... 290

5.4. Паращитовидные железы...................................................... 293

5.5. Надпочечники........................................................................ 294

5.6. Поджелудочная железа......................................................... 298

5.7. Эндокринология размножения.............................................. 301

5.8. Эпифиз, или шишковидная железа....................................... 308

5.9. Тимус..................................................................................... 310

5.10. Простагландины.................................................................. 311

5.11. Регуляторные пептиды........................................................ 311

Список рекомендуемой литературы............................................... 313

Предисловие

Для последних лет характерно значительное повышение интереса к психологии и смежным с ней наукам. Результатом этого является организация большого числа вузов и факультетов, осуществляющих подготовку профессиональных психологов, в том числе в таких специфических областях, как психотерапия, педагогическая психология, клиническая психология и др. Все это создает предпосылки для разработки учебников и учебных пособий нового поколения, учитывающих современные научные достижения и концепции.

В предлагаемом учебном пособии рассматриваются естественнонаучные (прежде всего анатомические и физиологические) факты, актуальные для психологических дисциплин. Оно представляет собой целостный курс, в котором данные о высших функциях мозга излагаются на базе нейроморфологических, нейроцитологических, биохимических и молекулярно-биологических представлений. Большое внимание уделяется информации о механизмах действия психотропных препаратов, а также о происхождении основных нарушений деятельности нервной системы.

Авторы надеются, что данное пособие поможет студентам получить надежные базовые знания по целому ряду учебных курсов, посвященных анатомии и физиологии нервной системы, физиологии высшей нервной деятельности (поведения), физиологии эндокринной системы.

Введение

Почему человек всегда пытался узнать, как работают системы, управляющие его организмом? Видимо, потому, что понимание принципов функционирования и взаимодействия нервной и эндокринной систем — самых сложных из всех известных биологических объектов — представляет несомненный интерес. Кроме того, все психические явления выступают производными физических и химических процессов, происходящих в человеческом теле и прежде всего в нервной и эндокринной системах. Раскрыв их суть, можно более осознанно относиться к использованию ресурсов мозга, лечить болезни, корректировать психические функции и т. п.

Подавляющее большинство современных психологов (не говоря уже о биологах и медиках) исходят из того, что центральная нервная система (ЦНС) в той или иной степени является материальным субстратом психической деятельности. К сожалению, сегодня нейронауки еще далеки от видения полной картины не только принципов, но и частных проявлений работы ЦНС. Недаром один из величайших биологов XX столетия Нобелевский лауреат Ф. Крик пишет, что такие функции мозга человека, как восприятие, сознание, воображение, эмоции, «недоступны пониманию на современном уровне наших знаний. Для того чтобы постичь эти высшие уровни нервной деятельности, очевидно, хорошо было бы как можно больше узнать о более низких уровнях, особенно доступных прямому эксперименту. Необходимо рассмотреть теории, которые касаются переработки информации в больших и сложных системах, будь то информация, поступающая от органов чувств, или инструкции, посылаемые мышцам и железам, или же поток сигналов, заключающийся в обширной нервной и эндокринной активности между этими двумя крайними членами».

Авторы этой книги не ставят целью решение вопроса об отношении психического к физическому. Они лишь исходят из того очевидного факта, что современный психолог, особенно работающий в прикладных сферах, должен владеть базовыми знаниями в таких областях, как анатомия мозга, нейрофизиология, нейрохимия, физиология поведения, нейроэндокринология.

В настоящее время интерес к психологии как профессии чрезвычайно высок. Кроме различных форм подготовки специалистов-психологов, все более развивается система поствузовского обучения, позволяющая осваивать различные области психологии (например, психотерапию) теми, кто уже имеет высшее образование. Студентам читаются курсы анатомии и физиологии нервной системы, физиологии высшей нервной деятельности, физиологии сенсорных систем, иногда — общей биологии и др. Однако специализированных пособий, в которых учитывалась бы специфика преподавания перечисленных дисциплин будущим психологам, явно недостаточно.

В предлагаемом пособии авторы попытались изложить современные представления о принципах устройства и функционирования двух основных интегрирующих и регулирующих систем организма — нервной и эндокринной. Значительное внимание уделено как отдельным молекулярным регуляторам, так и деятельности клеток и клеточных структур, а также системному уровню, обеспечивающему регуляцию внутренних органов, обучение, изменение эмоционального состояния и т. д.

Задача авторов несколько осложнялась тем, что в учебных заведениях психологического профиля не преподают химию и физику. Поэтому сведения, относящиеся к этим разделам знаний, представлены в доступной форме и лишь тогда, когда они необходимы для понимания основ функционирования нервной и эндокринной систем. Химические формулы медиаторов, гормонов и т. п. будут понятны читателям, обладающим соответствующей подготовкой. Те же, для кого восприятие формул затруднительно, вполне могут овладеть материалом, пользуясь лишь текстом учебника. Авторы старались привести как можно больше примеров, позволяющих наглядно представить, в каких областях могут быть использованы специалистом-психологом излагаемые сведения.

Книга состоит из пяти глав.

В первой главе, посвященной строению клетки — функциональной единицы любого живого организма, изложены основы клеточной теории, данные о химическом составе клеток и важнейших протекающих в них процессах, характеристики основных тканей человеческого организма, в том числе нервной.

Во второй главе дано описание анатомического строения различных составляющих нервной системы: головного и спинного мозга, периферических нервов, вегетативной нервной системы; приведена функциональная характеристика описываемых структур (ядер, трактов и др.).

В третьей главе изложены электрофизиологические и химические основы работы нервных клеток, способы передачи информации от нейрона к нейрону и от нейронов к исполнительным органам; перечислены основные группы психотропных препаратов, употребляемых в клинике; указаны механизмы действия ряда наркотиков.

В четвертой главе рассмотрены принципы, особенности и типология высшей нервной деятельности (ВНД), разнообразие рефлекторных поведенческих проявлений, механизмы обучения и памяти, системы условного торможения, сна и бодрствования, системы потребностей, мотиваций и эмоций.

В пятой главе, посвященной современным представлениям о деятельности эндокринной системы, ее взаимосвязях с нервной системой и участии гормонов в обеспечении психической деятельности, особое внимание уделено роли эндокринной системы в развитии ряда видов психопатологии.

Пособие может быть использовано при изучении курсов анатомии и физиологии нервной системы, физиологии ВНД, а также родственных учебных дисциплин (например, общей биологии, зоопсихологии, психофизиологии), которые читаются будущим психологам и студентам некоторых других специальностей (педагоги, биологи, медики и т. п.).

Основы клеточного строения живых организмов

Клеточная теория

Все живые организмы на Земле, за небольшим исключением, состоят из клеток. Впервые клетки были описаны в 1665 г. Р. Гуком, увидевшим их в коре пробкового дерева. Но только к 1839 г. усилиями многих ученых была создана клеточная теория, имеющая в своей основе следующие положения.

1. Все живые существа, от одноклеточных до крупнейших растительных и животных организмов, состоят из клеток.

2. Все клетки сходны по строению, химическому составу, жизненным функциям.

3. Несмотря на то что в многоклеточных организмах отдельные клетки специализируются на выполнении какой-то определенной функции, они способны и к самостоятельной жизнедеятельности, т. е. могут питаться, расти, размножаться.

4. Каждая клетка возникает из клетки.

Таким образом, клетка — элементарная единица живого, лежащая в основе строения, развития и размножения всех живых организмов. Так как многоклеточные организмы представляют собой сложные клеточные структуры, образующие целостные системы, то без понимания основ строения и регуляции процессов жизнедеятельности в одной клетке невозможно понять принципов регуляции всего организма.