Почему скелетные мышцы подвластны нашей воле а сердце сосуды и другие внутренние органы нет кратко

Обновлено: 18.05.2024

Движение является одной из главных характеристик живого организма, а мышцы играют в нем самую главную роль.

Выделяют три основные группы мышц в теле человека– скелетные, гладкие мышцы и мышцы сердца. И если первый вид подразумевает организацию двигательной функции, то сердечная и гладкие мышцы находятся внутри организма и призваны обеспечивать работу самых важных жизненных функций.
Несмотря на некоторую схожесть, гладкие мышцы имеют свою специфику и отличаются от мышц сердца.

Особенности строения гладких мышц

Мышцы данной группы находятся практически во всех важных внутренних органах, таких, как кишечник, желудок, матка, также они присутствуют в стенках сосудов, коже и глазах. Гладкая мускулатура выполняет непроизвольные движения, подчиняясь лишь автоматическим сигналам нервной системы.


Важной особенностью гладких мышц является их способность сохранять форму, измененную растяжением или деформацией, а также высокая пластичность, что немаловажно для работы внутренних органов.
Мышцы этой группы характеризуются самым медленным сокращением и расслаблением, которое может продолжаться до нескольких десятков секунд. Также они могут долгое время находиться в состоянии тонуса, практически не утомляясь.
Основные функции гладкой мускулатуры:
•

  • поддержание давления в полых внутренних органах (мочеточник, кишечник, матка);
  • сокращаясь, они обеспечивают естественную перистальтику органов и их опорожнение;
  • регулируют давление в кровеносных сосудах;
  • в органах зрения обеспечивают расширение и сужение зрачка;
  • расположенные на кожных покровах, они способствуют выделению подкожного жира.

Сердечные мышцы

Кровообращение – одна из наиболее важных физиологических функций человека, работа которой обеспечивается благодаря работе сердца, выступающего в качестве некого насоса, перекачивающего кровь по всему организму.

Физиологическими особенностями сердечной мышцы являются:
• автоматизм – возбуждение возникает вследствие процессов, протекающих внутри самой мышцы;
• растяжимость – увеличение длины мышцы не нарушает ее структуры;
• эластичность – способность восстанавливать исходную форму по окончании действия деформирующей силы.
Сердечные мышцы во многом схожи с гладкими. Роль и тех и других сложно переоценить. Будучи незаметными и неподвластными воле человека, они обеспечивают работу, пожалуй, самых жизненно важных органов.

Значение функционального разделения нервной системы на соматический и вегетативный отделы. В процессе эволюции позвоночных животных произошло разделение функций нервной системы.

Её соматический отдел специализируется на восприятии информации, поступающей из окружающей среды, и управлении движениями тела в пространстве. Вегетативный (автономный) отдел управляет внутренними органами, сосудами и железами.

Вегетативная нервная система слабо подчиняется волевому контролю, и в этом есть определённое её преимущество, поскольку она не даёт нам возможности вмешиваться в веками отлаженную программу работы внутренних органов.

Соматическая нервная система регулирует работу поперечнополосатой мышечной ткани скелетных мышц.

Высшим центром соматической нервной системы является кора больших полушарий. Сюда стекается вся информация от органов чувств и внутренней среды организма. Здесь изыскиваются способы удовлетворения потребностей. В лобных долях коры созревает план будущих действий, который реализуется соматической нервной системой. Цели человека много сложнее, чем цели животных, но и они в конечном счёте сводятся к мышечному движению, будь то работа на станке, письмо, речевое общение или даже чтение (движение глаз, произнесение слов про себя и т. д.). Приспособление к природной и социальной среде, связанное с изменением поведения, осуществляет соматическая нервная система.

Вегетативная (автономная) нервная система, как и соматическая, имеет центральную и периферическую части. Высшим центром вегетативной регуляции является гипоталамус.

Автономная нервная система подразделяется на два подотдела – симпатический и парасимпатический (рис. 131).

Симпатический подотдел автономной нервной системы. Этот подотдел называют системой аварийных ситуаций, так как он активизируется всякий раз, когда организм находится в напряжении. Его высшие центры расположены в боковых столбах верхней и средней частей спинного мозга. От них идут нервы к симпатическим нервным узлам, расположенным вдоль позвоночника. Это парные узлы нервного ствола. Кроме того, имеются и дополнительные узлы, например, в области живота – солнечное сплетение, а также в некоторых других местах.

Под влиянием симпатической нервной системы сердце усиливает свою работу, повышается кровяное давление, увеличивается содержание сахара в крови, сосуды кожи сужаются, перераспределяя кровь к сердцу, мозгу и мышцам, человек бледнеет. Органы пищеварения под действием симпатических нервов затормаживают свою деятельность.

Парасимпатический подотдел автономной нервной системы. Высшие парасимпатические центры находятся в стволе головного мозга и в крестцовой части спинного мозга. Самый крупный из них – центр блуждающего нерва – находится в продолговатом мозге на дне IV желудочка. Блуждающие нервы управляют всеми внутренними органами грудной и брюшной полостей. Половые органы, мочевой пузырь и конечный отдел кишечника контролируются крестцовым отделом спинного мозга. Нервные узлы парасимпатической системы располагаются либо в самих органах, либо недалеко от них (рис. 132).

Рис. 131. Схема строения автономной (вегетативной) нервной системы: 1 – парасимпатические ядра; 2 – симпатические ядра; 3 – узлы симпатического ствола; 4 – блуждающий нерв парасимпатической системы; 5 – парасимпатические узлы в органах

Парасимпатическую систему называют системой отбоя или системой покоя. Она возвращает деятельность сердца в состояние покоя, уменьшает давление и содержание сахара в крови. Под её влиянием дыхание становится более редким, но более глубоким, что позволяет избавиться от продуктов неполного окисления, оставшихся после напряжённой работы. Блуждающий нерв расширяет кожные сосуды и активизирует органы пищеварения.

Рис. 132. Схема симпатической и парасимпатической иннервации вегетативной нервной системы: 1 – нейроны вегетативной нервной системы, находящиеся в головном и спинном мозге; 2 – вегетативные нервные узлы; 3 – иннервируемые органы

Взаимодействие симпатического и парасимпатического подотделов. Оба подотдела автономной нервной системы работают по принципу дополнительности. В состоянии ли покоя, в состоянии ли интенсивной работы находится человек, его внутренние органы получают нервные импульсы как от симпатического, так и от парасимпатического подотдела.

Представим, что человек увидел на остановке нужный ему автобус и побежал. Включилась симпатическая система, просвет сосудов стал сужаться, давление повысилось, и скорость крови возросла. Но если сужение чрезмерно, просвет сосуда становится настолько узким, что кровь по нему вообще не может пройти (это бывает при спазмах сосудов). Но этого не происходит, так как по обратным связям в мозг идут сигналы о неблагополучии и включается парасимпатическая система, которая расширяет сосуды. Так определяется оптимальная величина просвета сосудов, обеспечивающая необходимое давление и скорость крови.

СОМАТИЧЕСКИЙ И ВЕГЕТАТИВНЫЙ (АВТОНОМНЫЙ) ОТДЕЛЫ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ; СИМПАТИЧЕСКАЯ И ПАРАСИМПАТИЧЕСКАЯ ПОДСИСТЕМЫ.

Вопросы

1. Каково значение вегетативной нервной системы?

2. Чем вегетативная нервная система отличается от соматической нервной системы?

Основные положения главы 11

Нервную систему образуют нейроны и другие клетки нервной ткани. Она регулирует работу органов и организма в целом, обеспечивая постоянство внутренней среды, согласованную работу органов, приспособление организма как целого к внешней среде, психическую деятельность.

Морфологически нервная система подразделяется на центральную часть (спинной и головной мозг) и периферическую часть (нервы и нервные узлы).

Спинной мозг находится в позвоночном канале, головной мозг в черепе. Тела нейронов спинного мозга сосредоточены в серых столбах, которые занимают центральную часть спинного мозга и тянутся вдоль всего позвоночника. Тела нейронов головного мозга расположены в сером веществе коры и ядрах, разбросанных среди белого вещества головного мозга. Белое вещество состоит из нервных волокон, связывающих различные центры головного и спинного мозга. В спинном мозге оно занимает его периферическую часть.

Головной мозг подразделяется на отделы: задний мозг, включающий продолговатый мозг, мост и мозжечок, средний мозг и передний мозг, состоящий из промежуточного мозга и полушарий большого мозга. Все отделы мозга выполняют проводниковую и рефлекторную функции.

Функционально нервная система образует два отдела: соматический и вегетативный. Соматический отдел регулирует работу скелетных мышц. Его работа подконтрольна воле человека. Вегетативный отдел регулирует работу внутренних органов, кровеносных сосудов и желёз. Он слабо подчиняется волевому контролю и действует по программе, сформировавшейся в результате естественного отбора и закреплённой наследственностью организма.

Вегетативный отдел состоит из двух подотделов – симпатического и парасимпатического, которые действуют по принципу дополнительности. Благодаря их совместной работе устанавливается оптимальный режим работы внутренних органов для каждой конкретной ситуации.

Глава 12. Анализаторы. Органы чувств

Из этой главы вы узнаете

• как работают органы чувств и анализатор в целом;

• как предупредить возможные нарушения их работы;

• насколько истинна получаемая нами информация.

Вы научитесь

• выделять существенные признаки строения и функционирования органов чувств, анализаторов;

• оценивать работу органов чувств;

• предупреждать зрительные и слуховые расстройства;

• использовать некоторые методы тренировки ряда анализаторов.

§ 48. Анализаторы

1. Чем анализатор отличается от органа чувств?

2. В чём выражена специфичность анализатора?

3. Что такое иллюзии и отчего они происходят?

4. Верную ли информацию о внешнем мире дают нам анализаторы?

Ощущения. Строение и функции анализаторов. Долгое время считалось, что окружающий мир мы познаём только с помощью органов чувств: глазами видим, унтами слышим, языком ощущаем вкус, носом чувствуем запахи, кожей – шероховатость, давление, температуру. На самом деле органы чувств являются лишь начальным звеном восприятия. Оптика нашего глаза фокусирует изображение на зрительные рецепторы сетчатки глаза. Ухо превращает звуковые колебания в механические колебания жидкости внутреннего уха, которые улавливаются слуховыми рецепторами. В любом случае анализ внешних событий и внутренних ощущений начинается с раздражения рецепторов – чувствительных нервных окончаний, или специализированных клеток, реагирующих на физические или химические показатели окружающей их среды, и кончается в нейронах головного мозга.

Рецепторы строго специализированы. Каждая их группа способна воспринимать и переводить на язык нервных импульсов только определённый набор раздражений. Но их опознание возможно только в коре большого мозга, где показания всех рецепторов, вызванные раздражением предмета, объединяются в единый образ.

Анализаторами называют системы, обеспечивающие восприятие, доставку в мозг и анализ в нём какого-либо вида информации (зрительной, слуховой, обонятельной и т. д.). Анализаторы состоят из рецепторов, проводящих путей и центров в коре большого мозга. Каждый анализатор обладает своей модальностью, то есть способом получения своей информации: зрительной, слуховой, вкусовой и т. д. Возбуждения, возникающие в рецепторах органов зрения, слуха, прикосновения, имеют одну и ту же природу – нервные импульсы. Но путаницы не происходит, потому что каждый из нервных импульсов поступает в соответствующую ему зону коры большого мозга. Здесь, в первичных чувствительных зонах, происходит анализ ощущений, во вторичных зонах – формирование образов, полученных от органов чувств одной модальности (например, только от зрения или только от слуха или осязания). Наконец, в третичных зонах коры воспроизводятся образы или ситуации, полученные от органов чувств разных модальностей, например от зрения и слуха.

Значение анализаторов. События, которые развёртываются перед нами в данный момент, мы воспринимаем чётко и ярко. Но мы можем представить себе и прошлые события, хотя они не будут такие яркие. Поэтому спутать их с образами живой действительности невозможно. (Правда, иногда в сознании могут возникать образы, которых на самом деле нет. Тогда говорят о галлюцинациях. Их появление может привести человека к ошибочным, а то и опасным действиям.)

Некоторые ошибки восприятия вызываются физическими причинами. Ложка, опущенная в стакан с водой, кажется сломанной, поскольку преломление света в воде и в воздухе различно. Кажущиеся (ошибочные) изображения называют иллюзиями.

Несмотря на иллюзорные восприятия, мы получаем более или менее верное представление об окружающей нас действительности, поскольку анализаторы взаимно дополняют и уточняют друг друга.

Важное значение имеет и прошлый опыт. Например, может показаться, что вдали рельсы сходятся в одной точке. Но сколько бы мы ни пытались этой точки достичь, она всё время как бы отодвигается, то есть постоянно находится от нас на одном и том же расстоянии. В конце концов человек приходит к твёрдому убеждению, что схождение рельсов в одной точке лишь кажущееся, что это – иллюзия.

ОРГАН ЧУВСТВ, АНАЛИЗАТОР, МОДАЛЬНОСТЬ, РЕЦЕПТОРЫ, НЕРВНЫЕ ПУТИ, ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ЗОНЫ КОРЫ БОЛЬШОГО МОЗГА: ПЕРВИЧНЫЕ, ВТОРИЧНЫЕ, ТРЕТИЧНЫЕ; ГАЛЛЮЦИНАЦИИ, ИЛЛЮЗИИ.

Вопросы

1. В чём выражается специализация рецепторов и органов чувств?

2. Что входит в состав анализаторов?

3. Всегда ли наши анализаторы правильно отражают окружающую действительность?

4. Как вы считаете, достаточно ли знать, в какой области коры больших полушарий происходит анализ ощущений, чтобы определить, какое раздражение (слуховое, зрительное, обонятельное и т. д.) подействовало на организм?

§ 49. Зрительный анализатор

1. В чём уникальность зрения?

2. Как защищено глазное яблоко? Каково его строение?

3. Какую функцию выполняют глазные мышцы?

4. Как функционирует зрительный анализатор в целом?

Значение зрения. Уникальность зрения по сравнению с другими анализаторами состоит в том, что оно позволяет не только опознавать предмет, но и определять его место в пространстве, следить за перемещениями.

Большую часть информации человек получает с помощью зрения.

Положение и строение глаза. Глаза, точнее глазные яблоки, расположены в глазницах – парных углублениях черепа (рис. 133). В глубине глазницы заметна щель, через которую в глаз входят сосуды и нервы. К глазному яблоку подходят мышцы, сокращение которых обеспечивает движение глаз. Спереди глаз защищён веками, ресницами и бровями.

В верхнем углу глаза со стороны щеки находится слёзная железа (рис. 134). При опускании подвижного верхнего века железа выделяет слёзы, которые увлажняют и промывают глаз. Слёзная жидкость от наружного верхнего угла глаза идёт в нижний внутренний угол и отсюда попадает в слёзный канал, который выводит избыток слёз в носовую полость. Именно поэтому плачущий человек начинает хлюпать носом.

Рис. 133. Положение глазного яблока в глазнице: 1 – глазное яблоко; 2 – зрительный нерв; 3 – мышцы, приводящие в движение глазное яблоко

Рис. 134. Слёзный аппарат: 1 – слёзная железа; 2 – носослёзный канал

Снаружи глазное яблоко покрыто белочной оболочкой, или склерой, которая в передней части переходит в прозрачную роговицу. Роговица свободно пропускает лучи света.

За склерой находится сосудистая оболочка. Она содержит множество кровеносных сосудов, по которым осуществляется питание глаза. В передней части глаза сосудистая оболочка переходит в радужную. Цвет радужной оболочки и определяет цвет глаз.

В середине радужной оболочки находится круглое отверстие – зрачок. Он играет роль диафрагмы: благодаря клеткам гладкой мышечной ткани зрачок может расширяться и суживаться, пропуская количество света, необходимое для рассмотрения предмета.

За зрачком располагается хрусталик, напоминающий двояковыпуклую линзу. С помощью окружающих его гладких мышц, образующих ресничное тело, хрусталик может менять форму: становиться то более выпуклым, то более плоским. (Хрусталик можно сравнить с механизмом точной настройки резкости изображения в оптических приборах.) Когда предмет находится далеко от глаз, хрусталик делается более плоским, когда близко – более выпуклым, фокусируя световые лучи на задней внутренней стенке глаза, которая называется сетчатой оболочкой или сетчаткой (рис. 135). Сетчатая оболочка – тонкий и очень нежный слой клеток – зрительных рецепторов.

Рис. 135. Строение глаза: А – внутреннее строение глаза; Б – восприятие света; 1 – склера (белочная оболочка); 2 – роговица; 3 – хрусталик; 4 – радужная оболочка со зрачком; 5 – ресничное тело; 6 – сосудистая оболочка; 7 – стекловидное тело; 8 – сетчатка; 9 – колбочки; 10 – палочки; 11 – зрительный нерв

Внутренняя часть глаза заполнена стекловидным телом, а пространство между роговицей и радужкой, между радужкой и хрусталиком – прозрачной жидкостью. Поэтому внутри глаза свет проходит через однородную прозрачную среду.

Ход лучей через прозрачную среду глаза. Световой поток из воздушной среды проходит через роговицу и преломляется в ней, так как её оптическая плотность близка к оптической плотности воды. На пути светового потока располагается радужка, которая пропускает его через зрачок. Если свет, попадающий на сетчатку, слишком яркий, зрачок суживается до диаметра, при котором освещённость на сетчатке станет оптимальной. Если освещённость слабая – зрачок расширяется.

В этом процессе участвует вегетативная нервная система: блуждающий нерв суживает зрачок, а симпатический – расширяет (см. рис. 131). Благодаря совместной работе этих нервов устанавливается нужный диаметр зрачка.

С помощью аналогичных рефлексов изменяется и кривизна хрусталика. Пройдя через стекловидное тело, лучи света попадают на сетчатку, где образуется уменьшенное перевёрнутое изображение объекта.

Строение сетчатки. Рецепторы сетчатки – это светочувствительные клетки (фоторецепторы) палочки и колбочки. Они примыкают к чёрной сосудистой оболочке. Её волоконца окружают каждую из этих клеток с боков и сзади, образуя чёрный футляр, обращённый открытой стороной к свету.

Колбочки обладают меньшей светочувствительностью, но способны реагировать на цвет. Они сосредоточены преимущественно в центральной части сетчатки, в так называемом жёлтом пятне. В остальной части сетчатки находятся и колбочки, и палочки, однако по её периферии преобладают палочки. Последние передают только чёрно-белое изображение. Зато они обладают большей чувствительностью и могут действовать даже при слабом освещении. Перед палочками и колбочками располагаются нервные клетки, которые воспринимают и обрабатывают информацию, полученную от зрительных рецепторов. (Свет проходит через них.) Аксоны нейронов образуют зрительный нерв. В месте, где он выходит из глаза, зрительных рецепторов нет. Здесь находится слепое пятно, которое, как правило, человеком не замечается, но его можно выявить довольно простыми опытами (рис. 136).

Корковая часть зрительного анализатора. Зрительные нервные пути устроены так, что левая часть поля зрения от обоих глаз попадает в правое полушарие коры большого мозга, а правая часть поля зрения – в левое. Если изображения от правого и левого глаза попадают в соответствующие мозговые центры, то они создают единое объёмное изображение. Зрение двумя глазами называют бинокулярным зрением.

Итак, на сетчатке получается уменьшенное и перевёрнутое изображение предмета, но мы видим изображение прямое и в реальных размерах. Почему? Это происходит потому, что наряду со зрительными образами в мозг поступают нервные импульсы от глазных мышц. Нетрудно убедиться: когда мы смотрим вверх, зрачки движутся вверх, а когда вниз – то и зрачки опускаются вниз. Более того, глазные мышцы работают непрерывно. Они как бы описывают контуры предмета, а эти движения фиксируются головным мозгом и могут воспроизводиться другими органами, например рукой. О том, что это возможно, говорит тот факт, что, научившись писать рукой, мы можем знакомые буквы изобразить ногой или даже зажав в зубах карандаш.

Бинокулярное зрение не только позволяет воспринимать объёмное изображение, поскольку одновременно охватывается и левая, и правая части объекта, но и определять расстояние до него. Чем дальше предмет, тем мельче его изображение на сетчатке. Это помогает нам определять расстояние до предмета.

ГЛАЗНОЕ ЯБЛОКО, ГЛАЗНИЦА, ГЛАЗНЫЕ МЫШЦЫ, СЛЁЗНАЯ ЖЕЛЕЗА, СЛЁЗНЫЙ КАНАЛ, БЕЛОЧНАЯ ОБОЛОЧКА (СКЛЕРА), РОГОВАЯ ОБОЛОЧКА (РОГОВИЦА), ЗРАЧОК, РАДУЖНАЯ ОБОЛОЧКА (РАДУЖКА), ХРУСТАЛИК, РЕСНИЧНОЕ ТЕЛО, СТЕКЛОВИДНОЕ ТЕЛО, СЕТЧАТКА, ПАЛОЧКИ И КОЛБОЧКИ, ЖЁЛТОЕ ПЯТНО, СЛЕПОЕ ПЯТНО, БИНОКУЛЯРНОЕ ЗРЕНИЕ.

Вопросы

1. Какие функции выполняют брови, ресницы, веки, слёзные железы?

2. Что такое зрачок? Каковы его функции?

3. Как работает хрусталик?

4. Где располагаются колбочки и палочки? Каковы их свойства?

5. Из каких частей состоит зрительный анализатор и как работает его корковая часть?

6. Как вы считаете, существует ли взаимосвязь между строением глаза и средой, в которой обитает тот или иной организм?

7. Попробуйте предположить, что произойдёт со зрением человека, если он наденет очки, которые переворачивают изображение, и будет носить их не снимая.

Строение автономной нервной системы, управляющей нашими органами независимо от сознания, ее функции. Участие в приспособительных реакциях организма. Механизм передачи нервного импульса (строение синапса). Ацетилхолин и норадреналин – основные посредники этой системы и их эффекты.

Почему мы не можем по своему желанию остановить собственное сердце или прекратить процесс переваривания пищи в желудке, почему внезапный испуг заставляет сильнее биться сердце? Существует отдельная часть нервной системы человека, которая управляет многими непроизвольными функциями нашего организма. Она называется вегетативной нервной системой. Это автономная нервная система, активность которой не контролируется нашим сознанием. Под контролем этой системы находится активность различных желез, сокращение гладких мышц, работа почек, сокращение сердца и многие другие функции.

Вегетативная нервная система поддерживает на заданном природой уровне кровяное давление, потоотделение, температуру тела, обменные процессы, деятельность внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов. Вместе с эндокринной системой, о которой мы будем рассказывать в следующей главе, она регулирует постоянство состава крови, лимфы, тканевой жидкости (внутренней среды) в организме, управляет обменом веществ и осуществляет взаимодействие отдельных органов в системах органов (дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения и размножения).

Строение вегетативной нервной системы.

Функции их, как правило, противоположны (рисунок 1.5.17). Как видно из рисунка 1.5.17, если нервы симпатического отдела стимулируют какую-то реакцию, то нервы парасимпатического ее подавляют. Эти процессы разнонаправленного воздействия друг на друга в конечном итоге взаимно уравновешивают друг друга, в результате функция поддерживается на соответствующем уровне. Именно на возбуждение или торможение одного из таких противоположных по своей направленности влияний часто направлено действие лекарств.

Возбуждение симпатических нервов вызывает расширение сосудов головного мозга, кожи, периферических сосудов; расширение зрачка; снижение выделительной функции слюнных желез и усиление – потовых; расширение бронхов; ускорение и усиление сердечных сокращений; сокращение мышц, поднимающих волосы; ослабление моторики желудка и кишечника; усиление секреции гормонов надпочечников; расслабление мочевого пузыря; оказывает возбуждающее действие на половые органы, вызывает сокращение матки. По парасимпатическим нервным волокнам отдаются “приказы”, обратные по своей направленности: например, сосудам и зрачку – сузиться, мускулатуре мочевого пузыря – сократиться и так далее.

Вегетативная нервная система очень чувствительна к эмоциональному воздействию. Печаль, гнев, тревога, страх, апатия, половое возбуждение – эти состояния вызывают изменения функций органов, находящихся под контролем вегетативной нервной системы. Например, внезапный испуг заставляет сильнее биться сердце, дыхание становится более частым и глубоким, в кровь из печени выбрасывается глюкоза, прекращается выделение пищеварительного сока, появляется сухость во рту. Организм готовится к быстрой реакции на опасность и, если требуется, к самозащите. Так при длительном и сильном эмоциональном напряжении и возбуждении развиваются тяжелые заболевания, такие как: гипертензия, коронарная болезнь сердца, язвенная болезнь желудка и многие другие.

Представьте себе прогулку по холмистой местности. Пока дорога проходит по ее равнинной части, вы идете не спеша, дыхание ровное, и сердце бьется спокойно. При этом каждая клетка организма всегда помнит генетически запрограммированный оптимальный режим своего функционирования и далее стремится поддерживать его как эталонный. Мы уже упоминали в разделе 1.4.1, что свойство живого организма осуществлять деятельность, направленную на поддержание постоянства внутренней среды, называется гомеостазом.

Затем дорога пошла в гору и, как только это произошло, ваше тело стало выполнять дополнительную работу по преодолению силы земного притяжения. На выполнение этой работы всем участвующим в ней клеткам организма потребовалась дополнительная энергия, поступающая за счет увеличения скорости сгорания энергоемких веществ, которые клетка получает из крови.

В момент, когда клетка стала сжигать этих веществ больше, чем приносит кровь при данной скорости кровотока, она сообщает вегетативной нервной системе о нарушении своего постоянного состава и отклонении от эталонного энергетического состояния. Центральные отделы вегетативной нервной системы при этом формируют управляющее воздействие, приводящее к комплексу изменений для восстановления энергетического голодания: учащению дыхания и сокращений сердца, ускорению распада белков, жиров и углеводов и так далее (рисунок 1.5.18).

Рисунок 1.5.18. Функциональная модель описания вегетативной нервной системы

В результате, за счет увеличения количества поступающего в организм кислорода и скорости кровотока участвующая в работе клетка переходит на новый режим, при котором она отдает больше энергии в условиях повышения физической активности, но и потребляет ее больше ровно настолько, насколько необходимо для поддержания энергетического баланса, обеспечивающего клетке комфортное состояние. Таким образом, можно сделать вывод:

Поддержание постоянства внутренней среды клетки (гомеостаз) осуществляется за счет отрицательной обратной связи вегетативной нервной системы.

И, хотя она действует автономно, то есть выключение сознания не приводит к прекращению ее работы (вы продолжаете дышать, и сердце бьется ровно), она реагирует на малейшие изменения в работе центральной нервной системы. Ее можно назвать “мудрой напарницей” центральной нервной системы. Оказывается, что умственная и эмоциональная деятельность – это тоже работа, осуществляемая за счет потребления дополнительной энергии клетками головного мозга и других органов. При этом работают другие клетки, но с ними происходят процессы, аналогичные описанным ранее.

Для тех, кто хочет детальнее изучить работу вегетативной нервной системы, мы даем ее описание более подробно.

Как мы уже говорили выше, вегетативная нервная система представлена в центральных отделах симпатическими и парасимпатическими ядрами, расположенными в головном и спинном мозге, а на периферии – нервными волокнами и узлами (ганглиями).

Нервные волокна, составляющие ветки и веточки этой системы, расходятся по всему телу, сопровождаемые сетью кровеносных сосудов. Общая длина их составляет около 150 000 км.

В нашем теле все внутренние ткани и органы, “подчиненные” вегетативной нервной системе, снабжены нервами (иннервированы), которые, как датчики, собирают информацию о состоянии организма и передают ее в соответствующие центры, а от них доносят до периферии корректирующие воздействия.

Так же как и центральная нервная система, вегетативная система имеет чувствительные (афферентные) окончания (входы), обеспечивающие возникновение ощущений, и исполнительные (двигательные, или эфферентные) окончания, которые передают из центра модифицирующие воздействия к исполнительному органу. Физиологически этот процесс выражается в чередовании процессов возбуждения и торможения, в ходе которых происходит передача нервных импульсов, возникающих в клетках нервной системы (нейронах).

Переход нервного импульса с одного нейрона на другой или с нейронов на клетки исполнительных (эффекторных) органов осуществляется в местах контакта клеточных мембран, называемых синапсами (рисунок 1.5.19). Передача информации осуществляется специальными химическими веществами-посредниками (медиаторами), выделяемыми из нервных окончаний в синаптическую щель. В нервной системе эти вещества называют нейромедиаторами.

В состоянии покоя эти медиаторы, вырабатываемые в нервных окончаниях, находятся в особых пузырьках. Попробуем коротко рассмотреть работу этих медиаторов на рисунке 1.5.20. Условно (так как он занимает считанные доли секунды) весь процесс передачи информации можно разбить на четыре этапа. Как только по пресинаптическому окончанию поступает импульс, на внутренней стороне клеточной мембраны за счет входа ионов натрия происходит образование положительного заряда, и пузырьки с медиатором начинают приближаться к пресинаптической мембране (этап I на рисунке 1.5.20). На втором этапе осуществляется выход медиатора в синаптическую щель из пузырьков в месте их контакта с пресинаптической мембраной. После выделения из нервных окончаний (этап II) нейромедиатор проникает через синаптическую щель путем диффузии и связывается со своими рецепторами постсинаптической мембраны клетки исполнительного органа или другой нервной клетки (этап III). Активация рецепторов запускает в клетке биохимические процессы, приводящие к изменению ее функционального состояния в соответствии с тем, какой сигнал был получен от афферентных звеньев. На уровне органов это проявляется сокращением или расслаблением гладких мышц (сужением или расширением сосудов, учащением или замедлением и усилением или ослаблением сокращений сердца), выделением секрета и так далее. И, наконец, на IV этапе происходит возвращение синапса в состояние покоя либо за счет разрушения медиатора ферментами в синаптической щели, либо благодаря транспорту его обратно в пресинаптическое окончание. Сигналом к прекращению выделения медиатора служит возбуждение им рецепторов пресинаптической мембраны.

Рисунок 1.5.20. Функционирование синапса:

I - поступление нервного импульса; II - выделение медиатора в синаптическую щель; III - взаимодействие с рецепторами постсинаптической мембраны; IV - "судьба" медиатора в Синаптической щели - возвращение синапса в состояние покоя

1- обратный захват медиатора; 2 - разрушение медиатора ферментом; 3- возбуждение пресинаптических рецепторов

Как мы уже говорили, в вегетативной нервной системе передача информации осуществляется, главным образом, с помощью нейромедиаторов – ацетилхолина и норадреналина. Поэтому пути передачи и синапсы называют холинергическими (медиатор – ацетилхолин) или адренергическими (медиатор – норадреналин). Аналогично этому рецепторы, с которыми связывается ацетилхолин, называют холинорецепторами, а рецепторы норадреналина – адренорецепторами (смотри схему на рисунке 1.5.21). На адренорецепторы влияет также гормон, выделяемый надпочечниками, – адреналин.

Рисунок 1.5.21. Общая схема передачи информации по звеньям вегетативной нервной системы

Холино- и адренорецепторы неоднородны и различаются чувствительностью к некоторым химическим веществам. Так, среди холинорецепторов выделяют мускаринчувствительные (м-холинорецепторы) и никотинчувствительные (н-холинорецепторы) – по названиям естественных алкалоидов, которые оказывают избирательное действие на соответствующие холинорецепторы. Мускариновые холинорецепторы, в свою очередь, могут быть м1-, м2- и м3-типа в зависимости от того, в каких органах или тканях они преобладают.

Адренорецепторы, исходя из различной чувствительности их к химическим соединениям, подразделяют на альфа- и бета-адренорецепторы, которые тоже в зависимости от локализации имеют несколько разновидностей.

Сеть нервных волокон пронизывает все человеческое тело, таким образом, холино- и адренорецепторы расположены по всему телу. Нервный импульс, распространяющийся по всей нервной сети или ее пучку, воспринимается как сигнал к действию теми клетками, которые имеют соответствующие рецепторы. И, хотя холинорецепторы локализуются в большей степени в мышцах внутренних органов (желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы, глаз, сердца, бронхиол и других органов), а адренорецепторы – в сердце, сосудах, бронхах, печени, почках и в жировых клетках, обнаружить их можно практически в каждом органе. Воздействия, при реализации которых они служат посредниками, очень разнообразны.

Препараты, влияющие на различные типы рецепторов, будут представлены в главе 3.2.

Кровоснабжение мышц. Интенсивность кровотока в сосудах мышц. Миогенная, гуморальная регуляция кровотока в мышцах.

Большая масса скелетных мышц (около 40 % массы тела) обусловливает необходимость обеспечения значительного кровотока в мышцах при их работе. В покое интенсивность кровотока в скелетных мышцах колеблется от 2 до 5 мл/100 г/мин, что составляет 15—20 % величины сердечного выброса. Функциональный резерв для увеличения кровотока в мышцах при физической работе обеспечивается высоким исходным базальным тонусом сосудов скелетных мышц. Кровоток в мышцах при их интенсивной работе может возрасти более чем в 30 раз, достигая величины 100—120 мл/100 г/ мин (80—90 % сердечного выброса). Потребление кислорода мышцами при этом увеличивается с 0,3 до 6 мл/100 г/мин. Возросшая интенсивность метаболических процессов обеспечивается значительным увеличением числа функционирующих капилляров. В покое открыто 20—30 % имеющихся в мышце капилляров. При работе скелетных мышц число функционирующих в них капилляров увеличивается в 2—3 раза.

Миогенная регуляция. Высокий исходный тонус сосудов скелетных мышцах обусловлен, главным образом, миогенной активностью сосудистой стенки и в меньшей степени — влиянием симпатических вазоконстрикторов (15—20 % тонуса в покое нейрогенного происхождения).

Кровоснабжение мышц. Интенсивность кровотока в сосудах мышц. Миогенная, гуморальная регуляция кровотока в мышцах.

Нервная регуляция сосудов скелетных мышц осуществляется через симпатические адренергические вазоконстрикторы. В артериях скелетных мышц имеются α- и β-адренорецепторы, в венах — только α-адренорецепторы. Активизация α-адренорецепторов приводит к сокращению миоцитов и сужению сосудов, активизация β-адренорецепторов — к расслаблению миоцитов и расширению сосудов. Сосуды скелетных мышц иннервируются также симпатическими холинергическими нервными волокнами, возбуждение которых оказывает дилататорный эффект. В покое сосуды скелетных мышц находятся под тоническим влиянием симпатических вазоконст-рикторов.

Гуморальная регуляция. Наиболее мощным фактором гуморальной регуляции тонуса сосудов являются метаболиты, накапливающиеся в работающей мышце. В межклеточной жидкости и в оттекающей от мышцы венозной крови при этом резко падает содержание кислорода, растет концентрация угольной и молочной кислот, аденозина. Среди факторов, обеспечивающих снижение тонуса сосудов в мышце при ее работе, ведущими являются быстрое повышение внеклеточной концентрации ионов калия, гиперосмолярность, а также снижение рН тканевой жидкости.

Серотонин, брадикинин, гистамин оказывают сосудорасширяющее действие в скелетных мышцах. Адреналин при взаимодействии с α-адренорецепторами вызывает констрикцию, с β-адренорецепторами — дилатацию мышечных сосудов, норадреналин обладает сосудосуживающим действием через α-адренорецепторы. Ацетилхолин и АТФ приводят к выраженной дилатации сосудов скелетных мышц.

Читайте также: