Регуляция функций организма животных нервная система

Жизненные функции организма животных в целом, отдельных его органов и систем, согласованность их деятельности, поддержание определенного физиоло­гического состояния и гомеостаза регулируют нервная и эндокринная системы. Эти системы функционально взаимосвяза­ны между собой и влияют на деятельность друг друга.

Нервная системарегулирует жизненные функ­ции организма с помощью нервных импульсов,имеющих электрическую природу. Нервные импу­льсы передаются от рецепторов к определенным центрам нервной системы, где осуществляется их анализ и синтез, а также формируются соответству­ющие реакции. От этих центров нервные импульсы направляются к рабочим органам, изменяя опреде­ленным образом их деятельность.

Нервная система способна быстро воспринимать изменения, происходящие во внешней и внутренней среде организма, и быстро на них реагировать. Вспо­мним, что реакцию организма на раздражители вне­шней и внутренней среды, осуществляющуюся при участии нервной системы, называют рефлексом (от лат. рефлексус — повернутый назад, отраженный). Следовательно, нервной системе свойствен рефлекто­рный принцип деятельности. В основе сложной аналитико-синтетической деятельности нервных центров лежат процессы возникновения нервного во­збуждения и его торможения. Именно на этих процес­сах основывается высшая нервная деятельность человека и некоторых животных, обеспечивающая совершенное приспособление к изменениям в окружа­ющей среде.

Ведущая роль в гуморальной регуляции жизненных функций организма принадлежит системе желез внутренней секреции.Эти железы развиты у боль­шинства групп животных. Они не связаны пространст­венно, их работа согласовывается или благодаря нервной регуляции, или же гормоны, вырабатываемые одними из них, влияют на работу других. В свою очередь, гормо­ны, выделяемые железами внутренней секреции, влия­ют на деятельность нервной системы.

Особое место в регуляции функций организма жи­вотных принадлежит нейрогормонам—биологичес­ки активным веществам, вырабатываемым особыми клетками нервной ткани. Такие клетки выявлены у всех животных, имеющих нервную систему. Нейрогормоны поступают в кровь, межклеточную или спинномозговую жидкость и транспортируются ими к тем органам, работу которых они регулируют.

У позвоночных животных и человека существует тесная связь между гипоталамусом (отдел промежу­точного мозга) и гипофизом (железа внутренней секреции, связанная с промежуточным мозгом). Вместе они составляют гипоталамо-гипофизарную систему.Эта связь заключается в том, что синтезированные клетками гипоталамуса нейрогормоны поступают по кровеносным сосудам в перед­нюю долю гипофиза. Там нейрогормоны стимулируют или тормозят выработку определенных гормонов, влияющих на деятельность других желез внутрен­ней секреции. Основное биологическое значение гипоталамо-гипофизарной системы — осуществление совершенной регуляции вегетативных функций ор­ганизма и процессов размножения. Благодаря этой системе работа желез внутренней секреции может быстро изменяться под влиянием раздражителей внешней среды, которые воспринимаются органами чувств и обрабатываются в нервных центрах.

Гуморальная регуляция может осуществляться и с помощью других биологически активных веществ. Например, изменение концентрации углекислого газа в крови влияет на деятельность дыхательного центра головного мозга наземных позвоночных жи­вотных, а ионов кальция и калия- на работу сердца.

Регуляционные системы непрерывно контролируют состояние организма, автоматически поддерживая его параметры на почти постоянном уровне, даже в условиях неблагоприятных внешних воздействий. Если под воздействием какого-либо фактора состояние клетки или органа изменяется, то это удивительное свойство помогает им вернуться вновь в нормальное состояние. В качестве примера механизма работы таких регуляторных систем - реакция организма человека на физические нагрузки.

Иммунная регуляция. Важную роль в обеспечении жизнедеятельности организма играет иммунная система. Иммунитет(от лат. иммунитас – невосприимчивость) – способность организма защищать собственную целостность, его невосприимчивость к возбудителям некоторых заболеваний. В создании иммунитета принимают участие специфические и неспецифические механизмы.

К неспецифическим механизмам иммуните­таотносятся барьерная функция кожного эпителия и слизистых оболочек внутренних органов; бактери­цидное действие некоторых ферментов (например, некоторые ферменты слюны, слезной жидкости, гемолимфы членистоногих) и кислот (выделяемых с секретом потовых и сальных желез, желез слизистой оболочки желудка). Эту функцию выполняют также клетки разных тканей, способные обезвреживать чужеродные для данного организма частицы и мик­роорганизмы.

Специфические механизмы иммунитета обеспечиваются иммунной системой, которая узнает и обезвреживает антигены(от греч. анти - против и генезис - происхождение) - химические вещества, вырабатываемые клетками или входящие в состав их структур, либо микроорганизмы, воспринимае­мые организмом как чужеродные и вызывающие иммунный ответ с его стороны.

• Виртуальная лаборатория
  • Мочевыводящая система
  • Сердечно-сосудистая система
    • Влияние давления и вязкости жидкости, а также радиуса и длины сосуда на движение жидкости по сосуду
    • Воздействие адреналина, ацетилхолина, атропина и адреналина на основе атропина на артериальное давление
    • Воздействие медикаментов и химических медиаторов на деятельность сердца
    • Воздействие электрических стимулов на сердечную деятельность
    • Воздействие возбуждения блуждающего нерва на сердечную деятельность
    • Наложение лигатур Станниуса
  • Дыхательная система
    • Влияние давления в плевральной полости на вентиляцию легких
    • Влияние сурфактанта на вентиляцию легких
    • Механизм дыхания. Объемы и емкости легких. Влияние радиуса просвета дыхательных путей
  • Внутренняя среда организма. Кровь
    • Определение групп крови системы ABO с использованием стандартных сывороток
  • Обмен веществ и энергии. Питание
• Физиология человека и животных
  • ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА. КРОВЬ. ИММУНИТЕТ
    • План. Внутренняя среда организма. Кровь. Иммунитет
    • 1. Функции крови. Состав и физико-химические свойства крови. Плазма крови
    • 2. Механизмы поддержания кислотно-основного равновесия. Буферные системы крови
    • 3. Лимфа. Образование лимфы. Ликвор
    • 4. Эритроциты: строение и функции. Гемолиз. Гемоглобин. Эритропоэз. Анемии
    • 5. Группы крови. Агглютиногены (антигены) и агглютинины (антитела). Резус-фактор. Правила переливания крови
    • 6. Строение и функции лейкоцитов. Лейкоцитарная формула
    • 7. Регуляторная функция лейкоцитов (цитокины)
    • 8. Защитная функция крови. Понятие о клеточном и гуморальном иммунитете
    • 9. Тромбоциты, их строение и функции
    • 10. Свертывающая и противосвертывающая системы крови. Плазменные и клеточные факторы свертывания
  • ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО–СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
    • План. Физиология сердечно-сосудистой системы
    • 1. Строение и функции сердечно-сосудистой системы
    • 2. Строение сердца. Общие свойства сердечной мышцы: автоматия, проводимость, возбудимость и сократимость. Типичные (рабочие) и атипичные кардиомиоциты
    • 3. Механизм автоматии миокарда. Градиент автоматии
    • 4. Особенности кровоснабжения и энергетического обеспечения сердца. Функциональная роль предсердий и желудочков, клапанного аппарата
    • 5. Сердечный цикл. Понятие о систолическом и минутном объемах крови
    • 6. Методы изучения сердечной деятельности
    • 7. Миогенная, нейрогенная и гуморальная регуляция деятельности сердца
    • 8. Гемодинамика. Функциональные особенности различных отделов сосудистого русла. Линейная и объемная скорость движения крови. Факторы, обеспечивающие непрерывность кровотока
    • 9. Капиллярное кровообращение и его особенности. Микроциркуляция. Представление о тонусе сосудов. Регуляция тонусов сосудов. Сосудодвигательный центр
    • 10. Строение лимфатической системы и ее функции. Транспорт лимфы
  • ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ
    • План. Физиология дыхания
    • Дыхание у высших позвоночных: внешнее дыхание, газообмен в легких и тканях, транспорт газов кровью, тканевое дыхание
    • Вентиляция легких. Механика и динамика дыхательных движений. Внутриплевральное давление и его значение. Роль сурфактанта. Аэрогематический барьер
    • Показатели внешнего дыхания. Понятие о легочных объемах и емкостях. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха
    • Газообмен в легких и тканях. Парциальное давление кислорода и диоксида углерода в альвеолярном воздухе, венозной и артериальной крови. Транспорт кислорода кровью
    • Механизм переноса диоксида углерода, роль карбоангидразы. Взаимосвязь между дыханием и поддержанием кислотно-щелочного равновесия крови
    • Нервные механизмы регуляции дыхания. Защитные и регуляторные дыхательные рефлексы. Хеморецепторы. Дыхание при физической нагрузке, при повышенном и пониженном атмосферном давлении
  • ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ. ПИТАНИЕ. ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ
    • План. Обмен веществ и энергии. Питание. Терморегуляция
    • Обмен веществ и энергии как основное условие гомеостазиса. Анаболические и катаболические процессы. Обмен веществ как источник образования тепла
    • Основной и общий обмен. Рабочая прибавка. Общие энергозатраты людей различных профессиональных групп
    • Характеристика продуктов питания. Пищевые и питательные вещества. Нормы питания
    • Значение воды для организма. Витамины и их роль в обмене веществ
    • Принципы составления пищевых рационов
    • Терморегуляция. Механизмы теплопродукции и теплоотдачи. Суточные изменения температуры тела у человека
    • Лихорадка
  • ФИЗИОЛОГИЯ МОЧЕВЫДЕЛЕНИЯ
    • План. Физиология мочевыделения
    • Строение и функции почек. Нефрон как функциональная единица почки. Особенности кровоснабжения почек
    • Механизм образования мочи
    • Реабсорбция в нефроне и ее механизмы. Поворотно-противоточная система. Механизмы осмотического концентрирования и разведения мочи
    • Процессы секреции и экскреции в почечных канальцах. Образование конечной мочи, ее состав и свойства
    • Гуморальная и гормональная регуляции почечной функции
  • ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ ПИЩЕВАРЕНИЯ
    • План. Физиология системы пищеварения
    • Строение и функции пищеварительной системы. Типы пищеварения
    • Пищеварение в ротовой полости. Функции слюнных желез, состав и свойства слюны. Регуляция слюноотделения
    • Пищеварение в желудке. Механизмы желудочной секреции ферментов и соляной кислоты. Фазы желудочной секреции. Состав и свойства желудочного сока
    • Пищеварение в тонком кишечнике. Пристеночное (мембранное) пищеварение. Всасывание в пищеварительной системе
    • Роль печени и поджелудочной железы в пищеварении
    • Пищеварение в толстом кишечнике
    • Регуляция деятельности органов пищеварения
    • Аппетит, голод, насыщение
  • ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ
    • План. Физиология возбудимых тканей
    • 1. Раздражимость и возбудимость как способность живых систем реагировать на действие факторов внешней среды. Ионные насосы и их функции (калий-натриевый, кальциевый, хлорный насос)
    • 2. Ионные каналы, классификация, строение и функции. Потенциал действия и его фазы. Вклад потенциалзависимых ионных каналов в формирование потенциала действия
    • 3. Причины существования относительной и абсолютной рефрактерности. Функциональная лабильность и ее проявления
    • 4. Возбудимые клетки как проводники электричества. Распространение электротонического потенциала. Константа длины. Механизм проведения возбуждения по немиелинизированным и миелинизированным нервным волокнам
    • 5. Классификация и свойства нервных волокон. Законы проведения возбуждения по нервным волокнам
    • 6. Основы межклеточного взаимодействия в организме. Физиология синапсов
    • 7. Химические синапсы. Механизм возникновения возбуждающего постсинаптического потенциала. Тормозной постсинаптический потенциал
    • 8. Общая характеристика и классификация нейромедиаторов. Нейромодуляторы
    • 9. Ионотропные и метаботропные рецепторы. Основные группы синаптически активных веществ (лиганды, агонисты, антагонисты)
    • 10. Физиология мышц. Классификация мышц по структурным, биохимическим и функциональным критериям
    • 11. Виды и режимы мышечных сокращений. Работа и сила мышц. Типы нервных волокон
    • 12. Механизм мышечного сокращения. Роль АТФ, кальция и ионных насосов в мышечном сокращении. Энергетическое обеспечение мышечного сокращения
  • ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
    • План. Общая физиология центральной нервной системы
    • 1. Структурно-функциональная организация нейронов и глиальных клеток. Представления о функциональной роли глии
    • 2. Строение и свойства нейронов
    • 3. Понятие о нервном центре, нервной сети. Свойства нервных центров
    • 4. Принципы координации работы нервных центров
    • 5. Торможение в ЦНС и его виды. Интегративная деятельность нейрона
    • 6. Рефлекторная теория. Компоненты рефлекторной дуги. Классификация рефлексов
    • 7. Классификация врожденных форм поведения. Принцип обратной связи
    • 8. Теория функциональных систем П.К. Анохина
  • ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
    • План. Частная физиология центральной нервной системы
    • 1. Функциональная организация спинного мозга и его роль в координации рефлекторной деятельности центральной нервной системы
    • 2. Функции спинного мозга. Особенности управления движениями на уровне спинного мозга. Спинальный контроль мышечных сокращений и управление мышечным тонусом
    • 3. Спинальные соматические и вегетативные рефлексы. Сегментарный и межсегментарный принцип работы спинного мозга
    • 4. Структурно-функциональная характеристика основных отделов головного мозга
    • 5. Функции продолговатого мозга, топография ядер, регуляция витальных функций
    • 6. Роль ретикулярной формации мозгового ствола в регуляции функций. Варолиев мост
    • 7. Средний мозг
    • 8. Мозжечок: строение, связи и регулирующие влияния
    • 9. Промежуточный мозг. Роль ядер таламуса в передаче сигналов с периферии в кору больших полушарий. Гипоталамус как интегративно координирующий вегетативный центр мозга
    • 10. Подкорковые ганглии, их строение и функции. Экстрапирамидная двигательная система
    • 11. Гиппокамп и лимбическая система, их взаимодействие при интеграции сигналов в мозге
    • 12. Физиология вегетативной нервной системы. Современные представления о нейрогуморальной регуляции висцеральных функций организма. Вегетативная рефлекторная дуга
    • 13. Функциональные особенности и взаимодействие отделов вегетативной нервной системы в управлении функциями организма
    • 14. Основы физиологии коры больших полушарий. Представление о кортикализации функций. Цитоархитектоника коры больших полушарий
    • 15. Понятие о полях и зонах коры больших полушарий
    • 16. Электрическая активность коры головного мозга. Электроэнцефалограмма
  • ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ
    • План. Гормональная регуляция функций
    • 1. Эндокринный контроль функций и его регуляторная роль. Участие желез внутренней секреции в интегративной регуляции деятельности организма
    • 2. Роль эндокринной системы в регуляции процессов роста, развития, размножения, разных форм адаптации, поведения. Классификация гормонов
    • 3. Современные взгляды на механизмы влияния гормонов: рецепторы и вторые посредники
    • 4. Гипоталамо-нейрогипофизарная и гипоталамо-аденогипофизарная системы. Гипоталамические рилизинг – факторы (либерины и статины)
    • 5. Структура и функции долей гипофиза, секретируемые тропные и эффекторные гормоны, их роль в организме
    • 6. Эпифиз и роль мелатонина у животных и человека
    • 7. Щитовидная железа. Тиреоидные гормоны (трииодтиронин и тироксин) и кальцитонин
    • 8. Паращитовидные железы
    • 9. Эндокринная функция поджелудочной железы и ее гормоны (инсулин, глюкагон, соматостатин)
    • 10. Гормоны коркового и мозгового слоя надпочечников
    • 11. Роль надпочечных желез в реализации адаптационно-приспособительной деятельности организма (стресс). Фазы стресса
    • 12. Половые железы и их внутренняя секреция. Гормональная функция семенников. Гормональная функция яичников. Половые циклы
    • 13. Эндокринная функция почек, желудочно-кишечного тракта, сердца. Гормональная функция эндотелия
  • ФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
    • План. Физиология сенсорных систем
    • 1. Принципы строения сенсорных систем. Понятие о рецепторах
    • 2. Классификация рецепторов. Механизм возбуждения рецепторов. Рецепторный и генераторный потенциалы. Адаптация рецепторов
    • 3. Кодирование сенсорной информации. Проводниковые структуры сенсорных систем
    • 4. Зрительный анализатор
      • 4. I. Преломление света в оптических средах глаза. Построение изображения на сетчатке
      • 4. II. Типы движений глаз
      • 4. III. Строение сетчатки. Фоторецепторы и преобразование световой энергии в электрический сигнал
      • 4. IV. Представления о механизмах цветного зрения и обработке зрительной информации в ЦНС
      • 4. V. Проводниковый и корковый отделы зрительного анализатора
    • 5. Слуховой анализатор
      • 5. I. Строение слухового анализатора
      • 5. II. Строение улитки. Орган Корти. Фонорецепторы. Звуковосприятие
      • 5. III. Проводящие пути и корковое представительство слухового анализатора. Представления о механизме восприятия частоты и интенсивности звука
    • 6. Вестибулярный анализатор
    • 7. Вкусовой анализатор: структурные и функциональные особенности. Клеточные механизмы вкусовой рецепции
    • 8. Обонятельный анализатор: структурные и функциональные особенности обонятельного анализатора. Клеточные механизмы обонятельной рецепции
    • 9. Соматосенсорная система. Кожные рецепторы: тактильные, температурные, болевые. Мышечно-суставная рецепция (проприорецепция)
    • 10. Болевые рецепторы. Защитные (ноцицептивные) рефлексы. Современные теории боли
  • ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
    • План. Физиология высшей нервной деятельности
    • 1. Понятие о ВНД. Современные подходы к нейробиологическим механизмам поведения
    • 2. Роль эмоций и мотиваций в организации поведения
    • 3. Условный рефлекс как приспособительный механизм в животном мире. Классические и инструментальные условные рефлексы. Классификация условных рефлексов
    • 4. Нейрофизиологическая сущность торможения. Характеристика внешнего безусловного торможения. Запредельное торможение, его биологическое значение. Основные виды условного торможения
    • 5. Нейрофизиологическая сущность сна. Электроэнцефалографическая характеристика медленноволнового сна и парадоксального сна
    • 6. Память как свойство центральной нервной системы воспринимать, хранить и воспроизводить информацию
  • НЕЙРОГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
    • План. Нейрогуморальная регуляция физиологических функций
    • 1. Общее понятие о процессах регуляции функций. Гомеостазис. Принципы регуляции функций
    • 2. Механизмы регуляции жизнедеятельности организма. Нервная регуляция как высший этап развития приспособлений организма к меняющимся условиям существования
    • 3. Единство нервных, гуморальных и иммунных механизмов регуляции

12. Физиология вегетативной нервной системы. Современные представления о нейрогуморальной регуляции висцеральных функций организма. Вегетативная рефлекторная дуга

Вегетативная (автономная) нервная система управляет деятельностью внутренних органов, желез, гладкой мускулатуры и не подчиняется воле человека. К вегетативным относят те функции, которые обеспечивают обмен веществ (пищеварение, выделение, кровообращение, дыхание), а также функции организма, обеспечивающие рост и развитие организма, размножение, приспособление организма к неблагоприятным воздействиям. Вегетативная нервная система оказывает адаптационно-трофическое влияние на органы, т.е. регулирует их активность так, чтобы обеспечить существование организма как единого целого в меняющихся условиях внешней и внутренней среды. С помощью вегетативной нервной системы осуществляются рефлекторные реакции поддержания артериального давления, теплорегуляции, учащения и усиления сердцебиений при мышечной работе и т.д.

И симпатическая, и парасимпатическая нервные системы состоят из вегетативных ядер (скопления нейронов, лежащих в спинном или головном мозге), вегетативных узлов (скопления нейронов, расположенных за пределами центральной нервной системы) и нервных окончаний (в стенках рабочих органов). Симпатические ядра находятся в спинном мозге, симпатические узлы около позвоночника, а нервные окончания в самих органах. Парасимпатические ядра находятся в продолговатом, среднем мозге или конце спинного мозга, а парасимпатические узлы и нервные окончания в самих органах.

Рисунок 4 – Вегетативная нервная система

Основное отличие в строении вегетативной нервной системы от соматической заключается в том, что путь от центра до иннервируемого органа в вегетативной нервной системе состоит из двух нейронов. Волокна вегетативной (висцеральной) нервной системы выходят из ядер ЦНС и обязательно прерываются в периферических нервных узлах – вегетативных ганглиях, образуя синапсы на нейронах, расположенных в этих ганглиях – так называемые преганглионарные волокна. А от нейронов вегетативных ганглиев к внутренним органам идут постганглионарные волокна. Периферическая часть или периферические ганглии симпатической нервной системы находится рядом с позвоночником, а парасимпатической нервной системы – рядом с теми органами, которые они иннервируют. Поэтому в симпатических ганглиях, как правило, преганглионарные волокна короткие, а постганглионарные – длинные, а в парасимпатических – наоборот.

Все центры вегетативной нервной системы находятся под контролем высшего вегетативного центра – гипоталамуса. Деятельность же гипоталамуса регулируется вышележащими структурами ЦНС, в первую очередь корой больших полушарий, лимбической системой, а также ретикулярной формацией и стволом.

Физиологической регуляцией называется активное изменение функций организма или его поведения, направленное на обеспечение оптимальных условий жизнедеятельности, сохранение гомеостаза в меняющихся условиях окружающей среды. Например, в состоянии покоя артериальное давление поддерживается на определенном уровне. При физической нагрузке благодаря регуляторным механизмам оно повышается и тем самым обеспечивает полноценное функционирование мышечной системы в данных условиях, а после прекращения работы оно понижается до прежнего значения. Таким образом, регуляция органов кровообращения обеспечивает оптимальную величину артериального давления и в покое, и при нагрузке.

Регуляция функций может выражаться в виде различных проявлений. Иногда необходимо включение или выключение какойлибо функции: сокращение и расслабление мышцы, начало и прекращение слюноотделения. В других случаях требуется усилить или ослабить какой-то процесс: сокращения сердца, частоту и глубину дыхания или же произвести количественные и качественные изменения в составе секретов — желудочного сока, молока и т. п.

В процессе эволюции в организме животных сложились две регуляторные системы — гуморальная (химическая) и нервная (рефлекторная).

Гуморальная регуляция (лат. humor — жидкость) осуществляется за счет биологически активных веществ, которые имеются в организме и оказывают влияние через кровь на ткани и органы.

В регуляции функций участвуют следующие гуморальные вещества.

. Электролиты. Ионы натрия, калия, кальция, магния, хлора ответственны за возникновение и проведение электрических импульсов в биологических мембранах (биотоки). Растворенные в крови минеральные соли создают осмотическое давление, определяют кислотно-щелочные свойства крови, от величины которых зависят многие процессы в организме.

• 2. Конечные и промежуточные продукты обмена веществ — диоксид углерода, глюкоза, мочевина и др. Так, например, диоксид углерода является важнейшим стимулятором дыхательного центра, а от уровня глюкозы в крови зависит деятельность многих желез внутренней секреции и других органов.
• 3. Гормоны — биологически активные вещества, образующиеся в эндокринных железах и клетках.
• 4. Нервные медиаторы — вещества, образующиеся в нервных окончаниях и передающие возбуждение от нерва на мышцу или железу.
• 5. Цитомедины — вещества, образующиеся в различных клетках и несущие информацию для других клеток.

Гуморальная регуляция — более древний способ регуляции у растений, одноклеточных и многоклеточных животных. У высших животных гуморальная регуляция не утратила своего значения.

В связи с усложнением строения организмов гуморальной регуляции оказалось недостаточно для быстрых изменений жизненных реакций, их корреляции и взаимодействия в условиях меняющейся окружающей среды. На определенном этапе развития животного организма появилась нервная система, которая обеспечила быструю и направленную передачу сигналов в виде нервных импульсов (биотоков) к определенным органам-адресатам, в то время как гуморальная регуляция неспецифична, так как гуморальные раздражители, циркулируя в крови, оказывают воздействие на любые чувствительные к ним ткани (например, инсулин — гормон поджелудочной железы — участвует в 22 реакциях, а адреналин — гормон надпочечников — влияет почти на все функции организма).

Нервная регуляция. Нервная система состоит из центрального и периферического отделов. Центральная нервная система — это головной и спинной мозг, где расположены нервные клетки (нейроны), объединенные в нервные центры. Периферическая нервная система — это отростки нейронов, формирующие нервы и пронизывающие все тело животного.

Как соматическая, так и вегетативная нервная система имеет нервные центры в головном и спинном мозге и периферические нервы, через которые осуществляется двусторонняя связь нервной системы с органами.

Основной формой деятельности нервной системы является рефлекс. Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды при участии нервной системы. Например, отдергивание руки от горячего предмета (двигательный рефлекс) или выделение желчи из желчного пузыря (вегетативный рефлекс).

Любой рефлекс осуществляется при участии определенных морфологических структур, которые составляют рефлекторную дугу. Рефлекторная дуга — это путь, по которому проходит возбуждение от места раздражения через центральную нервную систему к исполнительному органу.

Рефлекторная дуга (рис. 1.2) состоит из следующих звеньев: рецепторы — чувствительные нервные окончания, воспринимающие раздражения. Под воздействием раздражителя в рецепторах возникает потенциал действия (биоток);

центростремительный, или афферентный, нерв, по которому возбуждение (потенциал действия) передается в центральную нервную систему:

Рис. 1.2. Схема рефлекторной дуги:

/ — рецепторы, или чувствительные нервные окончания; 2— центростремительный, или афферентный, нерв; 3— нервный центр; 4— центробежный, или эфферентный, нерв; 5 — эффектор, или исполнительный орган

нервный центр — совокупность нейронов, перерабатывающих полученную от рецепторов информацию и подготавливающих команду для исполнительных органов;

центробежный, или эфферентный, нерв, по которому нервный импульс передается исполнительным органам; эффектор, или исполнительный орган.

3. Нервная регуляция функций организма

Главная роль в регуляции функций организма и обеспечении его целостности принадлежит нервной системе. Этот механизм регуляции является более совершенным. Во-первых, нервные влияния передаются значительно быстрее, чем химические воздействия, и потому организм через нервную систему осуществляет быстрые ответные реакции на действие раздражителей. В связи со значительной скоростью проведения нервных импульсов взаимодействие между частями организма устанавливается быстро в соответствии с потребностями организма.

Во-вторых, нервные импульсы приходят к определенным органам, и потому ответные реакции, осуществляемые через нервную систему, не только более быстрые, но и более точные, чем при гуморальной регуляции функций.

Вся деятельность нервной системы осуществляется рефлекторным путем. С помощью рефлексов осуществляется взаимодействие различных систем целого организма и его приспособление к меняющимся условиям среды.

При повышении кровяного давления в аорте рефлекторно меняется деятельность сердца. В ответ на температурные воздействия внешней среды у человека суживаются или расширяются кровеносные сосуды кожи, под влиянием различных раздражителей рефлекторно меняется сердечная деятельность, интенсивность дыхания и т. д.

Благодаря рефлекторной деятельности организм быстро реагирует на различные воздействия внутренней и внешней среды.

Раздражения воспринимаются особыми нервными образованиями - рецепторами. Существуют различные рецепторы: одни из них раздражаются при изменении температуры окружающей среды, другие - при прикосновении, третьи - при болевом раздражении и т. п. Благодаря рецепторам центральная нервная система получает информацию обо всех изменениях окружающей среды, а также об изменениях внутри организма.

При раздражении рецептора в нем возникает нервный импульс, который распространяется по центростремительному нервному волокну и достигает центральной нервной системы. О характере раздражения центральная нервная система "узнает" по силе и частоте нервных импульсов. В центральной нервной системе происходит сложный процесс переработки поступивших нервных импульсов, и уже по центробежным нервным волокнам импульсы от центральной нервной системы направляются к исполнительному органу (эффектору).

Для осуществления рефлекторного акта необходима целостность рефлекторной дуги (рис. 2).

Рис. 2. Схема простейшей рефлекторной дуги спинномозгового рефлекса

Обездвижьте лягушку. Для этого заверните лягушку в марлевую или полотняную салфетку, оставив открытой лишь, голову. Задние лапки при этом должны быть вытянуты, а передние плотно прижаты к туловищу. Введите тупое лезвие ножниц в рот лягушки и отсеките верхнюю челюсть с черепной коробкой. Спинной мозг не разрушайте. Лягушку, у которой сохранен только спинной мозг, а вышележащие отделы центральной нервной системы удалены, называют спинальной. Укрепите лягушку в штативе, зажав зажимом нижнюю челюсть либо приколов булавками нижнюю челюсть к пробке, укрепленной в штативе. Оставьте лягушку висеть несколько минут. О восстановлении рефлекторной деятельности после удаления головного мозга судите по появлению ответной реакции на щипок. Лягушку во избежание подсыхания кожи периодически опускайте в стакан с водой. Налейте в маленький стаканчик 0,5-процентный раствор соляной кислоты, опустите в него заднюю лапку лягушки и наблюдайте рефлекторное отдергивание лапки. Смойте кислоту водой. На задней лапке, на середине голени, сделайте кольцевой разрез кожи и хирургическим пинцетом снимите ее с нижней части лапки, проследив за тем, чтобы кожа была тщательно снята со всех пальцев. Опустите лапку в раствор кислоты. Почему теперь лягушка не отдергивает конечность? В этот же раствор кислоты опустите другую лапку лягушки, с которой кожа не снята. Как реагирует лягушка теперь?

Разрушьте спинной мозг лягушки, введя в позвоночный канал препаровальную иглу. Опустите лапку, на которой сохранена кожа" в раствор кислоты. Почему теперь лягушка не отдергивает лапку?

Нервные импульсы при любом рефлекторном акте, приходя в центральную нервную систему, способны распространяться по разным ее отделам, вовлекая в процесс возбуждения многие нейроны. Поэтому правильнее говорить, что структурную основу рефлекторных реакций составляют нейронные цепи из центростремительных, центральных и центробежных нейронов.

Между центральной нервной системой и исполнительными органами существуют как прямые, так и обратные связи. При действии раздражителя на рецепторы возникает двигательная реакция. В результате этой реакции в исполнительных органах (эффекторах) - мышцах, сухожилиях, суставных сумках - возбуждаются рецепторы, от которых нервные импульсы поступают в центральную нервную систему. Это вторичные центростремительные импульсы, или обратные связи. Эти импульсы постоянно сигнализируют нервным центрам о состоянии двигательного аппарата, и в ответ на эти сигналы из центральной нервной системы к мышцам поступают новые импульсы, включающие следующую фазу движения или изменяющие движение в соответствии с условиями деятельности.

Обратная связь очень важна в механизмах координации, которую осуществляет нервная система. У больных, у которых нарушена чувствительность мышц, движения, особенно ходьба, утрачивают плавность, становятся некоординированными.

Человек рождается с целым рядом готовых, врожденных рефлекторных реакций. Это безусловные рефлексы. К ним относятся акты глотания, сосания, чихания, жевания, слюноотделение, отделение желудочного сока, поддержание температуры тела и др. Количество врожденных безусловных рефлексов ограничено, и они не могут обеспечить приспособление организма к постоянно меняющимся условиям среды.

На базе врожденных безусловных реакций в процессе индивидуальной жизни формируются условные рефлексы. Эти рефлексы у высших животных и человека весьма многочисленны и играют огромную роль в приспособлении организмов к условиям существования. Условные рефлексы имеют сигнальное значение. Благодаря условным рефлексам организм заранее как бы предупреждается о приближении чего-то значимого. По запаху гари человек и животное узнают о приближающейся беде, пожаре; животные по запаху, звукам отыскивают добычу или, напротив, спасаются от нападения хищников. На основе многочисленных условных связей, образовавшихся в течение индивидуальной жизни, человек приобретает жизненный опыт, помогающий ему ориентироваться в окружающей среде.

Для того чтобы яснее стало различие между безусловными и условными рефлексами, давайте совершим (мысленно) экскурсию в родильный дом.

В родильном доме есть три главных помещения: палата, где происходят роды, палата новорожденных и комната матерей. После того как ребенок родился, его приносят в палату новорожденных и дают немного отдохнуть (обычно 6-12 ч), а затем везут к матери - кормить. И только мать приложит ребенка к груди, как он хватает ее ртом и начинает сосать. Никто ребенка этому не учил. Сосание - пример безусловного рефлекса.

А вот пример условного рефлекса. Сначала, как только новорожденный проголодается, он начинает кричать. Однако через два-три дня в палате новорожденных наблюдается такая картина: подходит время кормления, и дети один за другим начинают просыпаться и плакать. Медицинская сестра по очереди берет их и пеленает, при необходимости подмывает, а затем укладывает на специальную каталку, чтобы везти к матерям. Очень интересно поведение детей: как только их перепеленали, уложили на каталку и вывезли в коридор, все они, как по команде, замолкают. Выработался условный рефлекс на время кормления, на обстановку перед кормлением.

Для выработки условного рефлекса необходимо подкрепление условного раздражителя безусловным рефлексом и их повторение. Стоило 5-6 раз совпасть пеленанию, подмыванию и укладыванию на каталку с последующим кормлением, которое здесь играет роль безусловного рефлекса, как выработался условный рефлекс: перестать кричать, несмотря на все возрастающий голод, ждать несколько минут, пока кормление начнется. Кстати, если вывезти детей в коридор и запоздать с кормлением, то через несколько минут они начинают кричать.

Рефлексы бывают простые и сложные. Все они находятся во взаимной связи и образуют систему рефлексов.

Выработайте условный мигательный рефлекс у человека. Известно, что при попадании струи воздуха в глаз человек закрывает его. Это защитная, безусловнорефлекторная реакция. Если теперь несколько раз сочетать вдувание воздуха в глаз с каким-нибудь индифферентным раздражителем (стуком метронома, например), то этот индифферентный раздражитель станет сигналом поступления струи воздуха в глаз.

Для вдувания воздуха в глаз возьмите резиновую трубочку, соединенную с грушей для нагнетания воздуха. Рядом поставьте метроном. Метроном, грушу и руки экспериментатора закройте от испытуемого экраном. Включите метроном и через 3 сек нажмите на грушу, вдувая струю воздуха в глаз. Метроном при вдувании воздуха в глаз должен продолжать работу. Выключите метроном, как только наступит мигательная рефлекторная реакция. Через 5-7 мин повторите сочетание звука метронома с вдуванием воздуха в глаз. Опыт продолжайте до тех пор, пока мигание не будет наступать только при звуке метронома, без вдувания воздуха. Вместо метронома можно воспользоваться звонком, колокольчиком и т. п.

Сколько понадобилось сочетаний условного раздражителя с безусловным, чтобы образовался условный мигательный рефлекс?