Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физиология человека и животных регуляторные системы организма. Учебно-методическое пособие
.pdf
Таким образом, свет проходит через слои сетчатки в следующем порядке:
слой ганглиозных нейронов → слой биполярных нейронов → слой рецепторных клеток → пигментный слой, а возбуждение передается следующим образом: палочки и колбочки → биполярные нейроны → ганглиозные нейроны →
зрительный нерв.
Рис. 3. Схема строения сетчатки глаза
Палочки возбуждаются слабым сумеречным светом и не способны различать цвет. Колбочки возбуждаются ярким светом и способны различать цвет.
В палочках имеется пигмент – родопсин, а в колбочках – йодопсин. Под влиянием квантов света в результате фотохимических реакций эти пигменты распадаются, а в темноте восстанавливаются. При отсутствии в организме витамина А, который восстанавливает родопсин, развивается заболевание куриная сле-
пота – неспособность видеть при слабом свете или в темноте. В сетчатке име-
ется три типа колбочек, воспринимающих красный, зеленый и сине-фиолетовый цвета, т. е. реагирующих на электромагнитные волны красной, зеленой
и сине-фиолетовой части спектра. Распознавание всех остальных цветов зависит от комбинации трех видов возбужденных колбочек.
Палочки и колбочки располагаются на сетчатке неравномерно. Колбочки
сосредоточены в центральной части сетчатки, палочки – на периферии. Поэто-
му границы черно-белого видения, связанного с палочками, шире, чем границы
цветного видения.
На сетчатке выделяют два пятна: желтое и слепое. Желтое пятно – место
наилучшего видения, в состав которого входят только колбочки. Оно располагается на сетчатке по центральной оптической оси глазного яблока. Наиболее четко человек видит предметы, когда лучи от них проецируются именно на
желтое пятно. По направлению к периферии сетчатки число колбочек уменьшается, количество палочек нарастает. На периферии располагаются только па-
31
лочки. Боковое (периферическое) зрение является черно-белым и менее точ-
Параметр
сравнения
1
Раздражитель
Слабый сумеречный свет
Яркий свет
2
Функция
Черно - белое видение
Цветное видение
3
Пигмент
Родопсин
Йодопсин
Три (чувствительные
спектра)
Примерное
количество клеток
Расположение
на сетчатке
Границы поля
зрения*
Куриная слепота при недо-
сина
ным, т. к. улавливает очертания объектов без деталей.
Таблица 1
Сравнительная характеристика палочек и колбочек сетчатки
№ п/п
4 Количество типов Один
5
6
7
8 Заболевания
Примечание: *Поле зрения – совокупность точек пространства, которое глаз видит
при фиксированном взоре.
Оптический аппарат глазного яблока. Структуры ядра и роговица представляют собой преломляющие среды глаза. Световые лучи проходят несколько
преломляющих сред: роговицу, водянистую влагу, хрусталик, стекловидное тело
и попадают на сетчатку, которая их воспринимает с помощью рецепторов. Наибольшей преломляющей силой обладает роговица, но главной линзой глаза считается хрусталик, т. к. его преломляющие свойства могут изменяться (см. выше).
При сокращении ресничной мышцы изменяется кривизна хрусталика и лучи света преломляются так, чтобы рассматриваемый объект, независимо от его
удаленности от глаза, проецировался на сетчатку. В результате преломления
лучей изображение объекта на сетчатке получается перевернутым (обратным)
и уменьшенным. Фотохимические реакции в колбочках и палочках вызывают
нервные импульсы, которые по волокнам зрительного нерва поступают в мозг
и подвергаются анализу в зрительной зоне коры больших полушарий. Благодаря этому анализу, а также информации, поступающей от рецепторов других органов чувств, мы воспринимаем предметы в их естественном положении и размерах, а не перевернутыми и не уменьшенными, как это происходит у новорожденных, мозг которых еще не имеет соответствующего опыта. Необходимо
также подчеркнуть, что на сетчатке возникает изображение не только обратное
и уменьшенное, но действительное, т. е. соответствующее тому, что есть
в реальности. Если человек видит не то, что есть на самом деле, например, пу-
Палочки Колбочки
к электромагнитным волнам красной, зеленой
и сине-фиолетовой части
130 млн 67 млн
В основном на периферии В основном в центре
Шире Уже
статке витамина А, необходимого для синтеза родоп-
Дальтонизм – генетически
обусловленные нарушения
цветовосприятия
32
тает людей, предметы и т. д., то это связано не с проблемами глаза, а с проблемами мозга и психики.
Нарушения и гигиена зрения. К основным нарушениям зрения относятся
дальнозоркость, близорукость и астигматизм.
Для близорукости характерна фокусировка изображения перед сетчаткой.
При близорукости человек нечетко видит удаленные предметы, т. к. на сетчатку падает пучок расходящихся лучей, что делает изображение размытым. Причины близорукости: форма глазного яблока (удлинение), нарушение аккомодации из-за изменений в работе ресничной мышцы и хрусталика, который не может стать достаточно плоским для рассматривания удаленных предметов.
Коррекция близорукости состоит либо в сокращении расстояния между глазом и рассматриваемым объектом, либо в использовании очков с двояковогнутыми линзами.
Для дальнозоркости характерна фокусировка изображения позади сетчатки и человек нечетко видит близкие объекты, т. к. на сетчатку попадает пучок
сходящихся лучей и возникает размытое изображение. Причины дальнозоркости: укороченная форма глазного яблока, нарушение аккомодации из-за изменений в работе ресничной мышцы и хрусталика, который, в связи со снижением эластичности и уплотнением, не может стать достаточно выпуклым для рассматривания близко расположенных предметов. Коррекция дальнозоркости состоит либо в увеличении расстояния между глазом и рассматриваемым объектом, либо в использовании очков с двояковыпуклыми линзами.
Астигматизм связан с неидеальной сферичностью роговицы, разные меридианы которой неодинаково преломляют лучи света, что приводит к искажению четкости изображения. Астигматизм характерен для всех людей, но в разной степени. Если он выражен значительно, что существенно нарушает качество зрения, то для коррекции астигматизма используют очки с цилиндрическими стеклами.
Для профилактики нарушений зрения необходимо: а) правильное питание
(витамин А); б) гимнастика для глаз (офтальмотренаж); в) правильная рабочая
поза за столом (расстояние от глаз до рассматриваемого предмета около 30 см,
голова слегка наклонена вперед); г) достаточное освещение рабочего места;
д) расположение источника света слева для правшей и справа для левшей;
е) не читать лежа на боку и в транспорте (излишнее напряжение ресничной
мышцы); ж) соблюдать правила просмотра телепередач и работы за компьютером (время, расстояние, перерывы и т. д.).
5. Слуховой анализатор
Рецепторы возбуждаются от звуковых колебаний воздуха. Органом слуха является ухо (рис. 4). Оно состоит из трех отделов: наружного, среднего
и внутреннего уха. Во внутреннем ухе располагаются рецепторы слухового
анализатора. Проводниковый отдел начинается волокнами слухового (преддверно-улиткового) нерва. Центральный (корковый) отдел располагается в височной доле больших полушарий.
33
Рис. 4. Строение органа слуха:
1 – ушная раковина; 2 – наружный слуховой проход; 3 – барабанная перепонка; 4 – полость
среднего уха (барабанная полость); 5 – слуховая труба; 6– улитка; 7 – полукружные каналы; 8 – наковальня; 9 – молоточек; 10 – стремечко
Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохо-
да. Ушные раковины служат для улавливания и определения расположения источника звука в пространстве. Наружный слуховой проход начинается наружным слуховым отверстием и заканчивается барабанной перепонкой, которая
отделяет наружное ухо от среднего. Наружный слуховой проход выстлан кожей
и имеет железы, выделяющие ушную серу, которая имеет защитное бактерицидное значение. Но если ушной серы скапливается много, то она образует
серную пробку, которая ухудшает остроту слуха.
Среднее ухо состоит из барабанной полости, слуховых косточек и слуховой
(евстахиевой) трубы. Барабанная полость заполнена воздухом и соединена
с носоглоткой узким проходом – слуховой трубой. Это необходимо для выравнивания давления воздуха на барабанную перепонку со стороны наружного
и среднего уха. Но через слуховую трубу из полости носоглотки в полость
среднего уха может проникать инфекция, вызывая отит или воспаление среднего уха. Слуховые косточки – молоточек, наковальня и стремечко – соединены
между собой подвижно. Рукоятка молоточка срастается с барабанной перепонкой. Колебания барабанной перепонки, вызванные воздействием звуковой волны, передаются молоточку, который стучит по наковаленке, а она, в свою очередь, упирается в стремечко. Стремечко, в свою очередь, упирается в эластичную мембрану овального окна, отделяющего среднее ухо от внутреннего. Таким образом, слуховые косточки передают колебания барабанной перепонки,
вызванные звуковой волной, на мембрану овального окна. При этом увеличивается сила раздражения, т.к. площадь поверхности барабанной перепонки больше площади поверхности мембраны овального окна.
Внутреннее ухо состоит из костного лабиринта и расположенного в нем
перепончатого лабиринта. Костный лабиринт содержит три отдела: преддверие,
улитку и полукружные каналы. В улитке располагаются рецепторы органа слу-
34
ха, а преддверие и полукружные каналы содержат рецепторы органа равновесия (вестибулярного аппарата).
Ухо человека воспринимает звуки с частотой от 16 до 20 000 Гц. Звуковые
волны через наружный слуховой проход достигают барабанной перепонки
и вызывают ее колебания. Эти колебания усиливаются (почти в 50 раз) системой слуховых косточек и передаются жидкости в улитке. Колебания жидкости
приводят к тому, что рецепторные волосковые клетки вступают во взаимодействие с нависающей над ними покровной мембраной. При этом волоски деформируются, что приводит к возбуждению рецепторов. Таким образом, слуховые
рецепторы возбуждаются от механического воздействия и относятся к группе
механорецепторов. Нервный импульс передается от слуховых рецепторов через
слуховой нерв в мозг и, в конечном итоге, достигает слуховой зоны коры, расположенной в височной доле больших полушарий.
Гигиена слухового анализатора. Для профилактики нарушений слуха необходимо: а) избегать действия постоянного шума, длительного воздействия звуков
одинаковой частоты, а также сильных звуков, б) бороться с инфекциями носоглотки и среднего уха, в) не допускать повреждений барабанной перепонки.
6. Вестибулярный анализатор
Вестибулярный аппарат или орган равновесия – это орган чувств, воспринимающий изменения положения головы и тела в пространстве, состоит из
преддверия и полукружных каналов. В преддверии имеются два мешочка:
овальный и круглый. Три полукружных канала расположены в трех взаимно
перпендикулярных плоскостях и контролируют движение вперед-назад, вправо-влево, вверх-вниз.
Внутри мешочков и каналов имеются рецепторы, представленные эпителиальными волосковыми клетками. Волоски погружены в студенистую массу,
на поверхности которой в мешочках расположены кристаллы карбоната кальция – отолиты, поэтому студенистая (желеобразная масса) называется отолито-
вой мембраной. В полукружных каналах отолитов нет, и студенистая масса
называется купула. При изменении положения тела или головы отолитовая
мембрана и купула смещаются, что вызывает смещение волосков и возникновение возбуждения, которое передается по волокнам преддверно-улиткового
нерва в ЦНС: сначала в продолговатый мозг, а затем спинной, средний мозг
и мозжечок, а также в промежуточный мозг и кору височной доли больших полушарий. К раздражителям рецепторов вестибулярного аппарата относят угловое и прямолинейное ускорение, вибрации и силу гравитации. Угловое ускорение возникает при вращении, а прямолинейное при движении по прямой.
Возбуждение рецепторов вестибулярного аппарата сопровождается рядом
рефлекторных реакций: изменением тонуса и сокращением мышц, способствующих выпрямлению тела и сохранению позы, а также движению глазных яблок, что особенно важно для контроля за положением тела при вращении.
Итак, вестибулярный анализатор представлен рецепторами внутреннего
уха, проводниковым отделом, который начинается преддверно-улитковым нервом и проходит через разные структуры мозга, а также корковой зоной в височной доле больших полушарий.
35
7. Вкусовой анализатор
Вкусовые рецепторы раздражаются химическими веществами, растворенными в воде, т. е. относятся к хеморецепторам. Органом вкуса служат вкусовые
почки – микроскопические образования в слизистой оболочке полости рта (на
языке, мягком небе, задней стенке глотки и надгортаннике).
Различают 4 вида основных вкусовых ощущений, которые зависят от состава и структуры молекул пищевых веществ: кислое, сладкое, горькое и соленое. Рецепторы, специфичные к восприятию сладкого, расположены на кончике
языка, горького – на корне, кислого и соленого – на боковых поверхностях языка. С помощью вкусовых рецепторов происходит определение вкуса и качества
принимаемой пищи и напитков, определяется ее пригодность или непригодность для организма. Раздражение вкусовых рецепторов сопровождается выделением пищеварительных соков.
Самостоятельного вкусового нерва не существует. Нервные импульсы от
вкусовых почек передаются по волокнам языкоглоточного и блуждающего нервов в ЦНС. Корковый отдел имеет представительство в теменной доле больших полушарий.
8. Обонятельный анализатор
Рецепторы обонятельного анализатора располагаются в слизистой оболочке носовой полости и раздражаются газообразными химическими веществами,
т. е., как и рецепторы вкусового анализатора, они относятся к хеморецепторам.
Проводниковый отдел представлен обонятельным нервом. Обонятельный анализатор не имеет представительства в новой коре больших полушарий. Его сенсорная зона находится в гиппокамповой извилине (старая кора) в глубине сильвиевой борозды, отделяющей лобную и теменную доли от височной.
9. Кожный анализатор
Кожа выполняет функцию органа осязания и содержит рецепторы, воспринимающие, температурные (тепловые и холодовые), болевые и тактильные
(прикосновение, давление) раздражения. Плотность расположения рецепторов
в коже неодинакова и связана с функциональными особенностями того или
иного участка тела. Тактильных рецепторов больше всего на кончиках пальцев,
ладонях, подошвах ног, губах и языке. С помощью осязательных рецепторов
человек получает представление о форме, плотности, температуре тел.
Проводниковый отдел начинается чувствительными волокнами спинномозговых нервов (кожа туловища и конечностей) и тройничного нерва (кожа
головы) и проходит через спинной мозг и структуры ствола головного мозга.
Корковая зона расположена в теменной доле больших полушарий.
10. Двигательный анализатор
Работа двигательного обеспечивает человеку мышечное чувство (направление, сила, амплитуда движений) позволяющее организовывать и контролировать двигательную сферу. С ним связано чувство позы, т. е. положения отдельных частей тела относительно друг друга. Двигательный анализатор вместе
36
с кожным дают человеку представление об общем плане строения тела. Рецепторы расположены в мышцах, сухожилиях и суставных сумках. Они возбуждаются при сокращении и расслаблении мышечных волокон.
Проводниковый отдел начинается чувствительными волокнами спинномозговых нервов и черепно-мозговых нервов и проходит через спинной мозг
и ствол головного мозга. Корковая зона расположена в теменной доле больших
полушарий.
11. Висцеральный анализатор
Висцеральный анализатор – анализатор состояния внутренней среды организма. Его рецепторы расположены во внутренних органах и представлены механо-, хемо-, баро- (давление), волюмо- (объем), ноци- (боль), термо- и другими
рецепторами, что позволяет мозгу следить за состоянием параметров внутренней среды организма. Проводниковый отдел представлен волокнами разных
нервов. Корковое представительство связано с теменными долями (соматосенсорная зона) и глубинными областями лобных долей (префронтальная кора).
37
ЖЕЛЕЗЫ. ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА
Вопросы:
1. Понятие о железах. Значение желез. Классификация желез.
2. Понятие об эндокринной системе как регуляторной системе организма. Черты сходства
и различия с нервной системой. Связь нервной и эндокринной систем. Понятие о гипоталамо-гипофизарной системе. Понятие о диффузной нейроэндокринной системе организма.
3. Взаимодействие эндокринных желез и гормонов.
4. Понятие о системе «плюс-минус» взаимодействия. Прямые и обратные, положительные и отрицательные связи – общий принцип работы регуляторных систем.
5. Гормоны: понятие, классификация и значение.
6. Частная физиология и патология эндокринных желез.
7. Жизненный цикл гормона (этапы функционирования эндокринной системы).
1. Понятие о железах. Значение желез. Классификация желез
Железы – органы, основной функцией которых является синтез и секреция
специфических веществ, участвующих в физиологических отправлениях организма. Еще в 1855 г. Клод Бернар говорил, что внутренняя секреция характерна
для всех органов, т.к. все они что-нибудь выделяют, например, продукты метаболизма, которые могут выполнять регуляторные функции, а также специфические биологически активные вещества. Так, почки выделяют ренин – фермент,
участвующий в регуляции артериального давления, и эритропоэтин, который
стимулирует кроветворение. Но все-таки это не железы. У них есть главная
функция – мочеобразование.
Значение желез:
1. Регуляторное за счет образования биологически (физиологически) активных веществ (БАВ), оказывающих специфическое влияние на процессы,
протекающие в биологических структурах;
2. Выделительное, например, участие потовых, сальных и др. желез в выведении продуктов метаболизма;
3. Защитная функция, например, слизистые секреты желез дыхательных
и пищеварительных путей обеспечивают механическую защиту эпителиальной
выстилки, лизоцим слюны и слезных желез обеспечивает антибактериальную
защиту и т. д.
4. Пищеварительная функция;
5. Регуляция обмена веществ;
6. Репродуктивные функции: зачатие, беременность, роды, лактация, реализация инстинктивных программ поиска полового партнера, родительского
поведения и т. д.
7. Коммуникативная функция, в обеспечении которой участвуют половые
гормоны, феромоны, адреналин и др. БАВ.
Классификация желез. В данном тексте мы не будем останавливаться на
гистологических и морфологических классификациях. Нас интересуют только
физиологические классификации.
Железы делятся на эндокринные, экзокринные и смешанные (табл. 1) в за-
висимости от того, куда они выделяют секрет, а также на постоянные и вре-
менные по времени существования в онтогенезе.
38
Сравнительная характеристика
Либо на поверхность тела, либо внутрь по-
средой
Вещества различной химической природы и
функционального назначения
Железа
Эндокринная функция
Экзокринная функция
Поджелудочная
Клетки островков Лангерганса
лин, глюкагон и соматостатин
Выделение поджелудочного сока
перстной кишки
Половые железы
Выделяют в кровь половые гор-
Выделяют половые клетки: яич-
в семенные канальцы
эндокринных и экзокринных желез
Параметр сравнения Эндокринные железы Экзокринные железы
Таблица 1
Секреция В кровь
Выводные протоки Нет Есть
Состав секрета Гормоны
лых органов, имеющих связь с окружающей
К эндокринным железам относятся гипофиз, щитовидная железа, паращитовидные железы, тимус, мозговой и корковый слой надпочечников. К экзокринным железам относятся потовые, сальные, слезные, молочные, слюнные,
желудочные, кишечные железы, предстательная железа, печень и др.
Железы смешанной секреции выполняют и эндокринные, и экзокринные
функции. К ним относятся поджелудочная железа и половые железы (таблица 2).
Таблица 2
Эндокринная и экзокринная функция желез смешанной секреции
железа
выделяют в кровь гормоны инсу-
по протоку в полость двенадцати-
моны: яичники – эстрогены, яич-
ки – андрогены
ники – яйцеклетки в брюшную
полость, яички – сперматозоиды
Постоянные железы присутствуют в организме в течение всего онтогенеза.
Временные железы появляются и исчезают. Они характерны только для женского организма. К ним относятся плацента и желтое тело.
Плацента появляется и функционирует во время беременности. Она выделяет гормоны, необходимые для нормального протекания беременности и развития плода, например, хорионический гонадотропин (ХГТ). По наличию ХГТ
в моче определяют наступление беременности.
Желтое тело появляется в яичнике примерно в середине женского полового цикла в момент овуляции на месте лопнувшего фолликула. Оно выделяет
гормон прогестерон, который готовит матку к принятию оплодотворенной яйцеклетки, разрыхляет слизистую, усиливает кровоснабжение, способствует сохранению беременности на ранних сроках. Кроме того, прогестерон тормозит
созревание новой яйцеклетки, обеспечивая отрицательную обратную связь
между половыми железами, гипофизом и гипоталамусом (читай далее). Если
оплодотворение не произошло, то за 1–2 дня до начала менструации желтое тело редуцируется.
39
2. Понятие об эндокринной системе как регуляторной системе орга-
№
п/п
Параметры
сравнения
1
Средство комму-
ческое вещество
Медиатор – БАВ локального
ческой щели
Гормон – БАВ дистантного
2
Способ передачи
информации
Нервный импульс электриче-
ской природы по нервам и си-
Гуморальный – за счет мо-
лекул БАВ, переносимых
низма. Черты сходства и различия с нервной системой. Связь нервной
и эндокринной систем. Понятие о гипоталамо-гипофизарной системе. Понятие о диффузной нейроэндокринной системе организма
Эндокринная система – одна из регуляторных систем организма. Она имеет черты сходства и различия с нервной системой. Она связана с ней. У эндокринной системы так же существуют черты сходства и связи с третьей регуляторной системой – иммунной, но в данном тексте речь пойдет только о связях с
нервной системой.
О сходстве двух регуляторных систем, единстве их происхождения говорит факт наличия нейроэндокринных клеток, которые появились на самых ранних этапах эволюции и сохранились до наших дней. Например, нейроэндокринные клетки гипоталамуса.
О единых корнях двух систем говорит и тот факт, что некоторые вещества могут выполнять функции и гормонов, и медиаторов. К ним относятся адреналин, норадреналин, серотонин и др. Есть также БАВ, которые синтезируются эндокринными клетками желудочно-кишечного тракта и поджелудочной
железы, а также клетками мозга: соматостатин, бомбезин, вещество Р и др.
нейропептиды.
В составе нервной и эндокринной системы есть центральные и периферические органы. В нервной системе центральным органом является мозг, а периферическими – нервы, нервные узлы, нервные сплетения и нервные окончания.
В эндокринной системе центральным органом является гипофиз, а периферическими – остальные железы, в частности, щитовидная железа, половые железы
и кора надпочечников, которые находятся под непосредственным контролем
гормонов гипофиза.
Нервная и эндокринная система представлены огромным числом клеток,
которые разбросаны по организму. Их относят к секреторным, т. к. при возбуждении и нейроны, и клетки железистого эпителия выделяют секреты, в частности, регуляторные молекулы. Во многом сходна и биохимия этих клеток. Они
используют для регуляции функций организма одни и те же вещества (примеры
см. выше) и, чаще всего, это биогенные амины или пептиды. Поэтому нервную
и эндокринную систему рассматривают иногда как единую диффузную нейроэндокринную систему регуляции.
Сравнительная характеристика работы нервной и эндокринной системы
представлена в таблице 3.
Черты сходства и различия нервной и эндокринной систем
никации – хими-
Нервная система Эндокринная система
действия в пределах синапти-
40
Таблица 3
действия
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]