фізіологія Плиска остання

своїмивегетативнимифункціями. Крімтого, еферентні нейронисоматичноїнервовоїсистемирозміщенівпередніхрогахспинногомозку, автономної нервової системи — в нервових гангліях; соматичні нерви завжди стимулювальні, нерви АНС можуть як стимулювати, так і гальмувати функції організму.

До складу АНС входять сегментарні та надсегментарні структури або центри.

Первинні (сегментарні) вегетативні центри (ядра) утворені скупченнями тіл центральних або прегангліонарних вегетативних нейронів, аксони яких («прегангліонарні нервові волокна») виходять замежіЦНСізакінчуютьсяувегетативнихгангліях.

Вегетативні (периферичні) ганглії являють собою нервові центри, винесені за межі ЦНС. У них можуть замикатися дуги вегетативних рефлексів, які називаються периферичними, на відміну від центральних рефлексів (соматичних і вегетативних), центри яких розміщені в ЦНС. Те, що вони виконують роль рефлекторних центрів, ґрунтується на тому, що в них відбуваються дивергенція й конвергенція процесів збудження та гальмування, а також їх сумація, подовження й посилення біологічно важливих, але слабких сигналів, пластичність (здатність змінювати свої функціональні можливості). Тобто ці ганглії виконують сенсорну, провідникову та інтегративну функції, що властиве також центрам ЦНС; у них відбуваються всі ті процеси, що і в центральних синапсах ЦНС. Таким чином, анатомічно і функціонально вони схожі до таких у ЦНС. Використовуючи мультиплікацію, вони можуть запускати кілька односпрямованих реакцій одночасно.

Симпатичні первинні центри розміщені в бокових рогах тораколюмбального відділу спинного мозку (Th,_12, L,_3).

Парасимпатичні сегментарні центри розміщені в стовбурі ГМ (довгастий та середній мозок — ядра III, V, VII, IX, X пар черепномозкових нервів), а також у бокових рогах сакрального відділу спинного мозку (S2_4).

Вегетативні ганглії (вузли) розміщені за межами ЦНС і зв'язані з нею через прегангліонарні нервові волокна. Вони утворені скупченнями тіл гангліонарних або постгангліонарних вегетативних нейронів, аксони яких («постгангліонарні нервові волокна») іннервують різні органи-ефектори. У них, як і в ЦНС, відсутня сполучна тканина.

Симпатичніганглії розміщеніобабічхребетногостовпа, утворюючи два «симпатичні ланцюжки» (паравертебральні ганглії), або поблизу від нього (превертебральні ганглії — сонячне сплетіння).

Парасимпатичні ганглії розміщені біля органів (біляорганові ганглії голови й тазових органів) або всередині стінок органів

113

(інтрамуральні ганглії всіх інших внутрішніх органів); симпатичні— поблизуЦНС.

Більшість прегангліонарних симпатичних волокон — тонкі білі (мієлінізовані), постгангліонарні — ще тонші сірі (немієлінізовані). Парасимпатичні прегангліонарні волокна бувають як мієлінізовані, такіні.

Вищі надсегментарні вегетативні центри — вегетативні центри другого, третього й наступних порядків розміщені на різних рівнях ГМ до самої кори. Вони являють собою скупчення тіл надсегментарних еферентних нейронів, аксони яких не виходять за межі ЦНС, аутворюютьнизхіднішляхи, щойдутьдовегетативнихцентрівнижчих рівнів ЦНС.

Вегетативні надсегментарні центри другого порядку звичайно розміщені в стовбурі головного мозку, тобто в довгастому і середньому мозку. Вони являють собою ядра стовбурової низхідної ретикулярної формації та підпорядковуються вегетативним центрам лімбічної системи, гіпоталамуса (найважливішого утворення проміжного мозку). Вегетативні центри гіпоталамуса та інші підкіркові центри лімбічних структур у свою чергу перебувають під контролем вегетативних центрів кори. Лімбічна система виконує свої функціїнаосновівсебічноїсенсорноїінформації, щонадходитьсюди. Цепервинна нюхальна тавсяіншаінформація, щочерезгіпоталамус (вхідні й вихідні ворота) потрапляє до неї. Центри лімбічної системи кільцеподібно зв'язані між собою. Вегетативні функції нової кори обумовлені її лобними ділянками (префронтальна кора). Тут розміщені кіркові інтегративні центри, які беруть участь у формуванні мотивацій організму. Вони, активуючи моторну кору, запускають м'язову діяльність і забезпечують вегетативне постачання цієї роботи. Це — вегетативні центри найбільш високого порядку.

Вищі (надсегментарні) вегетативні центри забезпечують інтеграціюусіхвегетативнихфункційорганізмутаїхузгодженнязруховими функціями. Слід зазначити, що за своєю природою нейрони надсегментарних вегетативних центрів не є симпатичними або парасимпатичними. Найчастіше вони являють собою спеціалізовані утворення вегетативних функцій у вигляді нейронів ретикулярної формації. ТомугіпотезаГессапрозабезпеченнякраніальнимгіпоталамусом трофотропної (соматичні й вегетативні реакції, які сприяють відновленню і збереженню резервів організму й травленню та виділенню), а каудальним — ерготропної (активація САС з мобілізацією організму до стресової ситуації та важкого фізичного навантаження) регуляції не отримала достатнього експериментального підтвердження. Вищі нервові центри соматичної та автономної

114

нервових систем морфологічно розділити важче, ніж периферичні. Це свідчить про взаємодію двох систем.

У складі пірамідного шляху частина волокон йде до вегетативних центрів (дихального, судинорухового).

З наведеного вище випливає, що симпатичні й парасимпатичні нейрони — це тільки нейрони сегментарних вегетативних вузлів, а терміни «симпатичний» і «парасимпатичний» стосовно різних надсегментарних ядер і шляхів ЦНС або стосовно нейронів цих ядер

ішляхів вживаються умовно, враховуючи їх функціональний зв'я- зок з власне симпатичними й парасимпатичними нейронами.

На рівні спинного мозку формуються елементарні вегетативні рефлекси (судиноруховий, пото- і сечовидільний), рівень яких недостатній для забезпечення життєдіяльності організму навіть у стані спокою. Рівень заднього мозку за допомогою дихального й судинорухового центрів пристосовує функціонування організму на мінімальному рівні у стані спокою. Середній мозок — інтегрує вегетативні й рухові рефлекси. Лімбічна система, гіпоталамус інтегрують вегетативні реакції відповідно до конкретного стану (ерго- і трофотропна регуляція); вегетативні нервові центри кори — запускають

ікоригуютьвегетативніреакціїорганізмувідповіднодоруховихпотреб, найбільш тонко пристосовуючи їх до швидкозмінюваних умов існування.

Особливістюбудовидугвегетативнихрефлексівєнаявністьвеферентному відділі двох нейронів, які синацтично зв'язані між собою у вегетативному ганглії. Тому вважають, що навіть найпростіші спінальні вегетативні рефлекси не мають прямих переключень на прегангліонарнийнейронімаютьінтернейрони. Томуцірефлекси, навідмінувідподібнихмоносинаптичних, щонайменшетрьохсинаптичні.

Як і у рухових рефлексів, дуги вегетативних рефлексів складаються з п'яти відділів: рецепторного, аферентного провідникового, рефлекторного нервового центру, еферентного провідникового й виконавчих органів. Центральна ланка дуги — інтегральний нервовий центр має багатоповерхову будову. Інтегральний нервовий центр усякого вегетативного рефлексу має кіркове представництво. Основний низхідний шлях, через який кора впливає на локальні нервові центри, вегетативного рефлексу йде через гіпоталамус.

Локальні нервові центри вегетативних рефлексів розміщені у спинному мозкові (спінальні рефлекси) або в стовбурі головного мозку — в довгастому мозку (бульбарні рефлекси) і в середньому мозкові (мезенцефальні рефлекси). Прикладом може бути сечовиділення (парасимпатичний ісимпатичний рефлекси— рис. 37). Відрізняються ці рефлекси неоднаковим розташуванням периферичних гангліїв: для симпатичної нервової системи — превертебрально;

115

для парасимпатичної — біляабо внутрішньоорганово. Однак подібні рефлекси спостерігаютьсялишеудітейвікомдоодногороку. Пізнішевониконтролюються вищими відділами стовбура (середній мозок) ГМ; гіпоталамусом, короюГМ. Більшість впливів — гальмівні. На цьому прикладі симпатичного і парасимпатичного сечовидільних рефлексів добре видно взаємодію цих двох відділів автономної нервової системи.

Більшість парасимпатичних рефлексів — бульбарні. Більшість симпатичних рефлексів також відносять до бульбарних,

оскільки їх локальні нервові центри розміщені в довгастому мозкові. Це, здавалося б, суперечить тому фактові, що всі сегментарні симпатичні центри розміщені у спинному мозкові, і тому, що першим рівнем замикання дуг симпатичних рефлексів повинен бути саме спинний мозок. Однак аферентні зв'язки спінальних сегментарних симпатичних центрів дуже бідні: аферентні волокна від більшості рецепторів, входячи в ЦНС, зв'язуються не зі спінальними сегментарними, а з бульбарними надсегментарними симпатичними нервовими центрами. Отже, перш за все ці бульбарні надсегментарні центри є абсолютно необхідними для здійснення симпатичних рефлексів і тому саме вони розглядаються як локальні нервові центри симпатичних рефлексів.

Багато пре- і постгангліонарних нейронів АНС мають спонтанну активність. Це створює певний тонус вегетативних центрів. Наприклад, постійний судинозвужувальний вплив насудини. Цезначно розширює можливості регуляції одними й тими самими нейронами.

Переважна кількість вегетативних рефлексів, на відміну від рухових, здійснюється відкритими системами регуляції. Більшість вісцеральних органів не мають рецепторів, подібних до пропріорецепторів скелетних м'язів, тобто рецепторів, що дають інформацію про параметри цих органів. Отже, дуги вегетативних рефлексів, як правило, не замкнуті на зразок кільця в своїй еферентній частині.

Однакдугубудь-якоговегетативногорефлексуможнаперетвори- ти на функціональну систему (тобто на замкнутий контур регуляції

116

з результативним зворотним зв'язком). Для цього потрібно виявити, який параметр самого організму або якогось об'єкта зовнішнього середовища підтримується або змінюється в результаті даного рефлексу і які саме рецептори організму контролюють величину цього параметра.

Так, нафункціональну систему легкоперетворитидугу слиновидільного рефлексу, який виникає у відповідь на потрапляння вротову порожнину сухарів. Регульованим параметром у цьому рефлексі будеступіньсухостісухарів. Уцьомувипадкупристосовнийрезультат слиновидільного рефлексу полягатиме у зменшенні сухості сухарів шляхом їх зволоження слиною (до ступеня можливості здійснити акт ковтання). Рецепторами, що контролюють ступінь сухості сухарів, є рецептори ротової порожнини. Подразнення ротових рецепторів при потраплянні сухарів у ротову порожнину призводить до утворення слиновидільного рефлексу, зменшення їх подразнення при зволоженні сухарів внаслідок даного рефлекторного акту — до його припинення. Іншими словами, інформація, що надходить у ЦНС від рецепторів ротової порожнини в міру зволоження сухарів (ослаблення частоти розряду цих рецепторів), являтиме собою для ЦНС послання про набуття рефлексом бажаного пристосовного результату (тобто «зворотну аферентацію»).

У більшості периферичних рефлексів аферентний нейрон, що формує аферентну провідникову ланку рефлекторних дуг, є псевдоуніполярною клітиною, тіло якої розміщено в спінальному сенсорному ганглії. Звичайно аферентним нейроном у дузі периферичного рефлексу є спеціалізована периферична клітина, тіло якої розташоване в стінці органа-ефектора або вегетативному ганглії (симпатичному чи парасимпатичному). Дендрити периферичних сенсорних клітин закінчуються рецепторами, а аксони йдуть до тіл гангліонарних вегетативних нейронів.

Периферичні рефлекси, дуги яких замикаються у внутрішньоорганових парасимпатичних гангліях, називаються інтрамуральними (рис. 37,38). Медіаторому нихєАТФ, серотонін, норадреналін, ацетилхолін, речовина Р. Рецепторами відповідно — М-ХР, АР, пурино-, пептид-, серотонінергічні. Блокаторами рецепторів є метилксантини, ацетилхолін, хінін тощо.

Пуринові взаємодіють з АТФ та її похідними: 5-нуклеотидазою — це АМФ, аденозин. їхподіляютьнаР,- таР2-типи. Активаціяпершихвикликає синтез цАМФ, других — збільшення синтезу простагландинів. Чутливістьпершихтака: аденозин<АМФ<АДФ<АТФ. їхантагоністи— метилксантини. Чутливість других така: АТФ<АДФ<АМФ< аденозин. їхній блокатор— хінідін. Черезпершіреалізуєтьсярозслабленнягладеньком'язовоїтканинишлунка, кишки, сечовогоміхура, трахеї, судин(мозку, легень,

117

дуги — замикаються у превертебральних гангліях; в) короткої дуги

— замикаютьсявсамому органі. Крімтого, місцеві рефлексизабезпечують передавання збудження із ЦНС до ефекторних органів, адаптують та координують регуляторні впливи, підтримують діяльність органів на певному рівні, завдяки автономній фоновійактивності (моторну активність гладеньких м'язів; секреторну, екскреторну та всмоктувальну діяльність ШКТ; регуляцію локального кровотоку; проникність капілярів; регуляцію функцій місцевих інкреторних клітин).

Мікроганглій метасимпатичної системи містить від 2-8 до 60 клітин з постійною фоновою активністю. Мікроганглії у свою чергу утворюють нервові сплетіння.

Таким чином, рівні (механізми) нервової регуляції вегетативних функцій організму можна поділити на місцеві та центральні.

Фізіологічне значення АНС полягає в тому, що вона розвантажує кору від другорядної інформації.

Вегетативні (симпатичні й парасимпатичні) синапси, залежно від їх локалізації, поділяють на гангліонарні та нервово-органові. Функціонально як гангліонарні, так і нервово-органові вегетативні синапси поділяють на збуджувальні й гальмівні. Прикладом гальмівних нервово-органових синапсів можуть бути синапси, які утворюютьпарасимпатичні волокнаблукаючогонерванасерці.

Будова вегетативних гангліонарних синапсів аналогічна будові синапсів ЦНС. Будова нервово-органових синапсів має ті самі структурні елементи, що й нервово-м'язові синапси. На постсинаптичній мембрані є молекулярні рецептори, які мають вибіркову чутливість до медіатора, що виділяється в цьому синапсі.

Механізмпередаваннязбудженняувегетативнихсинапсахупринципі подібний до механізму їх передавання в нервово-м'язових синапсах і синапсах ЦНС. Передавання збудження через вегетативні синапси здійснюється медіатором, який виділяється нервовим за-

кінченням. Медіатор зв'язується з молекулярним циторецептором

постсинаптичної мембрани. Це призводить до активації її іонної проникності й до розвитку на цій мембрані деполяризаційного або гіперполяризаційного місцевого потенціалу. Особливістю для синапсів АНС є те, що в них синаптична затримка, збуджувальні постсинаптичні потенціали і слідові потенціали більш тривалі, ніж у синапсах ЦНС. Відповідно триваліші й вегетативні реакції.

Різні вегетативні синапси відрізняються один від одного хімічною природою медіатора, а при тому самому медіаторі — видом молекулярних циторецепторів. Синапси, в яких медіатором є ацетилхолін, називаються холінергічними. Молекулярні циторецептори постсинаптичної мембрани цих синапсів, вибірково чутливі

119

до ацетилхоліну, називаються холінорецепторами (ХР). Синапси, в яких медіатором є норадреналін, називаються адренергічними. їхні циторецептори, вибірково чутливі до катехоламінів (КА), називаються адренорецепторами (АР).

Гангліонарні синапси (симпатичні й парасимпатичні) називаються холінергічними. Вони містять Я-ХР, оскільки активуються не тільки ацитилхоліном, а й малими концентраціями нікотину. Специфічними блокаторами Я-ХР є речовини, які називаються «гангліоблокаторами» (бензогексоній, пірилен, арфонад, гігроній). Я-ХР гангліонарних синапсів можуть втрачати чутливість до ацетилхоліну також під впливом нікотину. Однак нікотин не є специфічним блокатором Я-ХР. Він справляє на них блокувальну дію тільки у великих дозах (змазування гангліїв розчином нікотину). При цьому деполяризація постсинаптичної мембрани гангліонарних синапсів, що виникає під впливом нікотину, швидко переходить у «стійку», яка супроводжується зростанням Е^ (тобто збудження переходить у гальмування).

Є три типи Я-ХР: а) гангліїв АНС, які блокуються гексаметонієм у малих концентраціях і нечутливі до декаметонія; б) нервово-м'язових синапсів, які блокуються декаметонієм, а-бунгаротоксином у низьких концентраціях і гексаметонієм у великих; в) хромафінних клітин наднирників, які блокуються гексаметонієм і декаметонієм, тубокурарином і атропіном, але не блокуються а-бунгаротоксином.

Усі знайдені в АНС рецептори в її периферичному відділі поділяють на пре- і постсинаптичні. Аналогічна ситуація склалась і в ЦНС.

Нервово-органові парасимпатичні синапси, як і всі гангліонарні синапси, є холінергічними. Однак їхні ХР не чутливі до нікотину, але, крім ацетилхоліну, можуть ще активуватися мускарином. Тому вони називаються М-ХР. М2-ХР розташовані на пресинаптичних мембранах, М,-, М*-, М4-, М5-рецептори — на плазматичних мембранах ефекторів.

Рецептори відрізняються здатністю активувати G протеїн (Gg, Gif Gs, Go, Gz). Крім ацетилхоліну в синаптичних міхурцях еферентних волокон блукаючого нерва можуть міститися моноаміни, гістамін, нейропептиди (гастрин, соматостатин, речовина Р, енкефаліни,...), які при одночасному виділенні з ацетилхоліном модулюють ефект останнього. Активація ацетилхоліном М-ХР супроводжується запуском системи Ац — цАМФ зі зміною проникності мембрани до іонів Са2+.

Специфічними блокаторами М-ХР є речовини групи беладони (атропін та ін.).

120

Крім того, похідні стерилциридину блокують синтез ацетилхоліну; токсин ботулізму та Я-бунгаротоксин — пресинаптичне вивільнення; геміхоліній блокує поглинання холіну; дизопропілфторфосфат, еземин, флакоділ впливають на гідроліз холінестерази; а-бунгаротоксин впливає на зв'язування медіатора з рецептором. Я-ХР реагують швидко й коротко, але не можуть інтегрувати збудження в часі; М-ХР — тривало й повільно, але здатні до інтеграції збудження. У синаптичних міхурцях блукаючого нерва, крім ацетилхоліну, ще містяться моноаміни, гістамін та нейропептиди (гастрин, соматостатин, речовина Р, енкефаліни тощо). їх одночасне виділення модулює ефекти ацетилхоліну.

Нервово-органові симпатичні синапси є адренергічними. Медіатор — норадреналін знаходиться у стабільному й лабільному пулах. Поповнення лабільного пула відбувається внаслідок синтезу, із стабільного пула та його захоплення пресинаптичною мембраною із синаптичної щілини. Залишок норадреналіну у синаптичній щілині руйнується моноаміноксидазою (МАО). Ці синапси бувають: <х,-АР — це в органах ефекторах переважно на постсинаптичній і а,-АР — на пре- і постсинаптичній мембранах та реагують переважно на екзогенний норадреналін. їх блокатори — похідні ріжок, сс-АР (аміназин, фентоламін тощо).

Хоча вважають, що в постсинаптичній мембрані наявні обидва типи а-АР, а,-АР більш чутливі до фенілефрину і метаксаміну, а2-АР — до клонідину. Перші блокуються переважно празозином, другі — іохімбіном.

Інші синапси мають р-АР і також поділяються на (3,— у серці і р2-АР — у гладеньких м'язах судин та бронхів (реагують з КА, що циркулюють у крові). Вони блокуються р-адреноблокаторами (обзідан, тразикор, віскен тощо). Стимуляція Р,-АР викликає підвищення сили скорочень і швидкості проведення збудження в серці, Р2-АР — розслаблення гладенької мускулатури судин і бронхів. У серці є і р,- і р2-АР. При цьому на 1 р2-АР припадає 3 pt-AP. Крім того вони проявляють різну силу реакцій на норадреналін та адреналін. Так норадреналін однаково діє на р,- і Р2-АР серця, проте Р2-АР більш чутливі до адреналіна.

а- і р-АР на пресинаптичній мембрані контролюють виділення медіатора. Активація сх2-АР зменшує (негативний зворотний зв'язок), р-АР — посилює (позитивний зворотний зв'язок) виділення медіатора.

Р-блокаторизменшуютьсилу скороченнятакоронарнийкровотік, протезменшуютьіпотребивкиснітаенергетичнихсубстратах, алеприїхблокаді виникає серцева недостатність, бронхоспазм.

Р-АР спряжені з С5-білком, а2-АР — з Gi-білком, а,-АР — з Gg-білком. Gs і Gj активують або гальмують аденілатциклазу; Gg — фосфоліпазу С.

121

Активація а,-АР підвищує рівень кальцію, І3Ф та діациліцеролу; сс2-АР — активує Ац і через гальмівний білок GTP — викликає гальмування. Активація Р,- та Р2-АР активує Ац через GTP-регуляторний білок, підвищення рівня цАМФ зактивацією внутрішньоклітинного метаболізму.

Симпатичні нервово-органові а-АР сильніше збуджуються адреналіном і норадреналіном, ніж ізопреналіном: норадреналін > адреналін > ізопреналін, Р-АР сильніше збуджуються ізопреналіном (потім норадреналіном). Ізопреналін — синтетичне похідне норадреналіну. Виявлені внутрішньоси- наптичніу-АР. їхняроль, можливо, — такожконтролюватиефектинорадреналіну. Якщо активація а-АР спричиняє скорочення гладеньких м'язів, то Р-АР — розслаблення. Активація а-АР (як і серотонінових, мускаринових, гістамінових і ангіотензинових) пов'язана з обміном фосфатидилінозитидів, а2-АР — гальмує Ац зі зменшенням цАМФ і залежить від АТФ. Р,- і Р2-АР також пов'язані з Ац і цАМФ. Адреналін, що циркулює, взаємодіє з преси- наптичнимиР-АР, збільшуючивикиднорадреналіну.

Активаціяа-АРспричиняє вазоконстрикціюсудиншкіри, слизових оболонок, нирок, органів черевної порожнини, легень, мозку, скелетних м'язів; спричиняє скорочення гладеньких м'язів, які утворюють сфінктери ШКТ, збуджує ціліарний м'яз зіниці ока з її розширенням. Активація р-АР викликає вазодилатацію судин скелетних м'язів, легень, органів черевної порожнини, ГМ; збільшує частоту ісилу серцевих скорочень тапідвищує швидкістьпроведення збудження атиповими та робочими клітинами міокарда; супроводжується послабленням циліарного м'язу й гладеньких м'язів жовчних шляхів, зниженням тонусу сечового міхура. р,-АР розміщені переважно на мембранах типових кардіоміоцитів, Р2-АР — провідноїсистеми.

Норадреналін й адреналін інактивуються шляхом окисного дезамінування та реабсорбції. Так, в адренергічному нейроні норадреналін метаболізується шляхом окисного дезамінування на мітохондріальних мембранахМАО, якапідтримуєрівновагу міжйогосинтезомтарозщепленням. МАО впливає на вільний, але не на везикулярний медіатор. КА метаболізується катехоламін-О-метилтрансферазою (КОМТ) — цитоплазматичним ферментом, що вивільняється всинаптичну щілину.

На процеси взаємодії норадреналіну з адреналіном впливають: а-ме- тилтирозин і гуанетидин — гальмують виділення норадреналіну; пропранолол і галоперідол гальмують зв'язок з Р-АР; іміпрамін й амфітамін гальмують зворотне поглинання норадреналіну; тропомон зменшує активність КОМТ (О-метильований метаболіт); феноксибензамін та фентоламін гальмують зв'язок з а-АР.

Стан синапсів змінюється під впливом модуляторів. Наприклад, простагландини змінюють секрецію медіаторів, роботу Ац.

122