Лекция 11 Физиологические основы регуляции функций

Организм находится в состоянии непрерывного приспособления к условиям окружающей среды, адекватно реагируя на недостаток кислорода или пищи, повышение или понижение окружающей температуры, на болевые, световые, акустические и другие раздражители. Адекватная реакция организма на изменяющиеся условия среды осуществляется благодаря наличию механизмов регуляции. Различают два основных механизма регуляции филогенетически более древний гуморальный и нервный. В организме высших животных и человека они зачастую функционируют как единая нейрогуморальная система. Примером тому служат синаптические контакты, где передача нервного импульса опосредуется высвобождением химического (гуморального) посредника - медиатора. Важнейшим принципом регуляции живых систем является саморегуляция по принципу отрицательной обратной связи: какое-либо отклонение от константного уровня любого параметра системы служит толчком к немедленной мобилизации систем, вновь восстанавливающий этот постоянный уровень.

Нервная регуляция. Общая характеристика строения и функций центральной нервной системы.

На ранних этапах развития физиологии (начало XIX столетия) функции животного организма разделяли на две группы: животной (син. анимальной, соматической) и растительной (син. вегетативной) жизни. Первая включала двигательные реакции скелетной мускулатуры и восприятие внешних раздражений, ко второй причислялись все другие функции тела - питание, рост, размножение и т.д. В соответствии с этим, был установлен сохранившийся до сих пор физиологический принцип разделения нервной системы на соматическую (управляющую соматическими функциями) и вегетативную (от лат. vegetativus), (управляющую вегетативными функциями) нервные системы. Позже знаменитый французский физиолог Клод Бернар ввел новый важнейший признак вегетативной нервной системы, охарактеризовав ее как систему непроизвольной иннервации.

Анатомически нервную систему обычно делят на центральную и периферическую. К ЦНС относят те отделы, которые заключены в полости черепа и позвоночном канале, а к периферической - нервные узлы и пучки волокон, соединяющие ЦНС с органами чувств и соматическими эффекторами (мышцы, железы и др.). В свою очередь ЦНС принято делить на головной мозг, т.е. расширенный передний конец ЦНС, находящийся в черепе, и спинной мозг, заключенный в позвоночнике.

Спинной мозг ответственен за локомоцию (перемещение тела в пространстве) и другие движения конечностей, а также за некоторые висцеральные функции (т.е. функции внутренних органов), такие как контроль мочеиспускания. Расширенная верхняя часть спинного мозга образует продолговатый мозг, в котором находятся центры регуляции дыхания (дыхательный центр) и сердечно-сосудистых рефлексов. Расположенный над продолговатым мозгом мозжечок состоит из двух полушарий, которые у высших позвоночных покрыты извилинами. Мозжечок обеспечивает координацию двигательной активности. Здесь собирается, интегрируется информация, поступающая от различных проприорецепторов (рецепторов расположенных в мышцах и информирующих ЦНС о положении тела и движениях), а также от зрительной и слуховой систем. В мозжечке все эти входные сообщения сопоставляются и формируются выходные сигналы, обеспечивающую поддержание позы, ориентацию тела в пространстве и точные движения конечностей. Главным нервным центром, отвечающим за регуляцию внутренней среды организма и поддержанием гомеостаза, является гипоталамус. Гипоталамус, одна из наиболее древних в эволюционном плане структур головного мозга, которая имеется у всех хордовых. У человека это сравнительно небольшой отдел, не имеющий четких границ и массой всего около 5 г. В гипоталамусе расположены центры регуляции водно-солевого обмена, температуры тела, сна, голода и сытости. Здесь же расположены осморецепторы, рецепторы реагирующие на содержание сахара в крови и рецепторы давления. Регуляторные функции гипоталамуса осуществляются благодаря не только нейронной, но и нейросекреторной активности расположенных здесь нервных клеток. В частности, нейроны гипоталамуса, выделяют гормоны, контролирующие секреторную активность гипофиза, главного центра эндокринной регуляции в организме. Тесная связь, которая существует между гипоталамусом и гипофизом, дала основание сделать вывод о существовании в головном мозге единой гипоталамо-гипофизарной системы. У высших позвоночных на уровне гипоталамуса формируется рефлекторное оборонительное и пищевое поведение. Острые (в результате травм) и хронические (при росте опухоли) структурные нарушения гипоталамуса у человека приводят к развитию сложных эндокринных расстройств (например, раннему половому созреванию), ожирению, гипертермии, амнезии, бессоннице и ряду других функциональных расстройств.

Наибольшему развитию в процессе эволюции позвоночных животных подверглись полушария большого мозга. У высших млекопитающих поверхность полушарий покрыта корой - слоем серого вещества толщиной от 1,3 до 4,5 мм. Кора содержит 10⁹-10¹⁰ нейронов и еще больше глиальных клеток, выполняющих ионорегулирующие и трофические функции. Площадь коры сильно увеличивается благодаря выраженным складкам, и достигает у человека 2200 см². Кора является филогенетически наиболее молодым и наиболее сложным отделом мозга, предназначенным для обработки сенсорной информации, формирования двигательных команд и интеграции сложных форм поведения.