Функциональное значение отделов центральной нервной системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ОТДЕЛОВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Функциональное значение отделов центральной нервной системы

Головной мозг

Ретикулярной формацией называется сеть нейронов различных типов и размеров, имеющих многочисленные связи между собой, а также со всеми структурами ЦНС. Она располагается в толще серого вещества продолговатого, среднего и промежуточного мозга и регулирует уровень функциональной активности (возбудимость) всех нервных центров этих отделов ЦНС. Таким же образом она влияет на кору больших полушарий.

В ЦНС выделяют две подсистемы, выполняющие разные организующие функции: специфическую и неспецифическую. Первая обеспечивает восприятие, проведение, анализ и синтез сигналов специфической чувствительности. К ним относятся все ее виды, т.е. зрительная, слуховая, болевая и т.д.

Неспецифической подсистемой является ретикулярная формация. Она оказывает генерализованное возбуждающее или тормозящее влияние на многие структуры мозга. Следовательно, она может регулировать уровень функциональной активности моторной, сенсорной, висцеральных систем и организма в целом. Когда нервные импульсы идут по специфическим проводящим путям, по коллатералям этих путей они поступают и к нейронам ретикулярной формации.

Это приводит к их диффузному возбуждению. От нейронов ретикулярной формации возбуждение передается на кору, что сопровождается возбуждением нейронов всех ее зон и слоев. Благодаря этому восходящему активирующему влиянию ретикулярной формации, повышается активность аналитико-синтетической деятельности, увеличивается скорость рефлексов, организм подготавливается к реакции на неожиданную ситуацию.

Поэтому ретикулярная формация участвует в организации оборонительного, полового, пищеварительного поведения. С другой стороны, она может избирательно активировать или тормозить определенные системы мозга. В свою очередь кора больших полушарий, через нисходящие пути, может оказывать возбуждающее действие на ретикулярную формацию.

Нисходящие ретикулоспинальные пути идут от ретикулярной формации к нейронам спинного мозга. Поэтому она может оказывать нисходящие возбуждающие и тормозящие влияния на его нейроны. Например, ее гипоталамические и мезэнцефальные отделы повышают активность альфа-мотонейронов спинного мозга. В результате этого растет тонус скелетных мышц, усиливаются двигательные рефлексы.

Тормозящее влияние ретикулярной формации на спинальные двигательные центры осуществляется через тормозные нейроны Реншоу. Это приводит к торможению спинальных рефлексов.

Ретикулярная формация контролирует передачу сенсорной информации через продолговатый, средний мозг, а также ядра таламуса.

Она непосредственно участвует в регуляции бодрствования и сна, за счет синхронизирующих центров сна и бодрствования, находящихся в ней.

Продолговатый мозг -- жизненно важный отдел ЦНС, представляющий собой продолжение спинного мозга. Здесь расположены центры регуляции дыхания (центры вдоха и выдоха), сердечно-сосудистой деятельности, а также центры пищеварительных (слюноотделения, отделения желудочного и поджелудочного сока, жевания, сосания, глотания и др.) и защитных рефлексов (чихания, кашля, рвоты и др.).

Повреждение продолговатого мозга приводит к мгновенной смерти в результате прекращения дыхания и остановки сердца.

Проводниковая функция продолговатого мозга заключается в передаче импульсов от спинного мозга в головной и в обратном направлении.

Основными функциями продолговатого мозга являются проводниковая, рефлекторная и ассоциативная. Первая осуществляется проводящими путями, проходящими через него. Вторая - нервными центрами. В ромбовидной ямке продолговатого мозга находятся ядра X, XI, XII пар черепномозговых нервов, а также ретикулярная формация.

Рефлекторные функции делятся на соматические и вегетативные.

Соматическими являются статические рефлексы продолговатого мозга, относящиеся к поздно-тоническим или рефлексам позы. Эти рефлексы осуществляются ядром Дейтерса из группы вестибулярных ядер. От него к мотонейронам разгибателей спинного мозга идут нисходящие вестибулоспинальные тракты.

Рефлексы возникают тогда, когда возбуждаются вестибулярные рецепторы или проприорецепторы мышц шеи. Коррекция положения тела происходит за счет изменения тонуса мышц. Например, при запрокидывании головы животного назад повышается тонус разгибателей передних конечностей и снижается тонус разгибателей задних. При наклоне головы вперед возникает обратная реакция. При повороте головы в сторону, повышается тонус разгибателей конечности на этой стороне и сгибателей противоположной конечности.

Важной функцией продолговатого мозга является формирование защитных рефлексов. В нем находятся рвотный цент, центры кашля, чихания, смыкания век и слезотечения при раздражении роговицы.

Мозжечок и варолиев мост образуют задний мозг. Через мост проходят нервные пути, связывающие передний и средний мозг с продолговатым и спинным. Мозжечок состоит из двух полушарий, соединенных небольшим образованием -- червем.

Серое вещество мозга располагается на поверхности, образуя извилистую кору, а белое вещество находится внутри мозжечка, под корой. Ядра мозжечка обеспечивают координацию движений, сохранение равновесия и позы тела, регуляцию мышечного тонуса.

Поражение мозжечка сопровождается понижением тонуса мышц, исчезновением точности и направленности движений. Деятельность мозжечка связана с осуществлением безусловных рефлексов и контролируется корой больших полушарий мозга.

Средний мозг размешен между варолиевым мостом, в который переходит продолговатый мозг, и промежуточным мозгом. На верхней стороне среднего мозга лежат две пары бугорков четверохолмия, в толще которых расположено серое вещество, а на поверхности -- белое.

В передней паре бугорков четверохолмия находятся первичные (подкорковые) рефлекторные центры зрения, а в задней паре бугорков -- первичные рефлекторные центры слуха. Они обеспечивают ориентировочные рефлекторные реакции на световые и слуховые раздражители, выражающиеся в различных движениях тела, головы, глаз в сторону нового звукового или слухового раздражителя, В среднем мозге находятся также скопления тел нервных клеток (красное ядро), принимающие участие в регуляции тонуса скелетных мышц.

Общей функцией мозжечка является регуляция позы и движения. Эту функцию он осуществляет путем координации активности других двигательных центров: вестибулярных ядер, красного ядра, пирамидных нейронов коры. Поэтому он выполняет следующие двигательные функции:

1. Регуляцию мышечного тонуса позы.

2. Коррекцию медленных целенаправленных движений в ходе их выполнения, а также координацию этих движений с рефлексами положения тела.

3. Контроль за правильным выполнением быстрых движений, осуществляемых корой.

В связи с тем, что мозжечок выполняет данные функции. При его удалении у животного развивается комплекс двигательных нарушений, называемый триадой Лючиани. Он включает:

1. Атония и дистония - снижение и неправильное распределение тонуса скелетных мышц.

2. Астазия - невозможность слитного сокращения мышц, а как следствие, сохранения устойчивого положения тела при стоянии, сидении (покачивание).

3. Астения - быстрое утомление мышц.

4. Атаксия - плохая координация движений при ходьбе. Неустойчивая «пьяная» походка.

5. Адиадохокинез - нарушение правильной последовательности быстрых целенаправленных движений.

В клинике умеренные поражения мозжечка проявляются триадой Шарко:

1. Нистагм глаз в состоянии покоя.

2. Тремор конечностей, возникающий при их движениях.

3. Дизартрия - нарушение речи.

Мозжечок влияет на обмен веществ. На эти функции он воздействует через вегетативные нервные центры, координация их активности с движением. Функции внутренних органов изменяются в связи с изменением обменных процессов в них. Поэтому мозжечок оказывает на них адаптационно-трофическое влияние.

Мост имеет тесные функциональные связи со средним мозгом. Эти отделы ствола мозга также осуществляют проводниковую и рефлекторную функции. Проводниковая обеспечивается восходящими и нисходящими путями, идущими через них. Рефлекторная их функция обеспечивается нервными центрами. Нейроны моста формируют его ретикулярную формацию, ядра лицевого, отводящего нервов, двигательную часть ядер тройничного нерва и его чувствительное ядро.

Ретикулярная формация является частью всей ретикулярной формации ствола. В ней расположены ядра пневмотаксического центра. Он координирует активность центров вдоха и выдоха продолговатого мозга.

Средний мозг осуществляет и статокинетические рефлексы. Это рефлексы, которые служат для сохранения устойчивого положения тела при движении. К ним относятся нистагм головы и глаз, лифтная реакция, рефлекс готовности к прыжку.

Нистагм головы и глаз - это их медленное бессознательное движение в сторону противоположную вращению, а затем быстрое возвращение в исходную позицию. Нистагм глаз сохраняется некоторое время, и после вращения.

Лифтная реакция - это уменьшение тонуса разгибателей конечностей в начале быстрого подъема, которое сменяется его повышением. При быстром опускании, тонус разгибателей меняется противоположным образом.

Рефлекс готовности к прыжку проявляется увеличением тонуса разгибателей передних конечностей при опускании животного вниз головой. В результате они вытягиваются. Статокинетические рефлексы, как и выпрямительные, обусловлены возбуждением рецепторов вестибулярного аппарата.

Ядра глазодвигательного и блокового нервов обеспечивают содружественные движения глаз. Кроме того, первое регулирует ширину зрачка и кривизну хрусталика.

Промежуточный мозг расположен над средним мозгом и под большими полушариями переднего мозга. Он имеет два главных отдела: зрительные бугры (таламус) и подбугровую область (гипоталамус).

В зрительных буграх находятся нейроны, отростки которых идут к коре больших полушарий мозга. С другой стороны к ним подходят волокна проводящих путей от всех центростремительных нейронов. Поэтому ни один центростремительный импульс, откуда бы он ни шел, не может пройти к коре больших полушарий, минуя зрительные бугры.

Таким образом, через эту часть ствола мозга осуществляется связь всех рецепторов с корой больших полушарий. При разрушении таламуса наблюдается полная потеря чувствительности. Таламус является высшим звеном болевой чувствительности. Играет важную роль в формировании ощущений, в активизации процессов внимания и в организации эмоций.

В гипоталамусе находятся центры, регулирующие все виды обмена веществ (белковый, жировой, углеводный, водно-солевой), теплопродукцию и теплоотдачу (центр терморегуляции), деятельность желез внутренней секреции. В гипоталамусе расположены подкорковые центры регуляции вегетативных функций, поддержания постоянства параметров внутренней среды организма (гомеостаза).

В гипоталамусе находятся также центры насыщения, голода, жажды, удовольствия. Ядра гипоталамуса участвуют в регуляции чередования сна и бодрствования.

Рассмотрим подробно функции базальных ядер.

Основная функция подкорковых ядер - регуляция движения. Кора посредством подкорковых ядер организует и регулирует дополнительные, вспомогательные движения, необходимые для правильного выполнения основного двигательного акта или облегчающие его. Это, например, определенное положение туловища и ног при выполнении работы руками.

При нарушении функции подкорковых ядер вспомогательные движения становятся либо чрезмерными, либо полностью отсутствуют. С поражением полосатого тела и гиперактивностью бледного шара связаны заболевания с избыточными движениями, т.е. гиперкинезы. Это подергивания мышц лица, шеи, туловища, конечностей. А также двигательная гиперактивность в виде бесцельного перемещения. Например, она наблюдается при хорее.

Кроме этого, полосатое тело принимает участие в организации условных рефлексов, процессах памяти, регуляции пищевого поведения.

Таким образом, за счет центров спинного, продолговатого, среднего мозга, мозжечка, подкорковых ядер организуются бессознательные движения. Сознательные осуществляются тремя путями:

1. С помощью пирамидных клеток коры и нисходящих пирамидных трактов. Значение этого механизма небольшое.

2. Через мозжечок.

3. Посредством базальных ядер.

Для организации движений особое значение имеют афферентные импульсы спинальной двигательной системы. Восприятие напряжения мышц осуществляется мышечными веретенами и сухожильными рецепторами. Во всех мышцах имеются короткие клетки веретенообразной формы. Несколько таких веретен заключены в соединительно-тканную капсулу. Поэтому их называют интрафузальными.

Существует два типа интрафузальных волокон: волокна с ядерной цепочкой и волокна с ядерной сумкой. Последние толще и длиннее первых. Эти волокна выполняют различные функции. Через капсулу к мышечным веретенам проходит толстое афферентное нервное волокно, относящее к группе 1А. После входа в капсулу оно разветвляется, и каждая веточка образует спираль вокруг центра ядерной сумки интрафузальных волокон.

Поэтому такое окончание называется аннулоспиральным. На периферии веретена, т.е. его дистальный отделах находятся вторичные афферентные окончания. Кроме того, к веретенам подходят эфферентные волокна от мотонейронов спинного мозга. При их возбуждении происходит укорочение веретен. Это необходимо для регуляции чувствительности веретен к растяжению.

Вторичные афферентные окончания также являются рецепторами растяжения, но их чувствительность меньше чем аннулоспиральных. В основном их функция заключается в контроле степени напряжения мышц при постоянном тонусе экстрафузальных мышечных клеток.

Рассмотрим функции коры больших полушарий.

В определенных областях коры сосредоточены колонки, выполняющие однотипную функцию. Эти участки называются цитоархитектоническими полями. В коре человека их 53. Поля делят на первичные, вторичные и третичные.

Первичные обеспечивают обработку определенной сенсорной информации, а вторичные и третичные - взаимодействие сигналов разных сенсорных систем. В частности, первичное соматосенсорное поле, к которому идут импульсы от всех кожных рецепторов (тактильных, температурных, болевых) находится в области задней центральной извилины. Больше всего места в коре занимает представительство губ, лица, кистей рук. Поэтому при поражениях этой зоны изменяется чувствительность соответствующих участков кожи.

Представительство проприорецепторов мышц и сухожилий, т.е. моторная кора, занимает переднюю центральную извилину. Импульсы от проприорецепторов нижних конечностей идут к верхней части извилины. От мышц туловища к средней части. От мускулатуры головы и шеи к ее нижней части. Наибольшую площадь этого поля также занимает представительство мускулатуры губ, языка, кистей и лица.

Импульсы от рецепторов глаза поступают в затылочные области коры около шпорной борозды. Поражение первичных полей приводит к корковой слепоте, а вторичных и третичных - потере зрительной памяти.

Слуховая область коры расположена в верхней височной извилине и поперечной извилине Гешля. При поражении первичных полей зоны развивается корковая глухота, периферических - трудность в различении звуков. В задней третьи верхней височной извилины левого полушария находится сенсорный центр речи - центр Вирнике. При его патологических изменениях теряется способность к пониманию речи.

Двигательный центр речи - центр Брока, располагается в нижней лобной извилине левого полушария. Нарушения в этой части коры приводят к потере способности произносить слова.

Лобные доли коры головного мозга управляют в основном моторными навыками (например, письмом, игрой на музыкальных инструментах, способностью завязать шнурки). Они также придают выразительность мимике и жестам. Специфические области лобных долей ответственны за определенные моторные навыки на противоположной стороне тела.

Повреждение лобной доли влияет на поведение в соответствии с размером и локализацией участка повреждения. Маленькие дефекты обычно не вызывают значимых изменений поведения, если поражают только одну сторону головного мозга, хотя иногда они вызывают судороги.

Большие повреждения задних отделов лобной доли могут приводить к апатии, нарушению внимания, безразличию и, иногда, недержанию мочи. Людям с большими повреждениями передней или боковой части лобной доли трудно сохранять внимание, для них характерна эйфория, сопротивление любым предложениям, грубость; они могут игнорировать последствия своего поведения.

Теменные доли коры головного мозга объединяют впечатления от формы, структуры и веса предмета, создают его общее восприятие. Математические и языковые навыки определяются этой областью лишь отчасти, а в большей степени - смежными областями височных долей. Теменные доли в определенной степени ответственны также за ориентацию в пространстве и восприятие положения частей тела.

Небольшое повреждение передней части теменной доли вызывает онемение на противоположной стороне тела. Люди с большими повреждениями теряют способность выполнять последовательные действия (состояние, называемое апраксией), различать правую и левую стороны своего тела и пространства.

Большие повреждения влияют на способность больного узнавать части тела, окружающую обстановку, а также известные предметы, например часы или очки. В результате повреждение некоторых участков теменной доли может приводить к тому, что человек не замечает серьезности своего состояния и пренебрегает им или даже отрицает, что у него парализована одна сторона тела (противоположная стороне повреждения мозга). Возможна спутанность сознания или делирий (возбужденное состояние с устрашающими галлюцинациями). Больной неспособен сам одеться или выполнить другие обычные действия.

Височные доли фиксируют происходящие события и запечатлевают в памяти недавние события, а также обеспечивают долговременную память. Они воспринимают звуки и изображения, сохраняют впечатления и позволяют вспоминать их, пробуждают эмоциональные реакции.

Повреждение правой височной доли нарушает память о звуках, образах, мелодиях. Повреждение левой височной доли затрудняет понимание речи, как собственной, так и обращенной к больному, а также обычно ухудшает его способность выразить свою мысль.

У людей с повреждением правой височной доли, которая является субдоминантной (не связанной с речью), могут отмечаться навязчивость, изменения личности, например исчезновение чувства юмора, изменение либидо (полового влечения).

Спинной мозг

Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции.

Первая обеспечивает его нервными центрами, вторая - проводящими путями. Он имеет сегментарное строение. Причем деление на сегменты является функциональным. Каждый сегмент образует передние и задние корешки. продолговатый мозг спинной дыхательный

Задние являются чувствительными, т.е. афферентными, передние - 0 двигательными, эфферентными. Эта закономерность называется законом Белла-Мажанди. Корешки каждого сегмента иннервируют 3 соседних метамера тела, но в результате перекрывания каждый метамер иннервируется тремя сегментами. Поэтому при поражении передних корешков одного сегмента, двигательная активность соответствующего метамера не исчезает полностью, а лишь ослабляется.

Проводниковая функция состоит в обеспечении связи периферических рецепторов, центров спинного мозга с вышележащими отделами ЦНС, а также его нервных центров между собой. Она осуществляется проводящими путями. Все пути спинного мозга делятся на собственные (проприоспинальные), восходящие и нисходящие. Проприоспинальные пути связывают между собой нервные центры разных сегментов спинного мозга.

Их функция заключается в координации тонуса мышц, движений различных метамеров туловища.

Хотя спинной мозг, так же, как и головной мозг, является наиболее защищенным органом человека, при резком и неожиданном повороте корпуса может произойти перелом конструкции позвоночника, а микроскопические или крупные осколки позвонков в этом случае повреждают нежную мозговую ткань. В дальнейшем происходит следующее: часть нервных клеток погибает немедленно, другая часть - позднее, вследствие кислородного голодания, а третья - через еще некоторое время из-за запуска программы самоуничтожения клетки (апоптоза). Последствия травмы спинного мозга могут носить как общий, так и избирательный характер - в зависимости от характера травмы, своевременности лечения и качества проведенных мероприятий по восстановлению спинного мозга.

Последствия спинномозговой травмы зависят от ее тяжести, от того, какие именно клетки спинного мозга пострадали.

Так, если оказались задеты лишь периферийные нервные клетки, отвечающие за ближайшие органы и мышцы, то последствия травмы могут быть незначительными, ведь их функцию возьмут на себя соседние клетки. А если спинной мозг поврежден более глубоко и осколки позвонков разрушили проводящие пути, которые связывают воедино несколько частей спинного мозга, тогда последствия спинальной травмы оказываются катастрофическими. Головной мозг, управляющий посредством спинного мозга всем телом, попросту лишается информации о том, что же происходит с телом ниже места травмы позвоночника.

После тяжелой травмы спинного мозга наступает его шоковое состояние: спинной мозг «отключается», временно «перестает существовать». Поэтому при спинальном шоке невозможно обнаружить и проверить ни одного рефлекса, правильно не функционирует ни один орган, за исключением сердца и легких, которые могут работать автономно - остается только ждать (обычно это несколько недель), пока шоковое состояние спинного мозга не закончится. В это время не работают так же и мышцы, поэтому особенно важно поддерживать их в тонусе электрическими импульсами, чтобы они не атрофировались. Однако их стимуляция не должна быть начата слишком рано или слишком интенсивно, чтобы не усугубить состояние нервных клеток и не отправить спинной мозг в шоковое состояние во второй раз.

После окончания спинального шока происходит разделение организма на две части: управляемую и автономную (ниже травмы спинного мозга). В этот момент начинается следующий этап, этап восстановления спинного мозг.

При сотрясении спинного мозга возникают обратимые сегментарные и легкие проводниковые нарушения, которые самостоятельно или после лечения полностью или почти полностью регрессируют в течении 5-7 суток. Ушиб спинного мозга характеризуется возникновением обратимых, либо необратимых изменений.

Морфологически при ушибе спинного мозга может возникать его перерыв - анатомический, с расхождением концов, и аксональный, когда при внешней анатомической сохранности спинного мозга происходит разрушение его проводящих путей. Клинически ушиб спинного мозга проявляется синдромами полного или частичного нарушения проводимости.

Общий план строения дыхательной системы. Нервно-гуморальная регуляция дыхания

Дыхательная система -- это совокупность органов, обеспечивающих в организме внешнее дыхание, а также ряд важных не дыхательных функций.
(Внутреннее дыхание - это комплекс внутриклеточных окислительно-восстановительных процессов).

В состав дыхательной системы входят различные органы, выполняющие воздухопроводящую и дыхательную (т.е. газообменную) функции: полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и легкие. Таким образом, в дыхательной системе можно выделить:

внелегочные воздухоносные пути; и легкие, которые в свою очередь включают:

-внутрилегочные воздухоносные пути (т.н. бронхиальное дерево);

-собственно респираторный отдел легких (альвеолы).

Основная функция дыхательной системы - внешнее дыхание, т.е. поглощение из вдыхаемого воздуха кислорода и снабжение им крови, а также удаление из организма углекислого газа. Этот газообмен осуществляется легкими.

Среди не дыхательных функций дыхательной системы очень важными являются: терморегуляция, депонирование крови в обильно развитой сосудистой системе легких, участие в регуляции свертывания крови благодаря выработке тромбопластина и его антагониста -- гепарина, участие в синтезе некоторых гормонов, а также инактивации гормонов; участие в водно-солевом и липидном обмене; участие в голосообразовании, обонянии и иммунной защите.

Легкие принимают активное участие в метаболизме серотонина, разрушающегося под влиянием моноаминоксидазы (МАО). МАО выявляется в макрофагах, в тучных клетках легких.

В дыхательной системе происходят инактивация брадикинина, синтез лизоцима, интерферона, пирогена и др. При нарушении обмена веществ и развитии патологических процессов выделяются некоторые летучие вещества (ацетон, аммиак, этанол и др.).

Защитная фильтрующая роль легких состоит не только в задержке пылевых частиц и микроорганизмов в воздухоносных путях, но и в улавливании клеток (опухолевых, мелких тромбов) сосудами легких («ловушки»).

Рассмотрим воздухоносные пути дыхательной системы.

К ним относятся носовая полость, носоглотка, гортань, трахея и бронхи. В воздухоносных путях по мере продвижения воздуха происходят его очищение, увлажнение, согревание, рецепция газовых, температурных и механических раздражителей, а также регуляция объема вдыхаемого воздуха.

Стенка воздухоносных путей (в типичных случаях - в трахее, бронхах) состоит из четырех оболочек: слизистой оболочки; подслизистой основы;
фиброзно-хрящевой оболочки; адвентициальной оболочки. При этом часто подслизистую основу рассматривают как часть слизистой оболочки, и говорят о наличии трех оболочек в составе стенки воздухоносных путей (слизистой, фиброзно-хрящевой и адвентициальной).

Все воздухоносные пути выстланы слизистой оболочкой. Она состоит из трех слоев, или пластинок: эпителия; собственной пластинки слизистой; гладкомышечных элементов (или мышечной пластинки слизистой).

Рассмотрим эпителий воздухоносных путей.

Эпителий слизистой оболочки воздухоносных путей имеет различное строение в разных отделах: многослойный ороговевающий, переходящий в неороговевающий эпителий (в преддверии носовой полости), в более дистальных отделах он становится многорядным реснитчатым (на протяжении большей части воздухоносных путей) и, наконец, становится однослойным реснитчатым.

В эпителии воздухоносных путей, кроме реснитчатых клеток, определяющих название всего эпителиального пласта, содержатся бокаловидные железистые клетки, антигенпредставляющие, нейроэндокринные, щеточные (или каемчатые), секреторные клетки Клара и базальные клетки.

1. Реснитчатые (или мерцательные) клетки снабжены ресничками (до 250 на каждой клетке) длиною 3--5 мкм, которые своими движениями, более сильными в сторону носовой полости, способствуют выведению слизи и осевших пылевых частиц. Эти клетки имеют разнообразные рецепторы (адренорецепторы, холинорецепторы, рецепторы глюкокортикоидов, гистамина, аденозина и др.). Эти эпителиальные клетки синтезируют и выделяют бронхо- и вазоконстрикторы (при определенной стимуляции), - активные вещества, регулирующие просвет бронхов и кровеносных сосудов. По мере уменьшения просвета воздухоносных путей высота реснитчатых клеток снижается.

2. Бокаловидные железистые клетки - располагаются между реснитчатыми клетками, выделяют слизистый секрет. Он примешивается к секрету желёз подслизистой основы и увлажняет поверхность эпителиального пласта. Слизь содержит иммуноглобулины, выделяемые плазматическими клетками из подлежащей под эпителием собственной пластинки соединительной ткани.

3. Антигенпредставляющие клетки (или дендритные, или же клетки Лангерганса) чаще встречаются в верхних воздухоносных путях и трахее, где они захватывают антигены, вызывающие аллергические реакции. Эти клетки имеют рецепторы Fc-фрагмента IgG, С3-комплемента. Они вырабатывают цитокины, фактор некроза опухоли, стимулируют Т-лимфоциты и морфологически сходны с клетками Лангерганса эпидермиса кожи: имеют многочисленные отростки, проникающие между другими эпителиальными клетками, содержат пластинчатые гранулы в цитоплазме.

4. Нейроэндокринные клетки, или клетки Кульчицкого (K-клетки), или же апудоциты, относящиеся к диффузной эндокринной APUD-системе; располагаются поодиночке, содержат в цитоплазме мелкие гранулы с плотным центром. Эти немногочисленные клетки (около 0,1%) способны синтезировать кальцитонин, норадреналин, серотонин, бомбезин и другие вещества, принимающие участие в местных регуляторных реакциях.

5. Щеточные (каемчатые) клетки, снабженные на апикальной поверхности микроворсинками, располагаются в дистальном отделе воздухоносных путей. Полагают, что они реагируют на изменения химического состава воздуха, циркулирующего в воздухоносных путях, и являются хеморецепторами.

6. Секреторные клетки (бронхиолярные экзокриноциты), или клетки Клара, встречаются в бронхиолах. Они характеризуются куполообразной верхушкой, окруженной короткими микроворсинками, содержат округлое ядро, хорошо развитую эндоплазматическую сеть агранулярного типа, аппарат Гольджи, немногочисленные электронно-плотные секреторные гранулы. Эти клетки вырабатывают липопротеины и гликопротеины, ферменты, принимающие участие в инактивации токсинов, поступающих с воздухом.

7. Некоторые авторы отмечают, что в бронхиолах встречается еще один тип клеток -- безреснитчатые, в апикальных частях которых содержатся скопления гранул гликогена, митохондрии и секретоподобные гранулы. Функция их неясна.

8. Базальные, или камбиальные, клетки -- это малодифференцированные клетки, сохранившие способность к митотическому делению. Они располагаются в базальном слое эпителиального пласта и являются источником для процессов регенерации - как физиологической, так и репаративной.

Под базальной мембраной эпителия воздухоносных путей лежит собственная пластинка слизистой оболочки (lamina propria), которая содержит многочисленные эластические волокна, ориентированные главным образом продольно, кровеносные и лимфатические сосуды и нервы.

Мышечная пластинка слизистой оболочки хорошо развита в средних и нижних отделах воздухоносных путей.

Перечислим основные функции дыхательной системы:

Внешнее дыхание.

Голосообразование. Гортань, полость носа с придаточными пазухами, а также другие органы обеспечивают формирование голоса.

Обоняние. В полости носа имеются рецепторы органа обоняния.

Выделение. Некоторые вещества (продукты жизнедеятельности и т.п.) могут выделяться через дыхательную систему.

Защитная. Имеется значительное количество специфических и неспецифических иммунных образований.

Регуляция гемодинамики. Легкие при вдохе усиливают приток венозной крови к сердцу.

Депо крови.

Терморегуляция.

Дыхательная система состоит из двух отличных друг от друга по функции частей:

Дыхательные пути - обеспечивают прохождение воздуха.

Дыхательные органы - это два легких, где осуществляется газообмен.

Общий принцип строения ДП: орган в форме трубки, имеющей костный или хрящевой скелет, не позволяющий стенкам спадаться. В результате воздух свободно проникает в легкие и обратно. ДП имеют внутри слизистую оболочку, выстланную мерцательным эпителием и содержащую большое количество желез, образующих слизь. Это позволяет выполнять защитную функцию.

Дыхательные пути делятся на верхние ДП (полость носа, носовая и ротовая части глотки) и нижние ДП (гортань, трахея, бронхи).

Верхние дыхательные пути начинаются с полости носа (ПН). ПН разделена на две половины перегородкой носа. У нее выделяют две части: переднюю - хрящевую, заднюю - костную. Слизистая оболочка в основном повторяет рельеф костной полости носа.

На латеральной стенке ПН различают три носовых раковины (верхнюю, среднюю и нижнюю), под каждой располагаются соответствующий носовой ход. В верхний носовой ход (самый короткий) открываются клиновидная пазуха и задние ячейки решетчатого лабиринта. В средний носовой ход (самый длинный) открываются верхнечелюстная и лобная пазухи, передние и средние ячейки решетчатого лабиринта. В нижний носовой ход (самый широкий) открывается носослезный проток.

Различают две функциональные части ПН: 1) обонятельная область: верхний носовой ход, верхняя носовая раковина и соответствующая им часть перегородки носа - место локализации обонятельных рецепторов; 2) дыхательная область - все остальное.

Функции полости носа (кроме того, что это дыхательный путь):

Очищение вдыхаемого воздуха: а) волосы преддверия носа задерживают крупные частицы грязи, б) слизь обволакивает более мелкие частички (до 40% пыли), в) мерцательный эпителий удаляет слизь и грязь из полости носа в носоглотку.

Согревание вдыхаемого воздуха происходит за счет сосудистого русла: стенки полости носа обильно кровоснабжаются, а в области нижней носовой раковины находятся пещеристые венозные сплетения.

Увлажнение вдыхаемого воздуха происходит за счет: а) слезы, поступающей через носослезный проток, б) слизи (до 500 мл/сут.).

Обоняние - распознавание запахов. У современного человека только за счет обонятельной области. У древнего человека обонятельные рецепторы находились во всей слизистой оболочке носа и в придаточных пазухах носа.

Защитная функция - микроорганизмы обезвреживаются слизью (содержит лизоцим) и удаляются вместе с частицами грязи, а также имеется лимфоидная ткань.

Резонаторная функция - ПН и придаточные пазухи обеспечивают резонанс голоса.

Глотка как орган состоит из трех частей: носовой, ротовой, гортанной. К ДП относятся носовая и ротовая части.

Функции глотки:

Перекрест пищеварительных и дыхательных путей.

Защита. Глоточное лимфо-эпителиальное кольцо.

Особенности строения, связанные с функцией:

А) Проводит воздух: стенки не спадаются, носоглотка выстлана реснитчатым эпителием.

Б) Проводит пищу: на границах ротоглотки существуют приспособления - заслонки (мягкое небо, надгортанник), препятствующие попаданию пищи в дыхательные пути; ротоглотка выстлана многослойным плоским эпителием.

Гортань - первый орган нижних ДП. У взрослого человека находится в области шеи с IV по VI шейные позвонки. Ведущая функция - образование голоса.

Скелет гортани образуют хрящи. Различают непарные: перстневидный, щитовидный и надгортанник - и парные: черпаловидные, клиновидные и рожковидные. Перстневидный - гиалиновый хрящ в форме перстня: передняя часть дуга, задняя - пластинка. Щитовидный хрящ - две пластинки соединяются под углом. У мужчин угол острый, у женщин и детей - тупой.

Черпаловидные хрящи напоминают пирамиду и содержат два отростка: мышечный и голосовой.

Между хрящами имеются соединения: непрерывные (связки и мембраны) и прерывные. Из непрерывных соединений наибольший интерес представляют голосовые связки: они соединяют голосовые отростки черпаловидных хрящей с углом щитовидного хряща. Эти связки ограничивают голосовую щель и от степени их натяжения зависят характеристики голоса человека. Суставы обеспечивают движения отдельных хрящей друг относительно друга, что ведет к изменению натяжения голосовых связок, и, следовательно, голоса. Различают перстне-щитовидный сустав (ось вращения фронтальная) и перстне-черпаловидный сустав (ось вращения вертикальная).

Движения в суставах производят мышцы гортани. Они делятся на три группы:

Мышцы, расширяющие голосовую щель: задняя перстнечерпаловидная мышца.

Мышцы, суживающие голосовую щель: латеральная перстнечерпаловидная, щиточерпаловидная, поперечная черпаловидная и косая черпаловидная мышцы.

Мышцы, напрягающие голосовые связки: голосовая и щиточерпаловидная мышцы.

Изнутри гортань покрыта слизистой оболочкой, которая повторяет контуры хрящей гортани и их соединений.

В полости гортани выделяют три отдела:

1) Преддверие гортани - от входа в гортань до щели преддверия. Щель преддверия ограничена складками преддверия.

2) Межжелудочковый отдел - пространство между щелями преддверия и голосовой щелью.

3) Подголосовая полость - от голосовой щели до начала трахеи. Между складками преддверия и голосовыми складками располагаются углубления - желудочки гортани (принимают участие в обеспечении резонанса голоса).

Голосовая щель ограничена голосовыми складками - слизистой оболочкой гортани, покрывающей голосовые складки. Это самая узкая часть полости гортани. У щели различают две части: межперепончатую (передняя, большая, между голосовыми связками) и межхрящевая (задняя, меньшая, между черпаловидными хрящами).

Трахея и бронхи имеют общий план строения. Это полая трубка, имеющая три оболочки: внутреннюю - слизистую, выстланную реснитчатым эпителием, среднюю - волокнисто-мышечно-хрящевую, основу которой составляют хрящевые кольца (полукольца, пластины), наружную - адвентициальную, образованную рыхлой соединительной тканью.

Трахея, непарный орган, располагается с VI шейного по IV (V) грудные позвонки. Различают шейную и грудную части. Основу составляют 16-20 гиалиновых хрящевых полуколец, не замкнутых сзади. Трахея делится на два главных бронха (бронха первого порядка) - бифуркация трахеи, по одному для каждого легкого. Главные бронхи делятся на долевые бронхи (бронхи второго порядка): справа - 3, слева - 2. Долевые бронхи делятся на сегментарные бронхи (третьего порядка). Далее каждый бронх дихотомически делится на бронхи следующего порядка: субсегментарные и т.п., дольковые и внутридольковые. По мере уменьшения диаметра меняется форма хряща от кольцевой к пластинчатой и уменьшается количество желез.

Совокупность всех бронхов, начиная с главного, по которым осуществляется проведение воздуха, называется бронхиальное дерево.

Внутридольковые бронхи распадаются на различное число концевых (терминальных) бронхиол. Они имеют диаметр 0,5 мм и не содержат хрящевых пластинок, поэтому их просвет может закрываться при сокращении гладкой мускулатуры.

Легких у человека два. Они асимметричны: правое по сравнению с левым шире и короче, его объем больше на 10%. Ведущей функцией легких является газообмен между кровью и воздухом.

Легкое является паренхиматозным органом, имеет закономерности строения, характерные для этих органов.

Каждое легкое соответственно делению главных бронхов на долевые разделено на доли: правое на три, левое на две. Доли отделяются друг от друга глубокими щелями: нижняя доля обоих легких - косой щелью, средняя от верхней у правого легкого -горизонтальной щелью. Доли делятся на сегменты. Сегмент - структурная единица легкого, соответствующая одному сегментарному бронху и сегментарной легочной артерии. Каждое легкое имеет по 10 сегментов. У детей сегменты отделены друг от друга толстыми прослойками соединительной ткани. С возрастом они уменьшаются, особенно в нижних долях. Сегменты делятся на субсегменты и т.д. вплоть до легочной дольки. В одном сегменте различают до 80 долек.

Функциональной единицей легкого является ацинус - система разветвления одной концевой (терминальной) бронхиолы. Она делится на 14-16 дыхательных бронхиол, образующих до 1500 альвеолярных ходов, несущих на себе до 20000 альвеол. Альвеолы разделены межальвеолярными перегородками, содержащими густую сеть кровеносных капилляров, соединительнотканные клетки и волокна.

Функция ацинуса - обмен газами между воздухом и кровью. В связи с этим у легкого имеются особенности кровоснабжения: функционирует два самостоятельных круга кровообращения: малый (система легочных артерий) - проводящий газообмен, большой (система бронхиальных артерий) - питающий ткани бронхов и легких.

Совокупность всех ацинусов легкого называется альвеолярное дерево. Оно осуществляет газообмен.

Легкие являются подвижным внутренним органом, поэтому они имеют специальную серозную оболочку - плевру. Существует два плевральных мешка: для правого и левого легких. Они оба герметично замкнуты и имеют по два листка: 1) висцеральный - прочно срастается с легким, проникает в щели между долями; 2) париетальный - срастается со стенками грудной клетки, диафрагмой и средостением. По расположению у париетальной плевры различают части: реберную, медиастинальную и диафрагмальную.

Висцеральный и париетальный листки переходят друг в друга в области ворот легкого, где образуют легочную связку. В этом месте легкое плеврой не покрыто.

Между висцеральным и париетальным листками находится узкое щелевидное пространство - полость плевры. Оно содержит небольшое количество плевральной жидкости, облегчающей скольжение двух листков друг относительно друга. Части полости плевры, расположенные у места перехода одной части париетальной плевры в другую и куда при спокойном дыхании легкое не заходит, называются плевральными синусами. Различают реберно-диафрагмальный (самый глубокий), диафрагмально-медиастинальный и реберно-медиастинальный синусы.

Дыхание регулируется посредством сложной системы нервных и гуморальных влияний на дыхательный центр. К числу нервных механизмов относятся рефлексы, образующиеся при раздражении рецепторов легких, скелетных мышц, хеморецепторов кровеносных сосудов, психические влияния. При вдохе альвеолы легких растягиваются. В результате в рецепторах легких возникают нервные импульсы, которые по блуждающему нерву передаются в дыхательный центр, это тормозит вдох. Напротив, вначале выдоха возникающие импульсы затормаживают выдох.

При физических упражнениях большую роль в регуляции дыхания играют афферентные импульсы, образующиеся в работающих мышцах.

Усиление деятельности скелетных мышц рефлекторно повышает активность дыхательного центра и увеличивает вентиляцию легких.

Рефлекторные влияния с хеморецепторов кровеносных сосудов осуществляются следующим образом. При недостатке кислорода или избытке углекислоты в рецепторах, находящихся, например, в аорте или каротидном синусе, возникают нервные импульсы. Они передаются по центростремительным нервам в дыхательный центр и рефлекторно усиливают дыхание. Наряду с этим в структуре дыхательного центра обнаружен контролирующий аппарат акцептор результата действия.

Большое значение в регуляции дыхания имеет кора больших полушарий головного мозга. Человек может сознательно вмешиваться в дыхательный акт, произвольно усиливая, ослабляя или задерживая дыхание. Дыхание является и произвольным, и непроизвольным актом.

Процесс дыхания слагается из трех основных фаз: внешнее дыхание (обмен газов между внешней средой и кровью), транспорт газов кровью и внутреннее (тканевое) дыхание (обмен газов между кровью и тканями). Внешнее дыхание, функцию которого выполняют органы дыхательной системы, осуществляется различными способами.

Согласованность, ритмичность сокращений и расслаблений дыхательных мышц обусловлены поступающими к ним по нервам импульсами от дыхательного центра продолговатого мозга. И.М. Сеченов в 1882 г. установил, что примерно через каждые 4 сек, в дыхательном центре автоматически возникают возбуждения, обеспечивающие чередование вдоха и выдоха. Дыхательный центр изменяет глубину и частоту дыхательных движений, обеспечивая оптимальное содержание газов в крови.

Гуморальная регуляция дыхания состоит в том, что повышение концентрации углекислого газа в крови возбуждает дыхательный центр - частота и глубина дыхания увеличиваются, а уменьшение СО2 понижает возбудимость дыхательного центра - частота и глубина дыхания уменьшаются.

Под дыхательным центром следует понимать совокупность нейронов специфических (дыхательных) ядер продолговатого мозга, способных генерировать дыхательный ритм.

В нормальных (физиологических) условиях дыхательный центр получает афферентные сигналы от периферических и центральных хеморецепторов, сигнализирующих соответственно о парциальном давлении О2 в крови и концентрации Н+ во внеклеточной жидкости мозга. В период бодрствования деятельность дыхательного центра регулируется дополнительными сигналами, исходящими из различных структур ЦНС. У человека это, например, структуры, обеспечивающие речь. Речь (пение) может в значительной степени отклонить от нормального уровень газов крови, даже снизить реакцию дыхательного центра на гипоксию или гиперкапнию. Афферентные сигналы от хеморецепторов тесно взаимодействуют с другими афферентными стимулами дыхательного центра, но, в конечном счете, химический, или гуморальный, контроль дыхания всегда доминирует над нейрогенным. Например, человек произвольно не может бесконечно долго задерживать дыхание из-за нарастающих во время остановки дыхания гипоксии и гиперкапнии.

Дыхательный центр выполняет две основные функции в системе дыхания: моторную, или двигательную, которая проявляется в виде сокращения дыхательных мышц, и гомеостатическую, связанную с изменением характера дыхания при сдвигах содержания О2 и СО2 во внутренней среде организма.

Двигательная функция дыхательного центра заключается в генерации дыхательного ритма и его паттерна. Под генерацией дыхательного ритма понимают генерацию дыхательным центром вдоха и его прекращение (переход в экспирацию). Под паттерном дыхания следует понимать длительность вдоха и выдоха, величину дыхательного объема, минутного объема дыхания. Моторная функция дыхательного центра адаптирует дыхание к метаболическим потребностям организма, приспосабливает дыхание в поведенческих реакциях (поза, бег и др.), а также осуществляет интеграцию дыхания с другими функциями ЦНС.

Гомеостатическая функция дыхательного центра поддерживает нормальные величины дыхательных газов (O2, CO2) и рН в крови и внеклеточной жидкости мозга, регулирует дыхание при изменении температуры тела, адаптирует дыхательную функцию к условиям измененной газовой среды, например при пониженном и повышенном барометрическом давлении.

На определенной ступени развития мира животных в связи с появлением нервной системы образуется новая, нервная форма связей и регуляций. Чем выше по своему развитию организм животного, тем большую роль играет взаимодействие органов через - нервную систему, которое обозначается как рефлекторное. У высших животных организмов нервная система регулирует гуморальные связи.

В отличие от гуморальной связи нервная связь, во-первых, имеет точную направленность к определенному органу и даже группе клеток и, во-вторых, через нервную систему связь осуществляется с несравненно большей скоростью, в сотни раз превышающей скорость распространения химических веществ.

Переход от гуморальной связи к нервной у высокоорганизованных существ сопровождался не уничтожением гуморальной связи между клетками тела и заменой ее нервной связью, а подчинением гуморальных связей нервным, возникновением нервно-гуморального взаимодействия.

Установлено, что и в окончаниях нервных волокон, которые соприкасаются или с клетками органа, или с другими нервными клетками, выделяются особые посредники связи, специальные химические вещества, или медиаторы, которые поступают в жидкости тела и действуют непосредственно на нервную систему и на специализированные нервные окончания.

На следующем этапе развития живых существ появляются специальные органы -- железы, в которых вырабатываются гуморально действующие вещества -- гормоны, образующиеся из поступающих в организм пищевых веществ. Так, например, гормон адреналин образуется в надпочечниках из аминокислоты -- тирозина. Это гормональная регуляция.

Основная функция нервной системы заключается в регуляции взаимодействия организма как единого целого с окружающей его внешней средой и в регуляции деятельности отдельных органов и связи между органами. Нервная система усиливает или тормозит деятельность всех органов не только волнами возбуждения или нервными импульсами, но и посредством поступления в кровь, лимфу, спинномозговую и тканевую жидкости медиаторов, гормонов и метаболитов, или продуктов обмена веществ. Эти химические вещества действуют на органы и на нервную систему.

Таким образом, в естественных условиях не существует исключительно нервная регуляция деятельности органов, а нервно-гуморальная.

Список использованных источников

1. Косицкий Г. И. Физиология человека: Учебник/Г. И. Косицкий. - М.: Медицина, 2012, 451 с.

2. Ткаченко Б. И. Нормальная физиология человека: Учебник/Б. И. Ткаченко. - М.: Медицина, 2010. - 928 с.

3. Физиология человека: Учебник/Под ред. Н. А. Агаджанян, Л. З. Тель. - М.: Медицинская книга, 2009. - 526 с.

4. Физиология человека: Учебник/Под ред. В. П. Покровского, Г. Ф. Коротько. - М.: Медицина, 2009. - 656 с.

Размещено на Allbest.ru

...