Физиология нервной и сердечно-сосудистой систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Физиология нервной системы. Особенности строения и функции заднего мозга, промежуточного мозга, конечного мозга. Гипоталамус. Кора больших полушарий конечного мозга. Аналитико-синтетическая деятельность коры

2. Физиология сердечно-сосудистой системы. Функциональные типы сосудов. Закономерности движения крови по сердцу (венозные сосуды). Регуляция кровообращения: нервная, гуморальная, местная

3. Физиологические механизмы психических процессов. Структура, механизмы, значение сна

Список использованных источников



1. Физиология нервной системы. Особенности строения и функции заднего мозга, промежуточного мозга, конечного мозга. Гипоталамус. Кора больших полушарий конечного мозга. Аналитико-синтетическая деятельность коры

Задний мозг располагается в нижней задней части головного мозга. Он включает в себя Варолиев мост и плотную коралловидную структуру, называемую мозжечком и напоминающую большие полушария головного мозга в миниатюре. Мост состоит из волокон, соединяющих полушария мозжечка. За мостом скрыта ретикулярная формация заднего мозга.

Через задний мозг проходят нисходящие пути (кортикоспинальный и экстрапирамидный), восходящие - ретикуло- и вестибулоспинальный, отвечающие за перераспределение мышечного тонуса и поддержание позы тела. мозг сосуд кровообращение психический

Мост головного мозга (Варомлиев мост (от имени Констанцо Варолия) расположен со стороны его основания между средним и продолговатым мозгом, прилежит к скату и представляет собой широкий поперечный валик, а боковые его отделы образуют средние ножки мозжечка. Имеет толстый поперечно идущий пучок волокон, которые относятся к проводящему пути слухового анализатора. Этот пучок волокон называется трапециевидным телом, оно делит мост на вентральную (базилярную) и дорсальную (покрышка моста) части. Вентральная часть содержит многочисленные поперечные и продольные волокна, которые принадлежат пирамидным путям. Между волокнами находятся собственные ядра моста, от которых берут начало поперечные волокна моста. Поперечные волокна на разрезе имеют вид белых тяжей, которые направляются в средние мозжечковые ножки. Эта система продольных и поперечных волокон (система проводящих путей) связывает через ретикулярную формацию кору полушарий большого мозга и мозжечка (через средние мозжечковые ножки). Чем сильнее развита кора мозга, тем больше полушария мозжечка и мост.

В покрышке (дорсальной части моста) содержатся волокна восходящего направления, которые являются продолжением чувствительных проводящих путей продолговатого мозга. Непосредственно над трапециевидным телом лежит медиальная петля. В центральной части покрышки находится ретикулярная формация, залегают ядра V, VI, VII, VIII пар черепных нервов, проходят восходящие проводящие пути. Варолиев мост выполняет связующую, проводящую функции.

Мозжечок залегает под затылочными долями полушарий большого мозга, отделяясь от него горизонтальной щелью, и располагается в задней черепной ямке. Мозжечок состоит из двух полушарий, в каждом из которых выделяют верхнюю и нижнюю поверхности. Кроме того, в мозжечке имеется средняя часть - червь, отделяющая полушария друг от друга. В толще мозжечка имеются парные ядра серого вещества, заложенные в каждой половине мозжечка среди белого ее вещества. По бокам от средней линии в области, где в мозжечок вдается шатер, лежит самое медиальное ядро - ядро шатра. Латеральнее него расположено шаровидное ядро, а еще латеральное - пробковидное ядро, отвечающие за работу мышц туловища. В центре полушария находится зубчатое ядро, имеющее вид серой извилистой пластинки, похожей на ядро оливы, контролирующее работу конечностей. Серое вещество коры мозжечка, состоящее из тел нейронов, глубокими бороздами делится на дольки. Серое вещество содержит парные ядра, залегающие в глубине мозжечка и образующие ядро шатра, относящееся к вестибулярному аппарату. Кора мозжечка разветвляется и проникает в белое вещество, являющееся телом мозжечка, образованное отростками нервных клеток. Белое вещество мозжечка на разрезе имеет вид мелких листочков растения, соответствующих каждой извилине, покрытой с периферии корой серого вещества. В результате общая картина белого и серого вещества на разрезе мозжечка напоминает дерево (древо жизни, arbor vitae cerebelli, название дано по внешнему виду, поскольку повреждение мозжечка не является непосредственной угрозой жизни). Белое вещество мозжечка слагается из различного рода нервных волокон. Одни из них связывают извилины и дольки, другие идут от коры к внутренним ядрам мозжечка и третьи связывают мозжечок с соседними отделами мозга. Мозжечок связывается с периферией посредством других отделов головного мозга, с которыми он соединяется тремя парами ножек. Верхние ножки соединяют мозжечок со средним мозгом, средние - с мостом, а нижние - с продолговатым мозгом. Основная функция мозжечка - координация движений, однако, помимо этого, он выполняет некоторые вегетативные функции, принимая участие в управлении деятельностью вегетативных органов и отчасти контролируя скелетную мускулатуру.

Промежуточный мозг залегает под мозолистым телом и сводом, срастаясь по бокам с полушариями конечного мозга и содержит две основные части:

дорсальную (филогенетически более молодую) - центр афферентных путей;

вентральную (филогенетически более старую) - высший вегетативный центр.

Гипоталамус соответственно эмбриональному развитию делится на два отдела: передний и задний. Ядра гипоталамической области связаны с гипофизом сосудами и гипогаламо-гипофизарным пучком (с задней долей его). Благодаря этим связям гипоталамус и гипофиз образуют особую гипоталамо_гипофизарную систему (ГГНС). В передней области гипоталамуса находятся супраоптическое и паравентрикулярные ядра, продуцирующие вазопрессин и окситоцин. Эти гормоны транспортируются к клеткам задней доли гипофиза по аксонам, составляющим ГГНС. Гормон вазопрессин оказывает сосудосуживающее и антидиуретическое действие. Окситоцин стимулирует сократительную способность мускулатуры матки, усиливает лактацию, тормозит развитие и функцию желтого тела, влияет на изменение тонуса гладких мышц желудочно-кишечного тракта.

Конечный мозг (большой мозг) представляет собой наиболее массивный отдел головного мозга (85-90% массы всего мозга) и занимает большую часть полости черепа. Конечный мозг состоит из двух полушарий, отделенных друг от друга глубокой продольной щелью и соединенных между собой тремя структурами - комиссурами полушарий: мозолистым телом, передней комиссурой и задней комиссурой. Большие полушария разделены продольной щелью, в глубине которой лежит пластинка белого вещества, состоящая из волокон, соединяющих два полушария - мозолистое тело. Мозолистое тело находится на дне продольной щели и соединяет новую кору левого и правого полушарий, объединяя (координируя) функции обеих половин мозга в единое целое.

Каждое полушарие состоит из белого вещества, образованного отростками нейронов, и серого вещества, представляющего собой тела нейронов. Часть серого вещества, залегающая в толще большого мозга, ближе к его основанию, образуется так называемыми базальными ядрами. Другая часть, покрывающая белое вещество, называется корой головного мозга. Каждое полушарие состоит из долей, отделенных друг от друга глубокими бороздами. Границей между лобной и теменной долями является центральная (Роландова) борозда, между теменной и затылочной - теменно-затылочная. Височная доля отделена от остальных боковой (Сильвиевой) бороздой. Доля, называемая островком, располагается в глубине боковой борозды. Более мелкие борозды разграничивают извилины.

Постоянные и непостоянные борозды. Постоянные (главные) борозды первого порядка - у человека их 10. Это наиболее глубокие складки на поверхности мозга, которые менее всего изменяются у различных людей. Главные борозды возникают в процессе раннего развития и характерны для каждого вида животных и человека.

Непостоянные борозды второго порядка - это складки, расположенные на поверхности полушарий конечного мозга, они имеют характерное место и направление, в котором ориентированы. Эти борозды могут индивидуально варьировать в очень широких пределах или даже отсутствовать. Глубина этих борозд довольно велика, но значительно меньше, чем у борозд первого порядка. Непостоянные борозды (борозды третьего порядка) называют бороздками. Они редко достигают значительных размеров, их очертания изменчивы, а топология имеет этнические или индивидуальные особенности. Как правило, бороздки третьего порядка не наследуются.

Белое вещество образовано тремя группами волокон: ассоциативные волокна, соединяющие участки коры в пределах одного полушария; комиссуральные волокна, соединяющие симметричные участки обоих полушарий (например, мозолистое тело, которое включает в себя большую часть комиссуральных волокон); проекционные волокна, соединяющие кору головного мозга с залегающими ниже отделами: проекция в кору чувствительных и двигательных центров. Непосредственно у коры головного мозга проекционные волокна образуют лучистый венец, а в промежутке между базальными ядрами и таламусом - внутреннюю капсулу. В толще полушарий также располагаются структуры, состоящие из белого и серого вещества и являющиеся частью обонятельного мозга. К ним относятся: гиппокамп, свод, прозрачная перегородка. Боковые желудочки, представляющие собой полость конечного мозга, имеют по четыре отдела каждый. Передние рога боковых желудочков располагаются в лобной доле полушарий большого мозга, задние - в затылочной доле, нижние - в височной доле, а в теменной доле залегает четвертый отдел, называемый центральной частью.

К плащу конечного мозга относят три комплекса структур: старый плащ или старую кору; древний плащ или древнюю кору; новый плащ или новую кору. К старой коре у человека относят гиппокамп (морской конек), или аммонов рог, и зубчатую извилину. Древняя кора занимает часть обонятельной извилины, часть парагиппокампальной извилины, крючок, переднее продырявленное вещество, периферическую часть обонятельного мозга (обонятельные треугольники, тракты и луковицы) и пириформное поле. Новый плащ обычно именуют неокортексом или просто корой мозга, поскольку у человека 96 % площади коры занимает новая кора, расположенная по периферии полушарий большого мозга. Толщина коры головного мозга варьируется от 1,3 до 4,4 мм. Площадь ее составляет 2200 см2, из которых на поверхности извилин видна только одна треть, остальные скрыты бороздами. Нервные клетки новой коры полушарий конечного мозга располагаются в виде шести слоев, причем распределение и функционал их неодинаковы в различных участках коры. Начиная от верхнего, первый и второй слои являются ассоциативными, третий и четвертый - афферентными, а пятый и шестой - эфферентными. В коре расположены центры, ответственные за прием и расшифровку информации, поступающей из окружающей и внутренней среды. Строение коры характеризуется упорядоченностью с горизонтально-вертикальным распределением нейронов по слоям и колонкам. Структурно-функциональная единица коры - модуль (объединение, блок) - состоит из особых, пирамидных, звёздчатых и веретенообразных клеток, а также волокон и сосудов и имеет диаметр около 100-150 мкм.

1. Первый слой - зональный (краевой) слой или молекулярный - беден нервными клетками и образован в основном сплетением нервных волокон.

2. Второй слой - наружный зернистый слой - называется так из-за наличия в нем густо расположенных мелких клеток, диаметром 4-8 мк, имеющих на микроскопических препаратах форму круглых, треугольных и многоугольных зерен.

3. Третий слой - пирамидальный слой имеет большую толщину, чем первые два слоя. В нем содержатся пирамидные клетки разной величины.

4. Четвертый слой - внутренний зернистый слой, подобно второму слою, он состоит из мелких клеток. Этот слой в некоторых участках коры больших полушарий взрослого организма может отсутствовать; так, например, его нет в моторной области коры.

5. Пятый слой - слой больших пирамид (гигантские клетки Беца), от верхней части этих клеток отходит толстый отросток - дендрит, многократно ветвящийся в поверхностных слоях коры. Другой длинный отросток - аксон - больших пирамидных клеток уходит в белое вещество и направляется к подкорковым ядрам или к спинному мозгу.

6. Шестой слой - полиморфный слой (мультиформный) состоит из клеток треугольной формы и веретенообразных клеток.

Участки коры головного мозга, к которым подходят восходящие пути от органов зрения, слуха, обоняния, вкуса, болевых, температурных и тактильных рецепторов кожи, от внутренних органов, называют «корковыми отделами анализаторов». Соответственно имеются анализаторы зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой, кожный, двигательный (мышечный).

Кора больших полушарий подразделена на 50-52 поля - это центры, в том числе центральные отделы анализаторов, регулирующие различные функции и отличающиеся по строению.

В функциональном отношении можно выделить несколько интегративных уровней корковой деятельности. Первая сигнальная система связана с деятельностью отдельных анализаторов и осуществляет первичные этапы гнозиса и праксиса (интеграция сигналов, поступающих из внешнего мира по проводникам отдельных анализаторов, формирование ответных действий с учетом состояния внешней и внутренней среды, а также прошлого опыта). Вторая сигнальная система - более сложный функциональный уровень корковой деятельности; она объединяет системы различных анализаторов, делая возможным осмысленное восприятие окружающего мира и осознанное отношение к нему. Этот уровень интеграции теснейшим образом связан с речевой деятельностью - пониманием речи (речевой гнозис) и использованием речи (речевой праксис). Высший уровень интеграции формируется у человека при его социальном развитии и в результате процесса обучения - овладения навыками и знаниями. Этот этап корковой деятельности обеспечивает целенаправленность тех или иных актов, создавая условия для наилучшего их выполнения.



2. Физиология сердечно-сосудистой системы. Функциональные типы сосудов. Закономерности движения крови по сердцу (венозные сосуды). Регуляция кровообращения: нервная, гуморальная, местная

Деятельность сердца и сосудов обеспечивает непрерывное движение крови в организме, перераспределение ее между органами в зависимости от их функционального состояния. В сосудах создается разность давления крови; давление в крупных артериях значительно превышает давление в мелких артериях. Разность давления и обусловливает движение крови: кровь течет из тех сосудов, где давление более высокое, в те сосуды, где давление низкое, от артерий к капиллярам, венам, от вен к сердцу.

В зависимости от выполняемой функции сосуды большого и малого кругов кровообращения подразделяются на несколько групп:

амортизирующие (сосуды эластического типа);

резистивные (сосуды сопротивления);

сосуды-сфинктеры;

обменные сосуды;

емкостные сосуды;

шунтирующие сосуды (артериовенозные анастомозы).

Все кровеносные сосуды и полости сердца изнутри выстланы слоем клеток эндотелия, составляющим часть интимы сосудов. Эндотелий в неповрежденных сосудах образует гладкую внутреннюю поверхность, что способствует снижению сопротивления кровотоку, предохраняет от повреждения форменные элементы крови и препятствует тромбообразованию. Эндотелиальные клетки участвуют в транспорте веществ через сосудистые стенки и реагируют на механические и другие воздействия синтезом и секрецией сосудоактивных и прочих сигнальных молекул. В состав внутренней оболочки сосудов входит также сеть эластических волокон, особенно сильно развитая в сосудах эластического типа - аорте и крупных артериальных сосудах. В среднем слое циркулярно располагаются гладкомышечные волокна (клетки), способные сокращаться в ответ на различные воздействия. Таких волокон особенно много в сосудах мышечного типа - конечных мелких артериях и артериолах. При их сокращении происходит увеличение напряжения сосудистой стенки, уменьшение просвета сосудов и кровотока в более дистально расположенных сосудах вплоть до его остановки. Наружный слой сосудистой стенки содержит коллагеновые волокна и жировые клетки. Коллагеновые волокна увеличивают устойчивость стенки артериальных сосудов к действию высокою давления крови и предохраняют их и венозные сосуды от чрезмерного растяжения и разрыва.

Амортизирующие сосуды (магистральные, сосуды компрессионной камеры) - аорта, легочная артерия и все отходящие от них крупные артерии, артериальные сосуды эластического типа. Эти сосуды принимают кровь, изгоняемую желудочками под относительно высоким давлением (около 120 мм рт. ст. для левого и до 30 мм рт. ст. для правого желудочков). Эластичность магистральных сосудов создастся хорошо выраженным в них слоем эластических волокон, располагающихся между слоями эндотелия и мышц. Амортизирующие сосуды растягиваются, принимая кровь, изгоняемую под давлением желудочками. Это смягчает гидродинамический удар выбрасываемой крови о стенки сосудов, а их эластические волокна запасают потенциальную энергию, которая расходуется на поддержание артериального давления и продвижение крови на периферию во время диастолы желудочков сердца. Амортизирующие сосуды оказывают небольшое сопротивление кровотоку.

Резистивные сосуды (сосуды сопротивления) - мелкие артерии, артериолы и метартериолы. Эти сосуды оказывают наибольшее сопротивление кровотоку, так как имеют малый диаметр и содержат в стенке толстый слой циркулярно расположенных гладкомышечных клеток. Гладкомышечные клетки, сокращающиеся под действием нейромедиаторов, гормонов и других сосудоактивных веществ, могут резко уменьшать просвет сосудов, увеличивать сопротивление току крови и снижать кровоток в органах или их отдельных участках. При расслаблении гладких миоцитов просвет сосудов и кровоток возрастают. Таким образом, резистивные сосуды выполняют функцию регуляции органного кровотока и влияют на величину артериального давления крови.

Обменные сосуды - капилляры, а также пре- и посткапиллярные сосуды, через которые совершается обмен водой, газами и органическими веществами между кровью и тканями. Стенка капилляров состоит из одного слоя эндотелиальных клеток и базальной мембраны. В стенке капилляров нет мышечных клеток, которые могли бы активно изменить их диаметр и сопротивление кровотоку. Поэтому число открытых капилляров, их просвет, скорость капиллярного кровотока и транскапиллярный обмен изменяются пассивно и зависят от состояния перицитов - гладкомышечных клеток, расположенных циркулярно вокруг прекапиллярных сосудов, и состояния артериол. При расширении артериол и расслаблении перицитов капиллярный кровоток возрастает, а при сужении артериол и сокращении перицитов замедляется. Замедление тока крови в капиллярах наблюдается также при сужении венул.

Емкостные сосуды представлены венами. Благодаря высокой растяжимости вены могут вмещать большие объемы крови и таким образом обеспечивают се своеобразное депонирование - замедление возврата к предсердиям. Особенно выраженными депонирующими свойствами обладают вены селезенки, печени, кожи и легких. Поперечный просвет вен в условиях низкого кровяного давления имеет овальную форму. Поэтому при увеличении притока крови вены, даже не растягиваясь, а лишь принимая более округлую форму, могут вмещать больше крови (депонировать ее). В стенках вен имеется выраженный мышечный слой, состоящий из циркулярно расположенных гладкомышечных клеток. При их сокращении диаметр вен уменьшается, количество депонированной крови снижается и увеличивается возврат крови к сердцу. Таким образом, вены участвуют в регуляции объема крови, возвращающегося к сердцу, влияя на его сокращения.

Шунтирующие сосуды - это анастомозы между артериальными и венозными сосудами. В стенке анастомозирующих сосудов имеется мышечный слой. При расслаблении гладких миоцитов этого слоя происходит открытие анастомозирующего сосуда и снижение в нем сопротивления кровотоку. Артериальная кровь по градиенту давления сбрасывается через анастомозирующий сосуд в вену, а кровоток через сосуды микроциркуляторного русла, включая капилляры, уменьшается (вплоть до прекращения). Это может сопровождаться снижением локального тока крови через орган или его часть и нарушением тканевого обмена. Особенно много шунтирующих сосудов в коже, где артериовенозные анастомозы включаются для снижения отдачи тепла, при угрозе снижения температуры тела.

Сосуды возврата крови в сердце представлены средними, крупными и полыми венами.



Таблица 1. Характеристика архитектоники и гемодинамики сосудистого русла

Движение крови осуществляется кровеносными сосудами, которые вместе с сердцем образуют единый круг кровообращения, потому что сердце фактически исполняет роль не одного, а двух насосов. Этими насосами являются:

левое предсердие и левый желудочек, кровь из которого во время периода изгнания систолы выбрасывается в аорту (“большой круг кровообращения”);

правое предсердие и правый желудочек, кровь из которого во время периода изгнания систолы выбрасывается в легочную артерию (“малый круг кровообращения”).

Направленное движение крови по кровеносным сосудам осуществляется по градиенту давлений на каждом участке сосудистого русла, непрерывность движения крови по сосудам при ритмичной работе сердца как насоса осуществляется благодаря эластичности сосудов.

Количество крови, которая протекает за 1 мин. (МОК или Q л/мин.) через поперечное сечение единого круга кровообращения зависит от градиента давлений (ДР) в начале и в конце участка сосудистого русла и гидродинамического сопротивления (R) движению крови соответственно с основным уравнением гемодинамики: Q = ДР : R.

Сопротивление сосудов (R) движению крови по формуле Пуазейля зависит от таких факторов: вязкости крови (з); длины сосудов (l), суммарного радиуса кровеносных сосудов в четвертой степени (рr4): R = 8 lз / р r4.

Линейная скорость движения крови в кровеносных сосудах (х м/с)прямо пропорциональна МОК (Q) и обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосудов (S м2): х = Q : S, где S = рr2.

Течение крови в кровеносных сосудах является ламинарным (линейным потоком), потому что число Рейнольдcа (Re) в норме не превышает 2000. Когда число Re становится свыше 3000, всегда возникает турбулентное течение, причиной этого может быть увеличение линейной скорости движения крови через суженные сосуды, или уменьшение вязкости крови, например, при уменьшении гематокрита.

Емкость сосудов (С) обусловлена их способностью растягиваться (растяжимостью) при увеличении в них объема крови: она прямо пропорциональная объему крови (V) и обратно пропорциональная давлению крови в сосудах (Р): С = V / Р . Емкость венозных сосудов значительно больше чем емкость артериальных сосудов, вследствие этого больший объем крови содержится в венах, чем в артериях. С возрастом растяжимость артериальных сосудов уменьшается, их емкость становится еще более малой.

Местные механизмы регуляции кровообращения

В их основе лежит то, что образующиеся в процессе метаболизма продукты способны расширять прекапиллярные артериолы и увеличивать в соответствии с деятельностью органа количество открытых функционирующих капилляров. Важную роль в местной регуляции кровообращения играют ионы Н+ биологически активные вещества типа кининов, простагландинов, гистамина.

В целом, вырабатываемые тканями метаболиты оказывают активное воздействие на гладкомышечные клетки по принципу отрицательной обратной связи. При повышении тонуса прекапиллярных сфинктеров капиллярный кровоток уменьшается, соответственно увеличивается концентрация метаболитов, что оказывает сосудорасширяющее действие. Подобными эффектами обладают низкое напряжение О2 и высокое - СО2, повышение концентрации Н+.

Нейрогуморальная регуляция системного кровообращения

Эта регуляция обеспечивается сложным механизмом, включающим чувствительное, центральное и эфферентное звенья.

Чувствительное звено.

Рецепторы сосудов - ангиоцепторы - по своей функции подразделяются на барорецепторы (прессорецепторы), реагирующие на изменение артериального давления, и хеморецепторы, чувствительные к изменению химического состава крови. Их наибольшие скопления находятся в главных рефлексогенных зонах: аортальной, синокаротидной, в сосудах легочного круга кровообращения. Раздражителем барорецепторов является не давление как таковое, а скорость и степень растяжения стенки сосуда пульсовыми или нарастающими колебаниями кровяного давления. Барорецепторные рефлексогенные зоны могут быть прессорными и депрессорными. В случае падения давления интенсивность импульсации от барорецепторов уменьшается, что сопровождается рефлекторным повышением тонуса мышц сосудистой стенки. Соответственно повышается периферическое сопротивление сосудов и вследствие этого нормализуется артериальное давление. Импульсы, идущие от депрессорных зон, оказывают противоположный эффект.

Хеморецепторы реагируют на изменение концентрации в крови О2, СО2, Н+, некоторых неорганических и органических веществ. Гипоксия, гиперкапния, которые сопровождаются изменением химического состава крови, приводят к возникновению сердечно-сосудистых и дыхательных рефлексов, которые направлены на нормализацию состава крови и поддержание гомеостаза. Каротидные хеморецепторы в большей степени участвуют в регуляции легочной вентиляции, аортальные -- преимущественно в регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы. Хеморецепторы находятся также в сосудах сердца, селезенки, почек, костного мозга, органов пищеварения. Их физиологическая роль состоит в восприятии концентрации питательных веществ, гормонов, осмотического давления крови и передаче сигнала об их изменении в ЦНС.

Механо- и хеморецепторы расположены в стенках венозного русла. Повышение давления в венах брюшной полости неизменно сопровождается рефлекторным учащением и углублением дыхания, усилением сердечного кровотока и присасывающего действия грудной клетки.

Рефлексы, возникающие с рецептивных зон сердечно-сосудистой системы и определяющие регуляцию взаимоотношений в пределах именно этой системы, носят название собственных (системных) рефлексов кровообращения. При увеличении силы раздражения в ответную реакцию помимо сердечно-сосудистой системы вовлекается дыхание. Существование сопряженный рефлексов дает возможность системе кровообращения быстро и адекватно приспосабливаться к меняющимся условиям внутренней среды организма.

Центральное звено принято называть сосудодвигательным (вазомоторным) центром. Структуры, относящиеся к вазомоторному центру, локализуются в спинном, продолговатом мозге, гипоталамусе, коре больших полушарий.

Спинальный уровень регуляции. Нервные клетки, аксоны которых образуют сосудосуживающие волокна, располагаются в боковых рогах грудных и первых поясничных сегментов спинного мозга.

Бульбарный уровень регуляции. Сосудодвигательный центр продолговатого мозга является основным центром поддержания тонуса сосудов и рефлекторной регуляции кровяного давления.

Сосудодвигательный центр подразделяется на депрессорную, прессорную и кардиоингибирующую зоны. Это деление довольно условно, так как из-за взаимного перекрытия зон определить границы невозможно. Депрессорная зона способствует снижению артериального давления путем уменьшения активности симпатических сосудосуживающих волокон, вызывая тем самым расширение сосудов и падение периферического сопротивления, а также путем ослабления симпатической стимуляции сердца, т. е. уменьшения сердечного выброса. Депрессорная зона является местом переключения импульсов, поступающих сюда с барорецепторов рефлексогенных зон, которые вызывают центральное торможение тонических разрядов вазоконстрикторов. Кроме того, депрессорная область оказывает рефлекторное угнетение прессорной зоны и активирует парасимпатические механизмы.

Прессорная зона оказывает прямо противоположное действие, повышая артериальное давление через увеличение периферического сопротивления сосудов и сердечного выброса. Взаимодействие децрессорных и прессорных структур сосудодвигательного центра носит сложный синерго-антагонистический характер.

Кардиоингибирующее действие третьей зоны опосредуется волокнами блуждающего нерва, идущими к сердцу. Его активность приводит к уменьшению сердечного выброса и объединяется с активностью депрессорной зоны в снижении артериального давления. Состояние тонического возбуждения сосудодвигательного центра и уровень общего артериального давления регулируются импульсами, идущими от сосудистых рефлексогенных зон. Кроме того, этот центр входит в состав ретикулярной формации продолговатого мозга, откуда также получает многочисленные коллатеральные возбуждения от всех специфически проводящих путей.

Влияния сосудодвигательного центра осуществляются через спинной мозг, ядра черепных нервов (VII, IX и X пар), периферические образования автономной нервной системы. Сосудодвигательный центр продолговатого мозга в реакциях целого организма выступает в тесном взаимодействии с гипоталамусом, мозжечком, базальными ядрами, корой головного мозга. Он осуществляет срочные ответы кровеносной системы, связанные с усиленной мышечной работой, гипоксией, гиперкапнией, ацидозом.

Гипоталамический уровень регуляции играет важную роль в осуществлении адаптивных реакций кровообращения. Интегративные центры гипоталамуса оказывают нисходящее влияние на сердечно-сосудистый центр продолговатого мозга, обеспечивая дифференцированный фазный и тонический контроль. В гипоталамусе различают депрессорные и прессорные зоны.

Корковый уровень регуляции наиболее подробно изучен с помощью методов условных рефлексов.

Определенные зоны коры головного мозга, как и гипоталамус, оказывают нисходящее влияние на основной центр продолговатого мозга. Эти влияния формируются в результате сопоставления информации, которая поступила в высшие отделы нервной системы от различных рецептивных зон, с предшествующим опытом организма. Они обеспечивают реализацию сердечно-сосудистого компонента эмоций, мотиваций, поведенческих реакций.

Эфферентное звено. Эфферентная регуляция кровообращения реализуется через один и тот же аппарат, в основе которого лежат нервный и эндокринный механизмы.

Нервный механизм осуществляется при участии 3-х компонентов.

1) преганглионарных симпатических нейронов, тела которых расположены в передних рогах грудного и поясничного отделов спинного мозга, а также постганглионарных нейронов, лежащих в симпатических ганглиях.

2) преганглионарные парасимпатические нейроны ядра блуждающего нерва, находящегося в продолговатом мозгу, и ядра тазового нерва, расположенного в крестцовом отделе спинного мозга, и их постганлионарные нейроны.

3) для полых висцеральных органов это эфферентные нейроны метасимпатической нервной системы, локализующиеся в интрамуральных ганглиях их стенок. Они представляют собой общий конечный путь всех эфферентных и центральных влияний, которые через адренергическое, холинергическое и другие звенья регуляции действуют на сердце и сосуды.

Иннервации подлежат практически все сосуды, за исключением капилляров. Иннервация вен соответствует иннервации артерий, хотя в целом плотность иннервации вен значительно меньше. Нервные окончания эфферентных волокон точно прослежены до прекапиллярных сфинктеров, где они оканчиваются на гладкомышечных клетках. Сфинктеры способны активно отвечать на проходящие импульсы.

Основным механизмом нервной регуляции капилляров является эфферентная иннервация бессинаптического типа посредством свободной диффузии медиаторов в направлении стенки сосуда.

Эндокринная регуляция. Главную роль в эндокринной регуляции сосудистого русла играют гормоны мозгового и коркового слоев надпочечников, задней доли гипофиза и юкстагломерулярного аппарата почек.

Адреналин на артерии и артериолы кожи, органов пищеварения, почек и легких он оказывает сосудосуживающее влияние; на сосуды скелетных мышц, гладкой» мускулатуры бронхов --расширяющее, содействуя тем самым перераспределению крови в организме. При физическом напряжении, эмоциональном возбуждении он способствует увеличению кровотока через скелетные мышцы, мозг, сердце.

Норадреналин, как и адреналин, выделяется в постганглионарных симпатических окончаниях и оказывает влияние на состояние сосудов.

Влияние адреналина и норадреналина на сосудистую стенку определяется существованием разных типов адренорецепторов - б и в, представляющих собой участки гладкомышечных клеток с особой химической чувствительностью. В сосудах обычно имеются оба типа рецепторов. Взаимодействие медиатора с б-адренорецептором ведет к сокращению стенки сосуда, с в-рецептором - к расслаблению.

Альдостерон вырабатывается в корковом слое надпочечников. Альдостерон обладает необычайно высокой способностью усиливать обратное всасывание натрия в почках, слюнных железах, пищеварительной системе, изменяя таким образом чувствительность стенок сосудов к влиянию адреналина и норадреналина. Вазопрессин вызывает сужение артерий и артериол органов брюшной полости и легких.

Ангиотензин II - это продукт ферментативного расщепления ангиотензиногена или ангиотензина I под влиянием ренина. Он обладает мощным вазоконстрикторным (сосудосуживающим) действием, значительно превосходящим по силе норадреналин, но в отличие от последнего не вызывает выброса крови из депо. Это объясняется наличием чувствительных к ангиотензину рецепторов только в прекапиллярных артериолах, которые расположены в организме неравномерно. Поэтому его действие на сосуды различных областей не одинаково. Системный прессорный эффект сопровождается уменьшением кровотока в почках, кишке, коже и увеличением его в мозгу, сердце и надпочечниках. Изменения кровотока в мышце незначительны. Большие дозы ангиотензина могут вызвать сужение сосудов сердца и мозга. Ренин и ангиотензин представляют собой ренин-ангиотензиновую систему.

Помимо прямого действия на сосудистую систему ангиотензин оказывает влияние и опосредованно через автономную нервную систему и эндокринные железы. Он увеличивает секрецию альдостерона, адреналина и норадреналина, усиливает вазоконстрикторные симпатические эффекты.

Способностью расширять сосуды обладают биологически активные вещества и местные гормоны, такие как гистамин, серотонин, брадикинин, простагландины.

В нервной и эндокринной регуляции различают гемодинамические механизмы кратковременного действия, промежуточные и длительного действия.

К механизмам кратковременного действия относят циркуляторные реакции нервного происхождения - барорецепторные, хеморецепторные, рефлекс на ишемию ЦНС. Их развитие происходит в течение нескольких секунд. Промежуточные (по времени) механизмы охватывают изменения транскапиллярного обмена, расслабление напряженной стенки сосуда, реакцию ренин-ангиотензиновой системы. Регуляторные механизмы длительного действия влияют на соотношение между внутрисосудистым объемом крови и емкостью сосудов. Это осуществляется посредством транскапиллярного обмена жидкости. В этом процессе участвуют почечная регуляция объема жидкости, вазопрессин и альдостерон.

Закономерности движения крови по сердцу (венозные сосуды)

Сердце ритмично сокращается 60-80 раз в минуту. Сокращение сердца называется систолой, расслабление - диастолой. Сердечный цикл - это один удар сердца. Сердечный цикл состоит из трех фаз.

1 фаза (продолжительность 0,11 секунды) - сокращение наполненных кровью предсердий (систола предсердий); желудочки в это время расслаблены, трехстворчатый и двустворчатый клапаны открыты, желудочки наполняются кровью; при сокращении предсердий отверстия впадающих в них вен сжимаются и кровь в них обратно не проходит.

2 фаза (продолжительность 0,32 секунды) - сокращение желудочков (систола желудочков); предсердия при этом расслабляются; створки двустворчатого и трехстворчатого клапанов сначала поднимаются (как бы всплывают над кровью, заполнившей желудочки), а затем захлопываются, препятствуя возврату крови в предсердия; чтобы створки клапанов не выворачивались в предсердие, их удерживают сухожильные хорды.

3 фаза (продолжительность 0,4 секунды) - пауза (диастола всего сердца); кровь из вен наполняет предсердия. Затем цикл повторяется.

Сердце получает кровь из двух венечных артерий - правой и левой. Обе артерии отходят от аорты ниже свободных краев полулунных заслонок аортального клапана, поэтому во время систолы левого желудочка, когда заслонки прижаты к стенке аорты, кровь в них не поступает.

Во время диастолы левого желудочка синусы аорты заполняются кровью и открывают ей доступ к сосудам сердца. Ветви правой и левой венечных артерий, соединяясь друг с другом, образуют два артериальных кольца, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: поперечной (в венечной борозде) и продольной (в межжелудочковых бороздах). Левая венечная артерия снабжает кровью левый желудочек, левое предсердие, переднюю часть межжелудочковой перегородки, переднюю стенку правого желудочка, узлы проводящей системы сердца. Правая венечная артерия снабжает кровью правый желудочек, правое предсердие, заднюю часть межжелудочковой перегородки, узлы проводящей системы сердца.

Венозная кровь оттекает от сердца тремя путями:

в венечный синус, расположенный в венечной борозде на диафрагмальной поверхности сердца, он обеспечивает основной отток крови; в него впадают пять вен - большая вена сердца, малая вена сердца, средняя вена сердца, задняя вена левого желудочка, косая вена левого предсердия;

в передние вены сердца, которые располагаются на передней поверхности правого желудочка, они впадают прямо в правое предсердие;

в наименьшие вены сердца - это мелкие вены, открывающиеся точечными отверстиями в правое и левое предсердия, частично в желудочки.

Разность давления крови (АР) в начале сосуда (Pj) и в конце его (Р2) является движущей силой тока крови через любой сосуд кровеносной системы. Объемный кровоток в органе - это суммарный кровоток, протекающий за единицу времени через все приносящие артериальные или выносящие венозные сосуды органа. Движению крови противодействует сопротивление сосуда (R)

Таким образом, объемный кровоток Q = (Pi-- Р2) / R

В этой формуле выражена суть основного закона гемодинамики, утверждающего, что количество крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистой системы или отдельного сосуда в единицу времени, прямо пропорционально разности давления крови в начале и в конце сосудистой системы (или сосуда) и обратно пропорционально сопротивлению току крови.

Одно из следствий основного закона гемодинамики - движущая сила тока крови в сосудистой системе - обусловлено давлением крови, создаваемым работой сердца.

3. Физиологические механизмы психических процессов. Структура, механизмы, значение сна

СОН (somnus) - это особое генетически детерминированное функциональное состояние мозга и всего организма человека, имеющее специфические отличные от бодрствования качественные особенности деятельности центральной нервной системы и соматической сферы, характеризующиеся торможением активного взаимодействия организма с окружающей средой и неполным прекращением сознаваемой психической деятельности. Физиологический сон отличается от сноподобных состояний - комы, сопора, наркоза, спячки и гипноза - тем, что он наступает под действием внутренних, а не внешних факторов, и при нем сохраняется способность к пробуждению. Сон - это отнюдь не монотонное отключение от внешнего мира, период пониженной реактивности и прочее, а особое генетически детерминированное состояние организма теплокровных животных (млекопитающих и птиц), характеризующееся закономерной последовательной сменой определ?нных полиграфических картин в виде циклов, фаз и стадий.

Сон человека представляет целую гамму особых функциональных состояний мозга и состоит фазы медленного сна (ФМС) или NREM-сон - Non Rapid Eye Movement = без быстрых движений глаз) и фазы быстрого сна (ФБС) или REM-сон - Rapid Eye Movement = с быстрыми движениями глаз).

В свою очередь ФМС состоит из стадий 1, 2, 3, 4 (ФБС стадий не имеет, но иногда именуется 5-ой стадией сна). Порог пробуждения обычно самый низкий в стадии 1 и наиболее высокий - в стадии 4. Совокупность указанных фаз сна составляет цикл сна.

Сон начинается с 1-й стадии, которая длится 5 - 10 минут. Затем наступает 2-я стадия, которая продолжается около 20 минут. Еще 30 - 45 минут приходится на период 3 - 4 стадий. После этого спящий снова возвращается во 2-ю стадию, после которой возникает первый эпизод REM-сна, который имеет короткую продолжительность - около 5 минут. Вся эта последовательность называется циклом. Первый цикл имеет длительность 90 - 100 минут (в среднем 1 ч 30 мин). Затем циклы повторяются, при этом уменьшается доля медленного сна (ФМС) и постепенно нарастает доля REM-сна (ФБС), последний эпизод которого в отдельных случаях может достигать 1 часа. Итак, в первую половину ночи преобладает глубокий сон, а под утро - легкий сон и ФБС. В среднем, при полноценном здоровом сне отмечается пять полных циклов (продолжительность сна обычно составляет 6 - 8 часов в сутки, но возможны изменения в довольно широких границах - 4 - 10 часов).

Стадия 1 (стадия дремоты).

В эту начальную стадию медленного сна человек может просыпаться от любого, даже очень слабого раздражения - легкого прикосновения, тихого произнесения имени спящего человека, осторожного закрывания двери и др. На ЭЭГ отмечается снижение частоты и амплитуды альфа-ритма, появляются бета- и тета-волны; на ЭОГ регистрируются медленные движения глаз; мышечные движения (и тонус мышц), частота дыхания и пульс снижаются, понижается температура тела, замедляется обмен веществ. Эта стадия как переходная возникает периодически в течение всей ночи.

Стадия 2.

На этом этапе сна человек на самом деле спит и спящий не осознает, что происходит вокруг. Температура тела снижается, дыхание и пульс ритмичны, движения глаз значительно уменьшаются или вообще отсутствуют. Мозговая деятельность замедляется, хотя могут быть всплески активности: характерным признаком 2-й стадии являются сонные веретена на ЭЭГ. Во 2-й стадии сна для пробуждения требуются более интенсивные стимулы. По мере углубления сна на ЭЭГ постепенно появляются медленные (2 Гц) высоковольтажные волны.

Стадия 3. Это глубокий сон, характеризуется еще более низкой генерацией мозговых волн и менее спорадическими всплесками мозговой активности волн. Дыхание замедляется, а мышцы расслабляются. На этом этапе спящих трудно разбудить. Эта стадия в первом цикле сна длится всего несколько минут и переходит в стадию 4 на фоне нарастающего вольтажа и все более выраженной медленноволновой активности.

Стадия 4. Это самый глубокий сон и характеризуется очень медленными мозговыми волнами и отсутствием спорадических всплесков мозговой активности. Как и при 3-й стадии сна, спящих трудно разбудить. В это время происходит до 80% сновидений, разговоры во сне и т.п. При этом человек проснувшись, ничего не помнит о случившемся. Часто исследователи объединяют стадии 3 и 4 и называют этот отрезок NREM сна медленно-волновым, дельта-сном, или глубоким сном. Стадии 3 и 4 во втором цикле сна занимают меньше времени и могут вообще исчезнуть из поздних циклов. При этом стадия 2 удлиняется и занимает всю порцию медленного сна в цикле NREM- REМ сна.

Стадия 5 (REM сон). Во время быстрого сна, глаза перемещаются в разных направлениях, хотя веки остаются закрытыми. Кроме того, повышается кровяное давление и увеличивается частота дыхания (во время REM-сна отмечают «вегетативную бурю» с дыхательной и сердечной аритмией, колебаниями артериального давления, эпизодами апноэ [длительностью менее 10 секунд], эрекцией пениса и клитора). В этой стадии сна, мышцы рук и ног временно «парализованы» для того, чтобы защитить вас от физического разыгрывания ваших мечтаний из сна. На ЭЭГ имеет место «пилообразным» тета-ритмом, сочетающимся с нерегулярной ЭЭГ-ритмом. REM сон в первом цикле ночного сна обычно короткий (1 - 5 минут). Порог пробуждения в 1-м цикле REM сна вариабелен, как и вообще во всех эпизодах REM сна в течение ночи. Это объясняют тем, что во время REM сна селективное внимание индивида к внутренним стимулам препятствует реакции на внешние раздражители, или тем, что внешний стимул включается в содержание сновидений быстрее, чем наступает пробуждение. Обычно REM эпизоды в течение ночи становятся всё продолжительнее.

Основная функция ФМС - это восстановление, в т.ч. гомеостаза мозговой ткани. В состоянии медленного сна переработка информации мозгом не прекращается, а изменяется: мозг переходит от экстероцептивной к интероцептивной импульсации. Таким образом, в функцию медленного сна входит и оптимизация управления внутренними органами.

Функции ФБС - переработка информации и создание программы поведения на будущее. Во время ФБС клетки мозга чрезвычайно активны, однако информация от «входов» (органов чувств) к ним не поступает, и на «выходы» (мышечную систему) не подается. В этом и заключается парадоксальный характер этого состояния.

Во второй половине 20 века прямое изучение нейронов, вовлеченных в регуляцию сна-бодрствования, показало, что нормальная работа таламокортикальной системы мозга, обеспечивающая сознательную деятельность в период бодрствования, возможна только при участии определенных подкорковых, так называемых активирующих структур. Благодаря их действиям в этот период мембрана большинства кортикальных нейронов деполяризована на 10-15 мВ по сравнению с потенциалом покоя - 65-70 мВ. Только в состоянии этой тонической деполяризации нейроны способны обрабатывать информацию и отвечать на сигналы, приходящие к ним от других нервных клеток (рецепторных и внутримозговых). Систем тонической деполяризации, или активации мозга («центров бодрствования»), несколько - вероятно, пять или шесть. Располагаются они на всех уровнях мозговой оси: в ретикулярной формации ствола, в области голубого пятна и дорзальных ядер шва, в заднем гипоталамусе и базальных ядрах переднего мозга. Нейроны этих отделов выделяют медиаторы - глутаминовую и аспарагиновую кислоты, ацетилхолин, норадреналин, серотонин и гистамин, активность которых регулируют многочисленные пептиды, находящиеся с ними в одних и тех же везикулах. Стоит только активирующим нейронам ослабить свою деятельность, как включаются тормозные нейроны и ослабляют ее еще сильнее. В течение некоторого времени процесс развивается по нисходящей, пока не срабатывает некий "триггер" и вся система переключается либо в состояние бодрствования, либо парадоксального сна. Во время медленного сна восстанавливается мозговой гомеостаз, нарушенный в ходе многочасового бодрствования. С этой точки зрения бодрствование и медленный сон - как бы "две стороны одной медали". Периоды тонической деполяризации и гиперполяризации должны периодически сменять друг друга, чтобы сохранить относительное динамическое постоянство внутренней среды головного мозга и обеспечить нормальную работу таламо-кортикальной системы, обеспечивающей психическую деятельность. "Ясное дело, что наша дневная работа представляет сумму раздражений, которая обуславливает известную сумму истощения, и тогда эта сумма истощения, дошедшая до конца, и вызывает автоматически, внутренним гуморальным путем, тормозное состояние, сопровождаемое сном" (И. П. Павлов)[5].

Чередование сна и бодрствования - необходимое условие жизнедеятельности организма. Это два состояния организма, направленные на оптимизацию жизненного режима. Общий смысл сна можно определить как физиологическое восстановление функций в условиях интровертированного сознания, когда происходит временное отключение от внешней информации, а сознательный фильтр не мешает анализировать информацию, она упорядочивается, откладывается в долговременную память. Сон - защитное приспособление организма, охраняющее его от чрезмерных раздражений и дающее возможность восстановить работоспособность.



Список использованных источников

1. Тишевской И.А. Анатомия центральной нервной системы: Учебное пособие. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000.

2. Привес М.Г., Лысенков Н.К., Бушкович В.И. Анатомия человека/ Издание девятое, переработанное и дополненное

3. Горчаков, В. Н. Нейрохирургическая анатомия головного мозга: учеб. пособие /В. Н. Горчаков, И. Г. Сергеева, А. А. Тулупов/Новосибирск : РИЦ НГУ, 2015. - 124 с

4. Атлас анатомии человека. - 2-е изд., доп. и перераб. М. : РИПОЛ классик, 2014. - 576 с. : илл.

5. Ковзов В.В., Гусаков В.К., Островский А.В. Физиология сна: Учебное пособие для ветеринарных врачей, зооинженеров, студентов факультета ветеринарной медицины, зооинженерного факультета и слушателей/ Витебск: УО ВГАВМ, 200

Размещено на Allbest.ru

...