Рефлекторная регуляция
Диаметр артерий и количество протекающей по ним крови регулируются как рефлекторно, так и гуморально. Интенсивно работающему органу при прочих равных условиях требуется большее количество притекающей крови. Это обеспечивается расширением сосудов в работающем органе и сужением сосудов в других. Регуляция диаметра сосудов имеет большое значение в поддержании общего уровня артериального давления, а также в регуляции местного кровотока. Сужение и расширение сосудов регулируется симпатической и парасимпатической нервной системой. Вегетативная нервная система иннервирует все сосуды, кроме капилляров.
Гуморальная регуляция
Сосуды также находятся также под влиянием гормонов и биологически активных веществ. Важно значение адреналина и норадреналина. Они вырабатываются в кровь постоянно в небольших количествах мозговым веществом надпочечников. Сосуды реагируют на эти гормоны в различных областях организма по-разному. Вазопрессин или антидиуретический гормон в средних и высоких дозах оказывает сосудосуживающее влияние. Серотонин оказывает сосудосуживающий эффект, одновременно повышая проницаемость капилляров.
Сосудорасширяющим эффектом обладают ацетилхолин и гистамин и многие другие продукты обмена веществ.
Движение крови. Депо крови
Скорость тока крови – важный показатель кровообращения. Наиболее велика она в аорте и артериях. Скорость кровотока постепенно падает вплоть до капилляров, а в венах увеличивается. Скорость движения крови по венам выше, чем в капиллярах вследствие того, что суммарный просвет вен меньше, чем капилляров. Полное время круговорота крови составляет 20-25 с, т.е. время, за которое кровь проходит малый и большой круги кровообращения.
В состоянии покоя до 45-50% всей массы циркулирующей крови находится в депо крови: селезенке, печени, подкожном сосудистом сплетении. Кровь в них или полностью выключается из общей циркуляции, или кровоток происходит очень медленно. В случае кровопотери, отравления, усиленной мышечной работы, понижения количества кислорода в окружающей среде кровь из депо поступает в общее русло. Следовательно, количество циркулирующей крови в организме строго регулируется.
Артериальный пульс. Артериальное давление
Путем простой пальпации поверхностных артерий, например, лучевой артерии в области кисти можно отметить колебания артериальной стенки. Такие ритмические колебания называют артериальным пульсом.
Пульсовая волна, т.е. волна повышенного давления возникает во время сокращения желудочков. В это время давление в аорте повышается, и волна повышенного давления распространяется от аорты к артериолам. Скорость распространения пульсовой волны больше, чем скорость кровотока.
Согласно законам гидродинамики давление в артериях зависит от объема крови, поступающей в артерии из сердца, и от сопротивления току крови в мелких артериях, артериолах, капиллярах. Давление в артериях колеблется, так в плечевой артерии оно равно 120/80мм рт.ст. Верхнее давление называется систолическим – 120мм рт.ст., оно возникает в момент систолы желудочка. Нижнее – диастолическое – 80 мм рт.ст., возникающее в момент диастолы.
Уровень артериального давления может изменяться под воздействием физических нагрузок, эмоциональных факторов, а также зависит от количества крови в организме.
Лимфатическая система
Лимфатическая система начинается лимфатическими капиллярами. Они имеются во всех органах человека и тканях. Лимфатические капилляры представляют собой тонкие однослойные сосуды. Начинаются они в отличие от кровеносных капилляров слепо. Диаметр лимфатических капилляров в несколько раз больше диаметра кровеносных капилляров. В лимфатические сосуды легко проникает тканевая жидкость, а через ее стенку свободно проходят белковые молекулы. Лимфатические капилляры переходят в более крупные лимфатические сосуды. Лимфатические сосуды образуют в организме густую сеть и тесно связаны с кровеносными капиллярами. По ходу лимфатических сосудов располагаются лимфатические узлы. Лимфатических узлов в организме больше 400. Они бывают подколенными, паховыми, подмышечными, локтевыми, шейными, трахео-бронхиальными, кишечными и т.д. Скопления лимфатической ткани в слизистой оболочке в области зева называются миндалинами. Лимфатические сосуды могут проходить как внутри органа, так и вне его. В крупных лимфатических сосудах находятся клапаны, препятствующие обратному току лимфы.
Лимфа из органов таза и нижних конечностей собирается в нижнем отделе грудного протока. Затем слева от позвоночного столба по грудному протоку лимфа поднимается вверх и проходит через брюшную и грудную полости. У основания шеи грудной проток впадает в левый венозный угол (место соединения внутренней яремной и подключичных вен). В эту же область впадают лимфатические сосуды от верхних конечностей, головы и верхних частей тела. Стенка грудного протока и других лимфатических сосудов имеет мышечный слой, способный к сокращению и расслаблению.
По химическому составу солей лимфа близка к плазме крови, но в ней меньше белков. Реакция лимфы – щелочная. В лимфе много лимфоцитов. Количество лимфы в организме человека равно 1-2 литрам.
Движение лимфы вызывается сокращением скелетных мышц, стенок лимфатических сосудов, движением внутренних органов и присасывающим действием грудной клетки. Давление в периферических лимфатических сосудах ниже, чем в соответствующих отделах венозной системы. В центральных же отделах существует обратное соотношение.
Основные функции лимфатической системы: поддержание нормального обмена в тканях; возвращение белка в кровь из межтканевой жидкости; участие в перераспределении жидкости в теле; защитные свойства – образование лимфоцитов, антител; участие в транспорте питательных веществ, особенно жиров. До 80% жиров, всасываемых в кишечнике, попадает в лимфатическую систему.
Сенсорные системы
Вкус
Органы вкуса у человека находятся на поверхности языка в сосочках. В значительно меньших количествах они находятся в слизистых неба, глотки, миндалин. Органы вкуса представляют собой вкусовые почки (вкусовые луковицы). В каждом сосочке содержится 3-4 вкусовые луковицы. У взрослого человека насчитывается 9000-10000 вкусовых луковиц.
Вкусовая луковица состоит из 10-15 рецепторных клеток и нескольких опорных. Эти клетки тесно прилегают друг к другу наподобие долек апельсина. Клетки вкусовых луковиц проходят всю толщу эпителия перпендикулярно к нему. В верхушечной части они образуют вкусовой канал, соединенный с ротовой полостью через вкусовую пору. Рецептивные клетки постоянно обновляются. Поверхность рецептивных клеток в области поры покрыта микроворсинками.
Поверхность языка неодинаково чувствительна к различным вкусовым раздражителям. Кислое лучше ощущается боковой поверхностью языка; к соленому более чувствителен кончик языка; горькое – у основания; сладкое лучше воспринимается кончиком языка и слабее у его основания.
При продолжительном действии вещества на рецептор вследствие его адаптации снижается вкусовая чувствительность к этому веществу. Адаптации як сладким и соленым веществам происходит быстрее, чем к горьким и кислым.
Начальным этапом вкусового восприятия является адсорбция молекул определенных вкусовых веществ в области активных центров микроворсинок вкусовых клеток. При возбуждении рецептивных клеток возникает рецепторный потенциал.
Вкусовая информация о химическом составе веществ, находящихся в ротовой полости, поступает по волокнам лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов. Импульсы от рецепторов идут в продолговатый мозг к зрительному бугру и заканчиваются в постцентральной извилине коры головного мозга.
Обоняние
Обоняние отличается от вкуса тем, что рецепторы органов обоняния возбуждаются газообразными веществами, а рецепторы вкуса – при соприкосновении с растворенными веществами.
У человека обонятельная область площадью около 3 см2 располагается в слизистой оболочке верхнего носового хода и на соответствующей части носовой перегородки. Обонятельная область состоит из рецепторных обонятельных клеток, расположенных более поверхностно и поддерживающих клетки, лежащие под ними. Кроме этих клеток в обонятельной области находятся обонятельные железы, секрет которых смачивает поверхность рецептивного слоя клеток и предохраняет его от высыхания. Опорные клетки имеют цилиндрическую форму, проходят через всю толщу эпителия и своим основанием примыкают к базальным клеткам.
Непременной структурой воспринимающих обонятельных клеток являются обонятельные реснички. Количество их в клетках различно.
Для возбуждения рецепторов требуется непосредственный контакт молекул пахучего вещества с рецепторными структурами. Процесс обонятельной рецепции начинается с того, что молекулы пахучего вещества приходят в соприкосновение и взаимодействуют с клетками обонятельного эпителия.
Центральные отростки обонятельных клеток образуют обонятельные нервы, переходящие в полость черепа. Они заканчиваются в обонятельной луковице мозга. От них начинается следующий нейрон, идущий к корковому ядру анализатора обоняния, расположенному в височной доле коры больших полушарий.
Назначение обонятельного анализатора – информировать организм о присутствии в окружающей среде определенных химических соединений.
Слух
Орган слуха состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.
К наружному уху относятся слуховая раковина и наружный слуховой проход. Парные слуховые проходы позволяют точнее локализовать источник звука. Слуховой проход представляет собой резонатор, собственная частота колебаний которого близка к 3000 Гц. Наружный слуховой проход создает определенный микроклимат в области барабанной перепонки благодаря чему сохраняется ее эластичность. Этому также способствует выделение секрета желез.
К среднему уху относятся евстахиева труба и три мелкие косточки – молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек соединен с барабанной перепонкой, а стремечко – с мембраной овального окна, разграничивающей среднее и внутреннее ухо. Эти косточки образуют систему рычагов, которые преобразуют колебания воздуха в колебания жидкости. Причем малые силы, действующие на барабанную перепонку, преобразуются в значительные, действующие на жидкость улитки.
В среднем ухе расположены две мышцы. Первая усиливает натяжение барабанной перепонки и тем самым ограничивает амплитуду ее колебаний при сильных звуках, а вторая фиксирует стремя и тем самым ограничивает его движения. Этот механизм предохраняет внутреннее ухо от чрезмерных колебаний.
Внутреннее ухо состоит из сложной системы сообщающихся между собой каналов и полостей, которую называют лабиринтом. Часть лабиринта представлена улиткой – спирально закрученной трубкой, состоящей из 2,5 витков. На поперечном разрезе можно увидеть, что улитка состоит из трех параллельных каналов, разделенных двумя мембранами: основной и рейснеровой. По направлению к вершине улитки основная мембрана расширяется. На ней находится кортиев орган, состоящий из рецепторных клеток с выступающими над ними волосками.
Звук вызывает колебания стремечка, а затем и мембраны овального окна. Энергия колебаний передается жидкости, находящейся в улитке. При звуковых колебаниях разной частоты начинаются колебания разных участков основной мембраны – от овального окна до вершины улитки. На вершине сенсорных клеток как и в вестибулярном аппарате находятся волосковые выросты. При контакте ресничек рецепторных клеток с мембраной, находящейся над ними, запускается процесс преобразования механических деформаций в биоэлектрические процессы.
Каждое волокно слухового нерва начинается в строго определенных участках улитки и определенных волосковых клетках. Слуховые пути начинаются в улитке в нейронах спирального узла. Периферические отростки этих нейронов направляются к кортиевому органу. Импульсы поступают в задний отдел верхней височной извилины.
Вестибулярный аппарат
В пирамиде височной кости находится внутреннее ухо или лабиринт, который состоит из улитки и вестибулярного аппарата. В состав вестибулярного аппарата входит преддверие и полукружные каналы, которые располагаются примерно в трех взаимноперпендикулярных областях. Один конец каждого канала расширен и называется ампулой. В костном лабиринте находится повторяющий его форму перепончатый лабиринт.
Вестибулярный аппарат регулирует положение тела в пространстве. Рецепторы вестибулярного аппарата находятся в тех полукружных каналах и двух мешочках – овальном и круглом. Вестибулярные чувствительные клетки образуют пять рецептивных областей: по одной в полукружных каналах, а также в овальном и круглом мешочках. Раздражителем рецепторов полукружных каналов является ускоренное вращательное движение. Рецепторы, находящиеся в мешочках, т.е. отолитовых органах, раздражаются при тряске, качке, линейном ускорении; в результате изменения положения головы относительно направления силы гравитации.
От рецепторов возбуждение передается к корковому отделу вестибулярного анализатора, который находится в теменно-височной области. Вестибулярная система связана со спинномозговыми путями. Особенно интенсивны связи с нейронами шейного отдела. От вестибулярного аппарата импульсы идут к мозжечку, к ретикулярной формации, ядрам блуждающего и глазодвигательного нервов, к гипоталамусу.
Это позволяет вестибулярному аппарату играть важную роль в поддержании положения тела в пространстве, а также в осуществлении ряда глазодвигательных реакций.
Вестибулярный аппарат тесно связан с вегетативной нервной системой. При повреждении вестибулярного аппарата наблюдаются колебательные движения глаз, изменение тонуса мышц, возникает головокружение.
Зрение
Основная функция зрения состоит в различении яркости, цвета, формы, размеров наблюдаемых объектов. Наряду с другими анализаторами зрение играет большую роль в регуляции положения тела и в определении расстояния до объекта.
К вспомогательным образованиям глаза относятся веки с ресницами, слезная железа, с помощью которой осуществляется увлажнение поверхности глаза и удаление инородных мелких частиц, а также мышцы, прикрепляющиеся к наружной поверхности глазного яблока, обеспечивающие его движение.
Веки располагаются спереди глазного яблока. Различают верхнее и нижнее веко. Основу век составляет хрящ, с наружной поверхности он покрыт кожей, а с внутренней – конъюктивой век. Конъюктива покрывает внутреннюю поверхность век. Слезный аппарат состоит из слезной железы, выводных протоков и слезоотводящих путей. Слезная жидкость увлажняет роговицу и конъюктиву, смывая механические частицы пыли. В ней также находится бактерицидное вещество лизоцим.
Глазное яблоко располагается в глазничной впадине лицевой части черепа.
Форму глазного яблока определяет наружная белочная оболочка глаза – склера, переходящая спереди в роговицу. За роговицей располагается хрусталик, к которому прилегает радужка. Пространство между хрусталиком и роговицей заполнено жидкостью. Глазное яблоко заполнено стекловидным телом – прозрачной массой студенистой консистенции.
Под склерой находится сосудистая оболочка и кровеносные сосуды, которые питают сетчатку. Самый передний отдел сосудистой оболочки образует радужную, регулирующую размер зрачка. Внутренняя оболочка глазного яблока – сетчатка. Она состоит из фоторецептивных клеток: колбочек и палочек. В месте пересечения сетчатки с оптической осью глаза располагается область наилучшего видения – желтое пятно, образованное громадным числом колбочек. Участок сетчатки, где сходятся отростки чувствительных енйронов, образующих зрительный нерв, лишен колбочек и палочек. Это место называют слепым пятном.
Благодаря одновременному движению обоих глазных яблок получается четкое изображение на сетчатке. В норме зрачки обоих глаз круглые, и их диаметр одинаков. При снижении общей освещенности зрачок рефлекторно расширяется. Диаметр зрачка также зависит от расстояния до фиксируемого предмета. Глаз представляет собой сложную оптическую систему линз, которые образуют на сетчатке перевернутое и уменьшенное изображение внешнего мира. Нарушение преломления лучей выступает в двух формах - близорукости (миопии) и дальнозоркости (гиперметропии). Близорукость может быть обусловлена или большой длиной глазного яблока, или повышенной преломляющей способностью хрусталика. В этом случае главный фокус преломления будет располагаться не на сетчатке, а перед ней. Дальнозоркость объясняется или уменьшением преломляющей силы хрусталика, или уменьшением величины глазного яблока. В этих случаях фокус будет находиться за сетчаткой.
У человека слой рецепторов сетчатки состоит примерно из 120 млн. палочек и 6 млн. колбочек. Палочки и колбочки выполняют разные функции. Палочки осуществляют темновое видение, колбочки – цветовое. Более чувствительны к свету палочки. Они обеспечивают зрение при слабом освещении. В палочках содержится пигмент родопсин, а в колбочках – иодопсин. При действии света происходит цикл фотохимических реакций, ведущих к расщеплению родопсина. Вслед за фотохимическими процессами происходят биоэлектрические изменения рецепторного потенциала, затем по зрительному нерву возбуждение достигает центральной нервной системы.