Нервная система анатомическое строение и функциональное деление

ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ СТРЕССА, ИЛИ КАК РАБОТАЕТ ОРГАНИЗМ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ СТРЕССОВОЙ СИТУАЦИИ

Вопросы, рассматриваемые в главе:

Природа возникновения стресса. Физиологические и пси­хологические проявления.

Нервная система: анатомическое строение и функцио­нальное деление;

Механизмы стресса:

1. стресс-реализующие системы;
2. стресс-лимитирующие системы.

Учение о стрессе — один из ведущих разделов совре­менной медицины, в котором особое внимание уделяет­ся биологическим и физиологическим аспектам данной проблемы. Как было отмечено в предыдущей главе, тради­ционным стало понимание стресса как физиологической реакции организма, в частности, реакции эндокринных желез, контролируемых гипофизом, на действие различ­ных отрицательных факторов. В этой главе описаны меха­низмы, запускающие цепь физиологических событий борьбы со стрессом и системы естественной профилакти­ки стресса.

Природа возникновения стресса. Физиологические и психологические проявления

Поскольку в настоящее время существует множество противоречивых формулировок понятия «стресс», следу­ет еще раз подчеркнуть, что стресс — это не просто нервное напряжение. Неверно отождествлять стресс с нервной пе­регрузкой или сильным эмоциональным возбуждением. Доктор Дж. Мейсон, один из наиболее известных иссле­дователей психологических и психопатологических аспек­тов биологического стресса, считает итогом воздействия всех стрессоров активацию «физиологического аппарата, ответственного за эмоциональное возбуждение, которое возникает при появлении угрожающих или неприятных факторов в жизненной ситуации, взятой в целом».

Понятно, что у человека с его высокоразвитой нервной системой эмоциональные раздражители являются самы­ми частыми стрессорами. Но стрессовые реакции прису­щи и низшим животным, вообще не имеющим нервной системы, и даже растениям.

Стресс-факторы, которые в конечном итоге вызывают стресс, изначально обрабатываются в мозге: информация от рецепторов поступает в неокортекс и одновременно в ретикулярную формацию, лимбическую систему и гипо­таламус, где оценивается с позиций эмоционального со­стояния. В неокортексе два потока — «нейтральный» и «эмоционально окрашенный» — сходятся, на основании чего происходит оценка значимости информации для организма, и если раздражитель воспринимается как уг­роза, вызов или что-то крайне неприятное, то в ответ воз­никает сильное эмоциональное возбуждение, которое запускает дальнейшую цепь событий.

Представьте, что вы ведете машину по шоссе, и вас начи­нает обгонять другой водитель, причем не просто обгоняет, но и «подрезает» вашу машину. Вслед за этим «фокусом» он выкидывает другой — резко тормозит перед самым носом ва­шей машины. Эта внезапная непредвиденная ситуация вызы­вает у вас моментальную автоматическую реакцию: учащается пульс и дыхание, глаза — если бы вы увидели себя в этот мо­мент со стороны — чуть ли не «вылезают из орбит». Не ис­ключено, что вы рассердитесь не на шутку, начнете громко ругаться — возмущению вашему не будет границ! Как только непосредственная опасность пройдет, и вы немного успокои­тесь, взгляните на себя в зеркало: губы сжаты, шейные и пле­чевые мышцы напряжены так сильно, что разболелись голова и спина, к горлу подступила тошнота...

Через несколько минут после этой острой стрессовой си­туации пульс и дыхание успокаиваются, внешний вид прихо­дит в норму. Однако напряжение в мышцах так быстро не проходит. Интенсивное и продолжительное мышечное напря­жение — это признак стрессовой ситуации.

Кроме физиологических стрессовых изменений, су­ществуют сигналы эмоциональной сферы, связанные с изменением поведенческих реакций. У одного человека, например, стресс проявляется в нетерпеливости, другой как будто постоянно куда-то спешит (быстро говорит, бы­стро ходит). У третьего ухудшается память. У четвертого мысли постоянно перебегают с одного на другое — он ни­как не может сосредоточиться. Проявлением стресса является повышенная нервозность, резкие перепады на­строения, быстрая утомляемость, состояние душевной опустошенности, внезапная разъяренность.

Нервная система анатомическое строение и функциональное деление

Прежде чем приступить к рассмотрению существующих в организме человека физиологических механизмов борь­бы со стрессом, целесообразно вспомнить строение и функ­ции нервной системы, поскольку именно она играет главенствующую роль в управлении жизнедеятельностью.

Нервная система — совокупность специальных струк­тур, объединяющая и координирующая деятельность всех органов и систем организма в постоянном взаимодействии с внешней средой. Нервная система обеспечивает согла­сованную работу всех органов и систем организма, осуще­ствляет ориентацию организма во внешней среде и приспособительные реакции на ее изменения, составляет материальную основу психической деятельности (речь, мышление, социальное поведение).

Центральная нервная система спрятана в костные фут­ляры: в черепе располагается головной мозг, а в канале позвоночного столба — спинной мозг. В головном мозге выделяют несколько «этажей», на каждом из которых про­исходит интересная и непростая работа. В продолговатом мозге расположены центры самых главных функций орга­низма (дыхания, сердцебиения, поддержания сосудисто­го тонуса), защитных реакций (чихания, кашля, моргания, слезоотделения, рвоты), некоторых видов обмена. В про­долговатом мозге и следующем отделе головного мозга — мосту — заложены ядра большинства черепно-мозговых нервов, которые отвечают за мимику человека, слух, чув­ствительность кожи лица, глотание, функционирование большинства внутренних органов. Мозжечок отвечает за координацию движений и поддержание мышечного то­нуса. Расположенный далее средний мозг руководит движениями глазных яблок, на более высоком уровне кон­тролирует деятельность скелетных мышц и их тонус, вклю­чается в образование эмоций, обеспечивает слуховые и зрительные ориентировочные рефлексы. Промежуточный мозг, по мнению последователей эволюционного учения Дарвина, на заре эволюции был «главнокомандующим» в нервной системе, поэтому несет в себе функции «второго пилота» в восприятии всех сигналов из внешней и внут­ренней среды (таламус) и регуляции органов и систем (гипоталамус). И, наконец, «первый пилот» — большие полушария. Высший анализ, тончайшая обработка посту­пающей информации, детальная разработка ответных дей­ствий — функция больших полушарий головного мозга и в первую очередь их серого вещества — коры и подкорко­вых ядер.

Спинной мозг устроен менее сложно, имеет вид тяжа длиной 41—45 см и диаметром 1 см, в центре которого на­ходится канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Спинной мозг, образованный серым и белым веществом, иннервирует скелетную мускулатуру (кроме мышц голо­вы) и внутренние органы. В сером веществе спинного мозга расположены центры безусловных рефлексов (ко­ленный рефлекс и т.д.) и вегетативные центры рефлексов мочеиспускания, дефекации, рефлекторной деятельнос­ти желудка. Таким образом, серое вещество принимает участие в двигательных реакциях (рефлекторная функ­ция). Посредством белого вещества осуществляется связь различных отделов спинного мозга, связь головного мозга с остальными частями ЦНС, соединение рецепторов с ис­полнительными органами, то есть за счет проведения нерв­ных импульсов осуществляется проводниковая функция.

Периферическая нервная система представлена нерва­ми (нервными волокнами), ганглиями (нервными узла­ми) и нервными окончаниями. Нервы — скопления отростков нервных клеток (нейронов) вне ЦНС, заклю­ченные в общую соединительнотканную оболочку и про­водящие нервные импульсы (электрические сигналы, распространяющиеся по клеточным мембранам). Тради­ционно выделяют чувствительные, двигательные и сме­шанные нервы, которые отличаются по строению и выполняемым функциям. Нервные узлы — скопления тел нейронов вне ЦНС. Нервные окончания — концевые об­разования отростков нейронов в рабочих органах и желе­зах (функционально разделяются на рецепторные и эффекторные).

Поскольку от головного мозга берут свое начало черепномозговые нервы, а от спинного мозга — спинномозго­вые нервы, можно заключить, что ЦНС руководит всеми сторонами нашей жизни через посредство периферичес­кой нервной системы.

НЕРВНАЯ СИСТЕМА

СОМАТИЧЕСКАЯ - АВТОНОМНАЯ (ВЕГЕТАТИВНАЯ)

Симпатическая Парасимпатическая

Рис. 3. Функциональное деление нервной системы

Функциональное деление нервной системы выглядит следующим образом (рис. 3).

Понятно, что руководить походкой и актом мочеиспус­кания — разные задачи. И вовсе не потому, что одно слож­но, а другое нет. Просто это разные вещи, для выполнения которых необходим разный уровень «обдумывания» в ЦНС двух этих действий, а значит и разные пути регули­рования. Не механизмы, а именно пути. Поэтому и акту­ально подразделять нервную систему по выполняемым функциям. Итак, тот отдел нервной системы (он включает в себя и нервы, и определенные структуры в головном и спинном мозге), который руководит работой опорно-дви­гательного аппарата, то есть костей, суставов и попереч­но-полосатых мышц, называется соматической нервной системой (от греч. soma — тело). А отдел (также состоящий из элементов как центральной, так и периферической нерв­ной системы), контролирующий деятельность внутрен­них органов и сосудов, называется вегетативной нервной системой. В отличие от соматического отдела, который подчинен воле человека, вегетативная нервная система не подвластна нашему сознательному влиянию, отсюда и наиболее часто встречающееся название — автономная.

Автономная нервная система подразделяется на симпа­тический и парасимпатический отделы, которые противо­положны по своему действию и различны по устройству своих рефлекторных дуг.

Делая зарядку, вы отжимаетесь. При этом одни сухожилия оказываются растянутыми, другие — сжатыми. Это и есть сти­мул для рецепторов, которые в них заложены: вернувшийся нервный импульс заставит вас оторвать тело от пола и в оче­редной раз выпрямить руки. Скорость выполняемых упраж­нений, их количество и амплитуда — те характеристики, которые подвластны вашему влиянию. Это и есть пример ре­гуляции, работы опорно-двигательного аппарата посредством соматической нервной системы.

Вы убегаете от злой собаки, и, независимо от вашей воли, организм начинает перестраиваться для оптимального вы­полнения основной задачи — спастись бегством: дыхание становится частым и поверхностным, частота сердечных со­кращений увеличивается, давление повышается, кишечник, почки и мочевой пузырь резко замедляют свою деятельность (на бегу-то нужду не особенно справишь), во рту пересохло, зрачки расширены («у страха глаза велики»). Это и есть яр­кий пример регуляторных воздействий симпатического отде­ла автономной нервной системы.

Предположим, все завершилось благополучно, и собака потеряла к вам интерес. Вы устали, легли отдохнуть и засну­ли. И снова, независимо от вашего сознания, организм на­чинает перестраиваться: дыхание становится глубоким и редким, сердце бьется медленно, артериальное давление сни­жается. Только мочевыделительная система активизирова­лась (недаром столь закономерно посещение уборной после утреннего пробуждения). Вот такое замедление работы мно­гих систем организма во время безмятежного сна — резуль­тат воздействия парасимпатического отдела автономной нервной системы.

Важно отметить, что любой внутренний орган (вклю­чая сосуды) имеет в себе окончания как симпатического, так и парасимпатического отделов автономной нервной системы. Это обеспечивает адекватность его работы в кон­кретной ситуации в ответ на требование данного момента.

Механизмы стресса

1. Стресс-реализующие системы. В нормальном здоро­вом организме человека существуют механизмы, направ­ленные на борьбу с неблагоприятными факторами, воздействие которых может привести к гибели. Следует подчеркнуть, что данные механизмы приспособления к воздействию стрессоров неспецифичны и являются об­щими для любых стрессовых воздействий, что позволяет говорить об общем адаптационном синдроме (или стресс-реакции). Нелегко представить себе, что холод, жара, ле­карства, гормоны, печаль и радость вызывают одинаковые биохимические сдвиги в организме. Однако дело обстоит именно так. Количественные биохимические измерения показывают, что некоторые реакции неспецифичны и оди­наковы для всех видов воздействий.

При рождении ребенка женщина испытывает физическую боль, она напугана незнакомой обстановкой, она тревожится за жизнь и здоровье ребенка, одним словом, испытывает силь­ное душевное и физическое потрясение. Спустя некоторое время, она впервые берет на руки своего малыша, чувствует прилив нежности и сильнейшую радость. Специфические ре­зультаты двух событий — родов и долгожданного рождения — совершенно различны, даже противоположны, но их стрес-сорное действие — неспецифическое требование приспособ­ления к новой ситуации — может быть одинаковым.

В современной литературе механизмы, лежащие в ос­нове стресс-реакции, называют стресс-реализующими системами.

Первый этап в стресс-реакции — активация симпати­ческого и парасимпатического звеньев автономной нерв­ной системы. Сильное эмоциональное возбуждение вызывает активацию высших вегетативных центров, в том числе эрготрофных (симпатических, в основном задних ядер гипоталамуса), и активацию симпатической нервной системы, что в свою очередь повышает функциональные возможности скелетных мышц, сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Одновременно с этим увеличивает­ся активность трофотропных (парасимпатических) ядер гипоталамуса и парасимпатического отдела автономной нервной системы, что обеспечивает высокие возможнос­ти восстановительных процессов, направленных на сохра­нение гомеостаза (постоянства внутренней среды) в организме. Физиологические изменения в организме, на­блюдаемые на первом этапе стресс-реакции:

1. учащение сердцебиения;
2. усиление сердечных сокращений;
3. расширение сосудов сердца;
4. сужение брюшных артерий;
5. расширение зрачков;
6. расширение бронхиальных трубок;
7. увеличение силы скелетных мышц;
8. выработка глюкозы в печени;
9. увеличение продуктивности мыслительной деятель­ности;
10. расширение артерий, проходящих в толще скелет­ных мышц;
11. ускорение обмена веществ.

Если стрессор продолжает действовать, то возможности симпатической нервной системы по причине ограниченно­сти запасов медиаторов (биологически активных веществ, секретируемых нервными окончаниями и обусловливаю­щих передачу нервных импульсов) не позволяют противо­действовать ему. В этом случае включается следующий, вто­рой, механизм, который получил название реакции «битва—бегство» (позволяет организму либо бороться с угрозой, либо бежать от нее). Данная реакция рассмат­ривается как мобилизация организма, подготавливающая мышцы к активности в ответ на действие стрессора.

При возбуждении миндалевидного ядра (одного из центральных образований лимбической системы) мощ­ный поток импульсов идет к эрготропным ядрам гипота­ламуса, оттуда импульсация направляется к грудному отделу спинного мозга и, наконец, к центральному орга­ну этого механизма — мозговому слою надпочечников. В результате происходит выброс адреналина и норадре­налина, что приводит к увеличению артериального дав­ления, сердечного выброса, снижению кровотока в неработающих мышцах и органах, возрастает уровень свободных жирных кислот, триглицеридов, холестерина и глюкозы.

Благодаря этим физиологическим изменениям люди в чрез­вычайной ситуации способны совершать невероятные поступ­ки. Когда достаточно слабый человек поднимает машину, которой придавило ребенка, можно говорить о невероятной силе, сообщаемой нам реакцией «битва—бегство». Важно от­метить, что функцией парасимпатической нервной системы является возвращение нас в расслабленное состояние после того, как угроза миновала.

В целом первый и второй механизмы общего адапта­ционного синдрома называют симпато-адреналовой ре­акцией (САР). Если стрессор продолжает оказывать повреждающее воздействие, не компенсируемое реакци­ей «битва—бегство», то наступает следующий этап в стресс-реакции, в ходе которого активизируются другие эндокринные механизмы — адренокортикальный, сома-тотропный и тиреоидный.

Адренокортикальный механизм включается в том слу­чае, если активация симпатической нервной системы и мозгового слоя надпочечников оказывается неэффектив­ной. Цепь событий в этом случае такова: неокортекс —> септально-гипоталамический комплекс —> выделение кортиколиберина —> активация гипофиза —> выработка АКТГ —> активация коры надпочечников —> выделение глюкокортикоидов (кортизол, гидрокортизон и др.) и ми-нералкортикоидов (альдостерон).

Главное в этом механизме — это продукция глюкокор­тикоидов, поскольку они вызывают значительное повыше­ние энергетических запасов (возрастает уровень глюкозы и свободных жирных кислот). Все это происходит для того, чтобы подготовить организм для дальнейшей борьбы со стрессом или бегству от него. Однако чрезмерное выделе­ние глюкокортикоидов приводит к нежелательным эффек­там, то есть наступает плата за адаптацию. Одним из наиболее важных изменений является снижение лимфо­цитов (вырабатываются вилочковой железой и лимфати­ческими узлами), которые крайне важны для нормальной деятельности иммунной системы, так как их основная функция — уничтожение инородных субстанций (напри­мер, бактерий). Вследствие этого резко снижается интен­сивность иммунных механизмов. Одновременно на данном этапе возрастает риск развития инфаркта миокар­да за счет спазма сосудов.

Альдостерон также подготавливает нас к активным дей­ствиям, поднимая артериальное давление настолько, что­бы питательные вещества и кислород быстрее и легче поступали к наиболее активным частям нашего организ­ма — внутренним органам и конечностям. Повышение артериального давления происходит за счет увеличения объема жидкостей в организме вследствие снижения вы­работки мочи и задержки выработки натрия.

Многие авторы считают, что одновременно с адренокор-тикальным активируется соматотропный механизм: нео-кортекс—> септально-гиппокампово-гипоталамическое возбуждение —> выделение соматолиберина гипоталаму­сом —> выделение соматотропного гормона аденогипофи-зом. Данный гормон (за счет высвобождения соматомеди-на) повышает резистентность к инсулину (как при диа­бете), ускоряет мобилизацию накопленных в организме жиров, в результате чего в крови повышается содержание глюкозы и свободных жирных кислот, то есть увеличива­ются энергетические запасы.

Активация тиреоидного механизма происходит по следующей схеме: неокортекс —> септально-гиппокампово-гипоталамическое возбуждение —> тиролиберин гипотала­муса —> активация гипофиза —> выработка тириотропного гормона (ТТГ) —> активация щитовидной железы —> выра­ботка тиреоидных гормонов (ТЗ — трийодтиронин, Т4 — тироксин). Физиологический смысл данного защитного механизма заключается в том, что тиреоидные гормоны повышают чувствительность тканей к циркулирующим в крови катехоламинам, повышают уровень энергообразо­вания, активизируют деятельность сердца (сократимость, ЧСС), повышают артериальное давление, в целом учаща­ется базальный ритм метаболизма. При этом повышается тревожность и уменьшается чувство усталости.

В настоящее время многими учеными проводятся ис­следования на тему «Может ли стресс стать причиной не­обратимых нарушений мозга». Гиппокамп — это та часть мозга, которая «бьет тревогу» при столкновении со стрес­сом. Именно рецепторы клеток гиппокампа определяют присутствие в организме глюкокортикоидов, вырабатыва­емых надпочечниками (уже в течение первых 30 минут в слюне диагностируется повышение уровня кортизола). Продолжительный стресс разрушает эти рецепторы и клет­ки гиппокампа в целом. А поскольку клетки мозга лише­ны способности восстанавливаться, то мы теряем их навсегда. Отсюда возникает очень интересный вопрос: воз­можно, если у нас станет недостаточно глюкокортикоид-ных рецепторов, мы перестанем реагировать на стресс? Для ответа на этот вопрос ученые продолжают проводить экс­перименты.

2. Стресс-лимитирующие системы. В процессе эволюции в организме человека появились механизмы, которые пре­пятствуют развитию стресс-реакции или снижают ее побоч­ные отрицательные воздействия на органы-мишени. Такие механизмы получили название стресс-лимитирующие си­стемы, или системы естественной профилактики стресса.

• ГАМК-эргическая система. Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) продуцируется многими нейронами ЦНС, в том числе и тормозными. Под влиянием фермен­тов ГАМК превращается в мозге в ГОМК (гамма-оксимасляная кислота), которая способна тормозить деятельность многих структур мозга, в том числе и гипоталамуса. В ре­зультате не происходит запуска стресс-реакции.
• Эндогенные опиаты (энкефалины, эндорфины, динорфины). Образуются из бета-липотропина в гипофизе под влиянием стресса. Эти вещества вызывают эйфорию, снижают болевую чувствительность, повышают работос­пособность, увеличивают возможность выполнения дли­тельной мышечной работы, снижают чувство тревоги. В целом эти вещества снижают психогенные реакции че­ловека на раздражители, уменьшая интенсивность эмоци­ональной реакции, запускающей стресс-реакцию.

• Простогландины (преимущественно группы Е). Их продукция возрастает при стрессе, в результате чего снижается чувствительность ряда тканей к действию ка-техоламинов. Особенно это выражается в отношении чув­ствительности нейронов центральной нервной системы к норадреналину. Таким образом, простогландины снижа­ют выраженность стресс-реакции.
• Антиоксидантная система. Как отмечалось ранее, при действии глюкокортикоидов активируется перекисное окисление липидов, следствием чего является образова­ние свободных радикалов, которые приводят к активации многих биохимических реакций в клетках, что нарушает их жизнедеятельность (плата за адаптацию). Однако в организме существуют эндогенные «тушители» этих сво-боднорадикальных процессов, которые получили название антиоксиданты. К ним относят витамин Е, серосодержа­щие аминокислоты (цистин, цистеин), фермент суперок-сиддисмутаза.
• Трофотропные механизмы. Активация парасимпати­ческой нервной системы во время стресс-реакции пред­ставляет собой важнейший механизм зашиты от побочных эффектов глюкокортикоидов и других участников стресс-реакции.

Следует отметить, что помимо запуска этого защитного механизма естественным путем (неокортекс —> гипотала­мус —> парасимпатические центры ствола мозга и сакраль­ного отдела спинного мозга), существует возможность искусственного повышения активности парасимпатическо­го отдела автономной нервной системы, что можно исполь­зовать в качестве профилактики негативных последствий стресса. Тонус парасимпатической нервной системы повы­шается при умеренной физической нагрузке, мышечной релаксации или медитации. Медитация представляет со­бой различные формы сосредоточения — повторение от­дельных слов или фраз («мантр»), повторение физи­ческих действий, например, дыхательные движения с концентрацией внимания на них, зрительная концентра­ция, сосредоточение на какой-то парадоксальной пробле­ме (например: как звучит хлопок одной ладони?). К повышению активности парасимпатического отдела ВНС приводит переход на диафрагмальное дыхание. Ре­берное и ключичное дыхание активизирует симпатическую нервную систему.

Выводы

Сбалансированная работа симпатического и парасимпа­тического отделов автономной нервной системы позволяет человеку адекватно реагировать на любые предъявляемые требования. В организме человека существуют естествен­ные механизмы, активизирующиеся при воздействии стрессогенных факторов и направленные на борьбу со стрессом, а также системы, препятствующие развитию стресс-реакции или снижающие ее побочные отрицатель­ные воздействия.