Возбуждение, распространяющееся по нервным волокнам, входящим в нервы, подчиняется определённым закономерностям

Первый закон «морфологической и функциональной непрерывности» нервов говорит о необходимости сохранности морфофункционального состояния нерва для проведения возбуждения.

Второй закон «двустороннего проведения возбуждения» в нервах говорит о том, что при нанесении раздражения возбуждение в нерве распространяется в обе стороны.

Третий закон «изолированного проведения возбуждения» в нервах говорит о том, что нервные волокна, входящие в нерв, изолированы друг от друга за счёт миелиновых и соединительнотканных оболочек, и возбуждение не распространяется между нервными волокнами, располагающихся рядом.

Четвертый закон «относительной неутомляемости» нервов отражает способность нервов длительное время проводить возбуждение при их ритмическом раздражении.

Скорость проведения возбуждения в нервных волокнах зависит от наличия или отсутствия в них миелина и диаметра нервного волокна. Миелиновые волокна проводят возбуждение быстрее, чем безмиелиновые, и толстые быстрее, чем тонкие.

Синаптическая передача возбуждения:

В возбудимых тканях возбуждение проводится с одних клеток на другие через специальные контакты между клетками: эфапсы и синапсы.

Эфапсы или электрические синапсы - это щелевые контакты (нексусы) между клетками. Ширина щели в электрических синапсах в 10 раз меньше, чем в химических синапсах. В них возбуждение проводится электрическим способом за счет местных ионных потоков

В синапсах проведение возбуждения осуществляется между двумя клетками с помощью химических веществ, называемых медиаторами. Каждая нервная клетка синтезирует только один медиатор. В синапсах вегетативной нервной системы имеется два медиатора: ацетилхолин и норадреналин.

Механизм проведения возбуждения в синапсах: В синапсе различают пресинаптичзское окончание аксона, пресинаптическую мембрану, синаптическую щель и постсинаптическую мембрану. Одна часть медиатора синтезируется в теле нервной клетки, и затем с помощью аксонного транспорта попадает в пресинаптическое окончание, другая - синтезируется непосредственно в пресинаптическом окончании. Порции медиатора в виде везикул хранятся в пресинаптическом окончании. При возбуждении проницаемость мембраны пресинаптического окончания для ионов Са⁺⁺ увеличивается, а потому они входят в пресинаптическое окончание и присоединяются к везикулам, обеспечивая их движение к пресинаптической мебране и слияние с ней. Медиатор выходит в синаптическую щель, где с помощью диффузии пассивно двигается к постсинаптической мембране.

В возбуждающих синапсах медиатор действует на постсинаптические рецепторы, что приводит к открытию пор для ионов Nа⁺ и деполяризации постсинаптической мембраны. При этом на мембране возникает возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП). За счёт местных токов ВПСП вызывает потенциал действия в соседних участках поверхностной мембраны клетки, который далее проводится по возбудимой клетке. Подействовавший на постсиналтическую мебрану медиатор разрушается ферментами. Продукты его распада всасываются в кровь или закачиваются в пресинаптическое окончание, где происходит синтез новых порций медиатора.

Тормозные медиаторы увеличивают проницаемость постсинаптической мембраны для ионов К⁺ и С1^-. Ионы К⁺ выходят, а ионы С1^- входят в клетку по градианту концентрации, в результате чего возникает гиперполяризация мебраны и на ней формируется тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП). Порог раздражения увеличивается, возбудимость падает, и возбуждение не проводится, что и характеризует состояние торможения в синапсах.

Функциональные свойства синапсов:

1. В синапсах осуществляется одностороннее проведение возбуждения, что упорядочивает деятельность нервной системы.

2. За счет диффузии медиатора в синаптической щели происходит синаптическая задержка проведения возбуждения.

3. Наличие постсинаптических рецепторов обуславливает высокую чувствительность синапсов к химическим веществам, а потому синапс является точкой приложения многих фармакологических веществ.

4. Постсинаптические потенциалы в синапсе способны к суммации. Амплитуда постсинаптических потенциалов зависит от количества действующего на постсинаптическую мембрану медиатора.

5. Синапсы имеют низкую лабильность по сравнению с лабильностью нервов и мышц.

6. Синапсы обладают повышенной утомляемостью. Утомляемость связана с истощением запасов медиатора в синапсах.

1.1.2. Основные понятия физиологии нервно-мышечной передачи возбуждения. Гладкие и поперечно-полосатые мышцы, их свойства.

Длинные отростки нейронов (аксоны) называются нервными волокнами. Основными свойствами нервных волокон являются: возбудимость и проводимость. Нервные волокна, собранные в пучки разной величины, называются нервом. Проведение возбуждения по нерву происходит в соответствии с законами:

1. закон двухстороннего проведения по нерву, т. е. нервный импульс «бежит» в обе стороны от места раздражения;

2. закон изолированного проведения по нерву, т. е по каждому отдельному волокну «бежит» свой нервный импульс (ПД);

Заметим, что скорость проведения возбуждения по различным волокнам различна. Так, скорость проведения по двигательному нервному волокну составляет приблизительно 60-120 м/с, в то время как для вегетативных нервных волокон эта скорость составляет лишь 1-30 м/с.

Морфологически различают три вида мышечной ткани:

1) скелетную, поперечно-полосатую (скелетные мышцы конечностей, туловища, дыхательные и др.);

2) миокардиальную поперечнополосатую (сердечная мышца);

3) гладкую (мышцы внутренних органов - стенки желудка, кишечника, кровеносных сосудов, мочевого пузыря, матки и т.п.);

Заметим, что в отличие от гладких мышц поперечно-полосатые быстрее возбуждаются и проводят возбуждение с большей скоростью, быстрее сокращаются.

Все мышцы обладают свойствами возбудимости, проводимости и сократимости. Сократимость - это свойство мышечной ткани укорачиваться при пороговом и надпороговом раздражении. Мышечные сокращения бывают одиночные и тетанические, возникающие при ритмическом раздражении.

В одиночном мышечном сокращении различают три периода: латентный, укорочения и расслабления. Латентный или скрытый период связан с возникновением и проведением возбуждения по мышце, которое потом переходит в сокращение. Одиночное мышечное сокращение способно к суммации. При увеличении частоты раздражения возникает слитное или тетаническое сокращение мышцы. Последовательно возникают зубчатый и гладкий тетанус.

Особенности сокращения гладкой мышечной ткани:

Гладкая мышечная ткань обладает низкой возбудимостью, длительным возбуждением, малой скоростью проведения возбуждения и самой низкой лабильностью. Одиночное сокращение возникает медленно, длительно продолжается и достигает значительной силы. Эти свойства используются в организме для длительного поддержания тонуса стенок и сфинктеров полых органов. Большая сила сокращения необходима для выполнения запирательной функции сфинктеров таких органов как желудок, желчный пузырь, мочевой пузырь.

Гладкие мышцы обладают автоматизмом, то есть способностью самопроизвольно возбуждаться без внешних раздражений. Гладкие мышцы не подчиняются закону изолированного проведения возбуждения. За счёт щелевых контактов (нексусов) возбуждение распространяется с одного мышечного волокна на соседние волокна.

Гладкие мышцы обладают пластическим тонусом или пластичностью, то есть способностью сохранять приданную медленным растяжением длину. Это свойство необходимо для неизменности тонуса гладких мышц полых органов, таких как желудок, желчный пузырь, мочевой пузырь, при их медленном наполнении. В отличие от гладкой мышцы скелетная мускулатура обладает упругостью, то есть способностью возвращаться к исходной длине после растяжения.

Одним из адекватных раздражений является быстрое растяжение мышцы. Это приводит к тому, что при быстром наполнении полых органов гладкие мышцы, выстилающие их стенки, начинают сокращаться, вызывая опорожнение этих органов.

Гладкие мышцы, в отличие от скелетных мышц, обладают повышенной химической чувствительностью. Поэтому скелетные мышцы сокращаются под влиянием только нервных возбуждении, а гладкие мышцы сокращаются за счёт собственного автоматизма, действия вегетативной нервной системы и под влиянием биологически активных веществ, в частности, гормонов.

1.1.3. Нервная система регуляции. Центральная и вегетативная нервные системы.

Нервная система регулирует деятельность всех органов и систем, обусловливая их функциональное единство, и обеспечивает связь организма как целого с внешней средой.

Структурной единицей нервной системы является нервная клетка с отростками - нейрон. Нервная система представляет собой совокупность нейронов, которые контактируют друг с другом при помощи специальных аппаратов - синапсов. В струтуре нейрона различают: ядро, протоплазму, длинный отросток (аксон) и множество коротких отростков (дендриты). Дендриты и аксоны связывают нервные клетки друг с другом, а также с различными органами и тканями. Полагают, что по дендритам нервная клетка «получает информацию», а по аксонам – «отдает». Таким образом, нейроны, удаленные друг от друга, все же могут функционировать как единое целое.

Различают центральную нервную систему (ЦНС) и периферическую (вегетативную, ВНС). К структурам ЦНС относят головной и спинной мозг, а в ВНС выделяют черепно-мозговые и спинно-мозговые нервы.

Мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество образуется скоплениями нервных клеток (с начальными отделами отходящих от их тел отростков). Отдельные ограниченные скопления серого вещества носят названия ядер. Белое вещество образует нервные волокна, покрытые миелиновой оболочкой (отростки нервных клеток, образующих серое вещество). Нервные волокна в головном и спинном мозге образуют проводящие пути.

ЦНС

Центральная нервная система (ЦНС) является функциональным органом интеграции в организме человека, поскольку связывает в единое целое все клетки, ткани и органы. С помощью большого числа рецепторных образований ЦНС воспринимает все многообразие изменений, возникающих во внешней среде или внутри организма. Она играет ведущую роль в регуляции и координации всех сторон жизнедеятельности, обеспечивая взаимодействие организма с внешней средой. Это взаимодействие осуществляется как благодаря формированию простейших рефлекторных реакций, так и сложных поведенческих актов, включая психическую деятельность человека.

ЦНС - сложно организованная и высокоспециализированная система. Ее структурной единицей является нервная клетка или нейрон. Основным свойством нервной системы является возбудимость, то есть ее способность в ответ на раздражение формировать специализированный процесс возбуждения. Возбуждение лежит в основе механизмов приема, передачи и переработки информации, а также формирования ответных реакций организма. Уменьшение поступления кислорода к мозгу ведет к снижению возбудимости ЦНС.

Центральная нервная система воспринимает афферентную информацию, возникающую при раздражении специфических рецепторов, и в ответ на это формирует соответствующие эфферентные импульсы, вызывающие изменения в деятельности определенных органов и систем организма. К центральной нервной системе относят головной и спинной мозг.

Спинной мозг заключен в канал, образованный отростками позвонков. Общая длина составляет приблизительно 47 см. Различают шейную, грудную, поясничную и крестцовую части спинного мозга. Спинной мозг состоит из 2-х типов тканей: белого и серого вещества. Серое вещество определяется телами нервных клеток, в которых расположены центры, регулирующие обмен веществ. Белое вещество образовано пучками аксонов и дендритов и в нем расположены проводящие пути. Из спинного мозга (по всей длине) выходят спинно-мозговые нервы, иннервирующие все органы и ткани.

Спинному мозгу присущи две функции: рефлекторная и проводниковая.

Как рефлекторный центр спинной мозг способен осуществлять сложные двигательные и вегетативные рефлексы. Афферентными путями он связан с рецепторами, а эфферентными - со скелетной мускулатурой и всеми внутренними органами.

Длинными восходящими и нисходящими путями спинной мозг соединяет двусторонней связью периферию с головным мозгом. Афферентные импульсы по проводящим путям спинного мозга проводятся в головной мозг, неся ему информацию об изменениях во внешней и внутренней среде организма. По нисходящим путям импульсы от головного мозга передаются к эффекторным нейронам спинного мозга и вызывают или регулируют их деятельность.

Головной мозг представляет собой расширенный передний конец спинного мозга, в котором выделяют следующие отделы:

· - мозговой ствол;

К структурам мозгового ствола относят продолговатый мозг, таламус, гипоталамус и ретикулярную формацию. В продолговатом мозге расположены жизненно-важные дыхательный и сосудо-двигательные центры. Гипоталамус обеспечивает координацию всех процессов жизнедеятельности, в сфере его влияния находятся сердце и кровеносные сосуды, органы пищеварения, эндокринные железы, обмен веществ. Здесь также расположены центры голода и насыщения, центр жажды, терморегуляторные центры. Гипоталамус управляет многими эмоциями, обеспечивает координацию работы механизмов нервной и гуморальной регуляции. Ретикулярная формация – это интегративный аппарат мозга, регулирующая потоки поступающей в головной мозг информации.

· - мозжечок;

Мозжечок расположен над продолговатым мозгом и функционально связан со всеми отделами ЦНС и периферией. К нему стекается информация от рецепторов и коры головного мозга, а он, в свою очередь, посылает сигналы ко всем отделам ЦНС и на периферию. Мозжечок связан со спинным мозгом, получая информацию о состоянии суставов, мышц, их тонусе, положении конечностей. Мозжечок регулирует тонус мышц и их координацию, обеспечивает сохранение равновесия и положения тела в пространстве.

· - полушария мозга;

Полушария головного мозга также состоят из серого (корковый слой) и белого (подкорковый слой) вещества.

Кора больших полушарий представлена тонким слоем тел нервных клеток. Она имеет площадь около 1500 см² и толщину около5 мм. Большая поверхность коры обеспечивается за счет складок и извилин. Топографически кора делится на ряд зон, каждая их которых связана с той или иной функцией. Различают двигательные (моторные), чувствительные (сенсорные) и ассоциативные зоны коры. Последние осуществляют связь между различными областями коры, интегрируя все притекающие в кору импульсы в целостные акты логического мышления, памяти и обеспечивая возможность целесообразной реакции поведения.

Заметим, что полушария мозга функционально ассиметричны, причем левое полушарие связывают с абстрактным (логическим) мышлением, а правое – с образным.

«Подкорка» образована аксонами и дендритами нервных клеток. Однако, здесь также имеются скопления нервных клеток (серого вещества), которые образуют подкорковые центры, обеспечивающие поддержание гомеостазиса (центр термопродукции и теплоотдачи, центр голода и насыщения, центр жажды и др.). Подкорковые структуры мозга тесно связаны с эмоциями и поведением.

Между корой и подкоркой существуют функциональные взаимоотношения, а именно: подкорка поддерживает тонус коры, обостряет восприятие, мышление, а кора регулирует деятельность подкорки, тормозя ее активность.

ВНС

Нервы, отходящие от головного и спинного мозга, относят к вегетативной нервной системе (ВНС). ВНС - это часть нервной системы, иннервирующая внутренние органы, кожу, гладкую мускулатуру, железы внутренней секреции, сосуды. ВНС состоит из симпатического и парасимпатического отделов (СНС и ПСНС). ВНС имеет двухнейронный принцип строения: Тела первого нейрона лежат в ЦНС, а их аксоны (преганглионарные волокна) идут к ганглиям ВНС, где и оканчиваются около тела второго нейрона. Аксоны второго нейрона (постганглионарные волокна) идут к иннервируемому органу. Необходимо подчеркнуть, что ганглии СНС образуют паравертебральные симпатические стволы рядом с позвоночником, в то время как ганглии ПСНС расположены в непосредственной близости от иннервируемого органа или в нем самом.

Влияние СНС и ПСНС на работу внутренних органов противоположно, но вместе с тем, обе системы выступают в роли синергистов, т.е. усиливают влияние друг друга.

1.1.4. Система крови.

Кровь является жидкой тканью, которая выполняет функции основной транспортной системы организма и состоит из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты). Омывая все органы и ткани организма, кровь выполняет газообменную, трофическую, экскреторную, защитную, регуляторную, терморегуляторную и гомеостатическую функции.

У взрослых людей масса крови составляет 7 – 8% от массы тела. Кровь состоит из жидкой части - плазмы, которая составляет 55 – 60 % от всего объема крови, и форменных элементов, составляющих 40 – 45 %.

В состав плазма входят: вода (90% всей плазмы), белки и другие органические соединения, а также неорганические соли. Основными белками плазмы являются альбумины, глобулины и фибриноген. Органические соединения плазмы крови представлены глюкозой, мочевиной, аминокислотами, мочевой кислотой и другими веществами, а неорганические соединения - ионами натрия, калия, магния, железа, хлора, йода, серы и фосфора.

Эритроциты, лейкоциты и тромбоциты относят к форменным элементам крови. Эритроциты (красные кровяные тельца) - это безъядерные клетки, содержащие гемоглобин. Основной функцией эритроцитов является участие в процессах дыхания. Лейкоциты (белые кровяные тельца) - это клетки крови, имеющие ядро, основной функцией которых является иммунная защита организма. Тромбоциты (кровяные пластинки) участвуют в процессе свертывания крови, а также необходимы для поддержания целостности сосудистой стенки. Средние нормы содержания форменных элементов в крови здорового человека представлены в таблице.1.

Поддержание жидкого состояния крови является обязательным условием сохранения гомеостаза человека. Жидкое состояние крови поддерживается балансом между свертывающей и антивосвертывающей системами крови. Антисвертывающая система представлена совокупностью веществ, препятствующих образованию кровяного сгустка (тромба). При повреждении тканей и кровеносных сосудов активируется свертывающая система - совокупность тромбоцитарных, тканевых и плазменных факторов, взаимодействие которых по каскадному принципу обеспечивает формирование тромба и остановку кровотечения. Фибринолитическая система обеспечивает растворение уже образовавшегося тромба.

Таблица 1. Количество форменных элементов крови у здорового человека.

Кровь характеризуется наличием множества устойчивых количественных показателей - констант, которые можно разделить на две группы: пластичные и жесткие. Пластичные константы могут колебаться в определенных пределах, не приводя к серьезным изменениям жизнедеятельности. К таким константам относят объем циркулирующей по сосудам крови, количество форменных элементов крови, соотношение плазмы и форменных элементов, содержание гемоглобина, удельный вес крови, вязкость крови, скорость оседания эритроцитов, уровень глюкозы в крови. Жесткими константами крови являются такие, отклонение которых даже в незначительных пределах приводит к нарушению жизнедеятельности. В эту группу констант входят: ионный состав плазмы, pH, осмотическое давление, белковый состав плазмы, парциальное давление кислорода и углекислого газа. Показатели крови являются чувствительным индикатором, отражающим состояние организма. Отклонение констант крови от нормы может служить диагностическим признаком ряда заболеваний.

1.1.5. Гуморальная регуляция. Железы внутренней секреции и гормоны.

Высшей формой гуморальной регуляции является гормональная. Термин "гормон" в переводе означает "побуждающий к действию". Гормоны - это биологически высокоактивные вещества, синтезирующиеся и выделяющиеся во внутреннюю среду организма эндокринными железами и оказывающие регулирующее влияние на функции удаленных от места их секреции органов и систем организма.

Эндокринная железа - это анатомическое образование, лишенное выводных протоков, единственной или основной функцией которого является внутренняя секреция гормонов. К эндокринным железам относятся гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, надпочечники (мозговое и корковое вещество), паращитовидные железы.

Продукция биологически активных веществ (БАВ) - это функция не только желез внутренней секреции, но и других неэндокринных органов: почек, желудочно-кишечного тракта, сердца. Поэтому наряду с термином "гормон" в последнее время используются также понятия гормоноподобные и биологически активные вещества, гормоны местного действия. Правильнее говорить не об эндокринных железах, а об эндокринной системе, которая объединяет все железы, ткани и клетки организма, выделяющие во внутреннюю среду специфические регуляторные вещества.

Химическая природа гормонов и биологически активных веществ различна. От сложности строения гормона зависит продолжительность его биологического действия. Несмотря на то, что гормоны имеют разное химическое строение, для них характерны некоторые общие физиологические свойства:

1. специфичность физиологического действия.

2. Высокая биологическая активность (гормоны оказывают свое физиологическое действие в чрезвычайно малых дозах).

3. Дистантный характер действия (клетки-мишени располагаются обычно далеко от места образования гормона).

4. Генерализованность действия.

5. Пролонгированность действия.

Гормональный эффект опосредован следующими основными этапами: синтезом и поступлением в кровь, формами транспорта, клеточными механизмами действия гормонов. От места секреции гормоны доставляются к органам-мишеням кровью и лимфой. В крови гормоны циркулируют в нескольких формах: в свободном состоянии и в комплексе с белками плазмы крови (80%). Заметим, что биологическая активность определяется содержанием свободных форм гормонов, а связанные формы гормонов являются как бы депо, физиологическим резервом, из которого гормоны переходят в активную свободную форму по мере необходимости.

Обязательным условием для проявления эффектов гормона является его взаимодействие с рецепторами. Гормональные рецепторы представляют собой особые белки клетки, для которых характерны: высокое сродство к гормону; высокая избирательность; ограниченная связывающая емкость; специфичность локализации рецепторов в тканях. На одной и той же мембране клетки могут располагаться десятки разных типов рецепторов. Количество функционально активных рецепторов может изменяться при различных состояниях и в патологии. Рецепторы локализуются как на мембранах клетки-мишени; так и внутри клетки.

Механизмы действия гормонов: Существуют два основных механизма действия гормонов на уровне клетки: реализация эффекта с наружной поверхности клеточной мембраны и реализация эффекта после проникновения гормона внутрь клетки.

В первом случае рецепторы расположены на мембране клетки. В результате взаимодействия гормона с рецептором активируется мембранный фермент - аденилатциклаза. Характерной особенностью действия этих гормонов является относительная быстрота возникновения ответной реакции.

Во втором случае рецепторы для гормона находятся в цитоплазме клетки. В этом случае гормоны проникают через мембрану внутрь клетки-мишени и связываются в ее цитоплазме специфическими белками-рецепторами. Далее гормон-рецепторный комплекс входит в клеточное ядро, где он распадается, а гормон взаимодействует с определенными участками ядерной ДНК, следствием чего является образование особой матричной РНК. Матричная РНК выходит из ядра и способствует синтезу на рибосомах белка или белка-фермента. Для их действия характерна глубокая и длительная перестройка клеточного метаболизма.

Инактивация гормонов происходит в эффекторных органах, в основном в печени, где гормоны претерпевают различные химические изменения. Частично гормоны выделяются с мочой в неизмененном виде.

Регуляция деятельности желез внутренней секреции осуществляется нервными и гуморальными факторами. Регулирующее влияние ЦНС на деятельность эндокринных желез осуществляется через гипоталамус, который по афферентным путям мозга получает сигналы из внешней и внутренней среды. Нейросекреторные клетки гипоталамуса трансформируют афферентные нервные стимулы в гуморальные факторы, продуцируя рилизинг-гормоны. Рилизинг-гормоны (либерины, статины) регулируют функции клеток аденогипофиза. В свою очередь, тропные гормоны аденогипофиза регулируют активность ряда других периферических желез внутренней секреции (кора надпочечников, щитовидная железа, гонады). Это так называемые прямые нисходящие регулирующие связи.

1.1.6. Целостный организм и понятие о нейрогуморальной системе регуляции функций в организме.

Интеграция клеток, тканей и органов в единый человеческий организм, приспособление его к различным изменениям внешней среды или потребностям самого организма осуществляется за счет нервной и гуморальной регуляции. Система нейрогуморальной регуляции представляет собой единый, тесно связанный механизм, обеспечивающий целостность всего организма, гармоническое взаимодействие его частей, координацию их деятельности, адаптацию к внешней среде. При этом нервная и гуморальная регуляции представляют собой два уровня организации функционально единой системы нейрогуморальной регуляции.

Для передачи нервного сигнала требуются доли секунды. Поэтому нервная система осуществляет запуск быстрых приспособительных реакций при изменениях внешней или внутренней среды. Гуморальная регуляция - это регуляция процессов жизнедеятельности с помощью веществ, поступающих во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, ликвор). Гуморальная регуляция обеспечивает более длительные адаптивные реакции. К факторам гуморальной регуляции относятся гормоны, электролиты, медиаторы, кинины, простагландины, различные метаболиты и т.д.

1.1.7. Физиология сердца и система кровообращения. Регуляция сердечной деятельности. Артериальное давление.

Кровообращение – непрерывное движение крови по системе полостей сердца и кровеносных сосудов, обусловленное сокращениями сердца и тонусом периферических сосудов. Кровообращение обеспечивает газообмен между организмом и внешней средой, транспорт питательных веществ и их метаболитов, обеспечивает поддержание постоянной температуры тела. Обеспечивая транспорт гормонов и биологически активных веществ, кровообращение обеспечивает гормональную регуляцию в целостном организме.

Система кровообращения включает в себя такие жизненно-важные органы как сердце и сосуды. Функция кровообращения в организме обеспечивается за счет "насосной" функции сердца и тонуса периферических сосудов.

Сердце человека - это полый мышечный орган, состоящий из четырех камер – двух предсердий и двух желудочков. Последовательные ритмические сокращения предсердий и желудочков, а также работа клапанов обеспечивают однонаправленное движение крови по сосудам. Такие свойства сердечной мышцы как автоматия, возбудимость, сократимость, проводимость лежат в основе непрерывной деятельности сердца. В стенке правого предсердия расположен ведущий центр автоматии (синоатриальный или синусовый узел), который задает постоянный ритм работы сердца (синусовый ритм). Возбуждение от ведущего узла автоматии достигает остальных отделов сердца по специфической ткани проводящей системы. Ритм сердца (или частота сердечных сокращений – ЧСС) регулируется экстракардиальными нервными и гуморальными влияниями. Это обеспечивает высокую адаптационную способность сердца при внешних воздействиях.

В норме водителем ритма сердца является синусный узел - СА (рис.4). При нарушении автоматизма этого узла ритмические сокращения сердца могут продолжаться благодаря импульсам, возникающим в атриовентрикулярном узле (АВ), однако частота и сила сокращений будут примерно вдвое меньше. Все отделы сердца способны к автоматизму, но это свойство выражено различно в разных участках миокарда. Убывание способности автоматизма от основания сердца к его верхушке носит название градиента автоматизма.

О механической работе сердца судят по частоте сердечных сокращений, по величине сердечного выброса (ударный объем крови), а о процессах возбуждения и проведения в сердечной мышце судят по электрокардиограмме (ЭКГ).Зубцы и интервалы ЭКГпозволяют судить не только о функциональных состояниях человека, но и имеют важное клиническое значение.

Особенностью сердечной мышцы является наличие длительного периода абсолютной рефрактерности (0,27 с), занимающего почти все время систолы желудочков (0,33 с), что обеспечивает прерывистый характер возникновения возбуждения, а следовательно, и сокращения. Большая продолжительность рефракторного периода делает невозможным возникновение тетануса в сердечной мышце и гарантирует режим одиночных ритмических сокращений. Сердечная мышца может ответить внеочередным сокращением — экстрасистолой, лишь на раздражение, которое возникает во время диастолы или протодиастолы, т. е. после окончания рефрактерного периода.

Регуляция сердечной деятельности: Ритмическая деятельность сердца находится под влиянием экстракардиальных (внесердечные) факторов. Важнейшим средь них является действие симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Раздражение симпатических и парасимпатических (блуждающих) нервов приводит к изменению возбудимости и проводимости миокарда, частоты сердечных сокращений, амплитуды сердечных сокращений. Симпатические и блуждающие нервы оказывают на сердце противоположное влияние: симпатические учащают и усиливают сердечные сокращения, повышают возбудимость и тонус миокарда, улучшают проводимость в миокарде, а блуждающие – наоборот.

Рис.4. Проводящая система сердца человека.

Экстракардиальная нервная регуляция работы сердца имеет рефлекторную природу. Значительную роль в этом играют влияния с рефлексогенных зон кровеносных сосудов — дуги аорты, каротидного синуса, верхней полой вены и правого предсердия. Кроме того, рефлекторные изменения работы сердца возникают при стимуляции механорецепторов, расположенных в желудке, кишечнике, брыжейке, а потому раздражение этих органов (механическое потягивание, поколачивание и др.) способно оказывать как возбуждающее, так и тормозящее влияние на сердечную деятельность.

Большинство компонентов плазмы крови, в том числе гормоны, электролиты (Nа⁺, К⁺, Са²⁺, Н⁺, НСО^з+ и др.), другие биологически активные вещества влияют на работу сердца. Усиливают работу сердца: адреналин, глюкагон, кортикостероиды, тироксин, трийодтиронин, а также кинины, простагландины и другие биологически активные вещества. Так, например, при повышении концентрации кальция в крови происходит увеличение силы и частоты сердечных сокращений, а избыто к кали я приводит к ослаблению сердечной деятельности вплоть до остановки сердца в стадии диастолы.

Некоторые сердечные рефлексы имеют важное практическое, а иногда и лечебное значение. Среди наиболее часто используемых – глазо – сердечный (Данини – Ашнера), синокаротидный (Геринга – Чермека), солярный (Тома, Ру). Названные рефлексы являются вагусными, то есть при раздражении соответствующих рефлекторных зон ведут к стимуляции вагусных влияний на сердце. Центростремительные пути рефлексов достигают ядра блуждающего нерва в продолговатом мозгу, откуда начинаются центробежные пути, идущие к сердцу.

О процессах, происходящих в сосудистой системе, судят по гемодинамическим показателям. Основными их них являются: кровяное давление в сосуде, сердечный выброс, периферическое сопротивление сосудов, минутный объем кровообращения.

Кровяное давление – это давление крови на стенки кровеносных сосудов. Это важнейший показатель состояния сердца и сосудов. Уровень кровяного давления определяется рядом факторов, среди которых основными являются работа сердца и тонус сосудов.

Артериальное давление (АД) - это давление, развиваемое током крови в артериальных сосудах. Величина АД колеблется в зависимости от фаз сердечного цикла. В период систолы оно повышается (систолическое или максимальное давление - АДС), в период диастолы – снижается (диастолическое или минимальное давление - АДД). Разность между величинами систолического и диастолического давления составляет пульсовое давление (ПД). Величина среднего артериального давления (АДср) несет информацию об энергии непрерывного движения крови по сосуду, являясь довольно постоянной величиной для данного сосуда и отражая степень эластичности артериальной стенки. Нетрудно понять, что по мере продвижения крови вдоль сосудистого русла из-за сопротивления сосудов кровяное давление снижается, исчезают пульсации. Наибольший градиент снижения давления отмечается в артериолах, которые имеют наибольшее сопротивление току крови.

Для регистрации АД, у человека наиболее часто используют непрямые (бескровные) методы— аускультативный (Короткова) и пальпаторный (Рива-Роччи).

На основе вышеперечисленных показателей можно косвенно оценить ударный объем крови (УОК) или систолический выброс, минутный объем кровообращения (МОК), общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС). Ударный объем крови - это количество крови, выбрасываемое желудочками сердца в период одной систолы, а минутный объем кровообращения - это объем крови, выбрасываемый желудочком за 1 минуту.

1.1.7. Выделительные системы.

Органы, выполняющие выделительные функции, называются выделительными, или экскреторными. К ним относят почки, легкие, кожу, печень и желудочно-кишечный тракт. Главное назначение органов выделения - это поддержание постоянства внутренней среды организма.

Легкие и верхние дыхательные пути удаляют из организма углекислый газ и воду, а также пары эфира и хлороформа при наркозе, сивушные масла при алкогольном опьянении. При нарушении выделительной функции почек через слизистую оболочку верхних дыхательных путей начинает выделяться мочевина, которая разлагается, вызывая соответствующий запах аммиака изо рта. Печень и желудочно-кишечный тракт выводят с желчью из организма ряд конечных продуктов обмена гемоглобина и других порфиринов в виде желчных пигментов, конечные продукты обмена холестерина в виде желчных кислот. В составе желчи из организма экскретируются лекарственные препараты (антибиотики). Желудочно-кишечный тракт выделяет продукты распада пищевых веществ, воду, вещества, поступившие с пищеварительными соками и желчью, соли тяжелых металлов, некоторые лекарственные препараты и ядовитые вещества. Кожа осуществляет выделительную функцию за счет деятельности потовых и в меньшей степени сальных желез. Потовые железы удаляют воду, мочевину, мочевую кислоту, креатинин, молочную кислоту, соли щелочных металлов, органические вещества, летучие жирные кислоты, микроэлементы, пепсиноген, амилазу и щелочную фосфатазу. С секретом сальных желез из организма выделяются свободные жирные и неомыляемые кислоты, продукты обмена половых гормонов.

Почки являются основным органом выделения. Основными выделительными функциями почек являются:

1. Выделительная, или экскреторная, функция. Почки удаляет из организма избыток воды, неорганических и органических веществ, продукты азотистого обмена и чужеродные вещества: мочевину, мочевую кислоту, креатинин, аммиак, лекарственные препараты.

2. Регуляторная.

· обеспечивает регуляцию водного баланса и соответственно объема крови, вне- и внутриклеточной жидкости (волюморегуляция) за счет изменения объема выводимой с мочой воды.

· Обеспечивает постоянство осмотического давления жидкостей внутренней среды путем изменения количества выводимых осмотически активных веществ: солей, мочевины, глюкозы (осморегуляция).

· Поддерживает ионный состав жидкостей внутренней среды и ионного баланса организма путем избирательного изменения экскреции ионов с мочой (ионная регуляция).

· Обеспечивает поддержание кислотно-основного состояния путем экскреции водородных ионов, нелетучих кислот и оснований.

3. Секреторная:

· Образование и выделение в кровоток физиологически активных веществ: ренина, эритропоэтина, активной формы витамина D, простагландинов, брадикининов, урокиназы (инкреторная функция).

· Регуляция уровня артериального давления путем внутренней секреции ренина, веществ депрессорного действия, экскреции натрия и воды, изменения объема циркулирующей крови.

· Регуляция эритропоэза путем внутренней секреции гуморального регулятора эритрона - эритропоэтина.

· Регуляция гемостаза путем образования гуморальных регуляторов свертывания крови и фибринолиза - урокиназы, тромбопластина, тромбоксана, а также участия в обмене физиологического антикоагулянта гепарина.

4. Обменная (участие в обмене белков, липидов и углеводов)

5. Защитная функция: удаление из внутренней среды организма чужеродных, часто токсических веществ.

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, в котором происходит образование мочи. В зрелой почке человека содержится около 1-1,3 мл нефронов. Нефрон состоит из почечного (мальпигиева) тельца, которое содержит клубочек кровеносных капилляров. Капсула переходит в просвет проксимального канальца. Проксимальный каналец начинается извитой частью, которая переходит в прямую часть канальца. Клетки проксимального отдела имеют щеточную каемку из микроворсинок, обращенных в просвет канальца. Затем следует тонкая нисходящая часть петли Генле, стенка которой покрыта плоскими эпителиальными клетками. Нисходящий отдел петли опускается в мозговое вещество почки, поворачивает на 180° и переходит в восходящую часть петли. Восходящая часть петли Генле, имеет тонкое и толстое восходящие колена и поднимается до уровня клубочка своего же нефрона. Дистальный извитой каналец располагается в корковом слое почки и соприкасается с клубочком между приносящей и выносящей артериолами. Он впадает в собирательные трубочки почки.

Собирательные трубочки опускаются из коркового вещества почки в глубь мозгового вещества, сливаются в выводные протоки и открываются в полости почечной лоханки. Почечные лоханки открываются в мочеточники, которые впадают в мочевой пузырь.