Механизмы регуляции вегетативных функций организма

Эндокринные железы, или железы внутренней секре­ции, представляют собой специализированные органы или группы клеток, вырабатывающие и выделяющие в кровь специальные биологически активные вещества — гормоны. К железам внутренней секреции у человека и животных относятся гипофиз, щитовидная и околощи­товидные железы, надпочечники и островковый аппарат поджелудочной железы, половые железы, эпифиз, вилочковая железа. К эндокринным образованиям можно также отнести диффузно рассеянные эндокринные клет­ки желудочно-кишечного тракта (энтериновая система), юкстагломерулярный аппарат почки и др. При действии гормонов на органы и ткани прояв­ляется их специфичность и избирательность, сравни­тельно большая дистантность. Органы, обладающие способностью связывать гормон и отвечать на него спе­цифическими изменениями функции, называются «орга­нами-мишенями» для данного гормона.

Гормоны могут осуществлять свое влияние на органы как непосредственно, так и опосредованно через нервную систему — ее рецепторный и центральный ап­параты. Прямое действие гормонов может быть связа­но с изменением проницаемости клеточных мембран, с влиянием на внутриклеточные ферментные системы, с воздействием на генетический аппарат клетки.

Железы внутренней секреции находятся в сложных взаимоотношениях между собой. Это проявляется в том, что на каждый орган, на каждую функцию синергично или антагонистично оказывают действие одновремен­но несколько гормонов, а гормоны одних желез оказы­вают влияние на функцию других эндокринных желез.

Ведущую роль во взаимодействии эндокринных же­лез выполняет гипофиз. В передней доле гипофиза вы­рабатываются «тропные» гормоны, усиливающие эндо­кринную деятельность щитовидной железы (тиреотропный), надпочечников (адренокортикотропный), половых желез (гонадотропные). В свою очередь, значительное повышение в крови содержания гормонов данных желез тормозит продукцию «тройных» гормонов гипофиза. Такое взаимодействие было названо «плюс — минус взаимодействие» (М.М.Завадовский, 1941) или взаимо­действие по принципу отрицательной обратной связи.

Гуморальная регуляция осуществляется относитель­но медленно, так как скорость движения крови неболь­шая, и поэтому включение гуморальных механизмов про­исходит постепенно. Действие химических регуляторов на органы и ткани продолжается длительно, оно широко охватывает регулируемые органы и ткани.

Нервная регуляция. В общей регуляции функций це­лостного организма ведущую роль выполняет цен­тральная нервная система (ЦНС), что определяется ее структурными и функциональными особенностями: 1) не­посредственный контакт с внешней средой через рецеп­торы, 2) широкий охват нервными отростками всех ор­ганов, тканей, 3) высокая возбудимость, проводимость и лабильность. Благодаря этому нервная регуляция фун­кций обеспечивает быстрое и избирательное включение в реакцию определенных органов и систем организма и их строгое взаимодействие.

В отечественной физиологии и медицине И. М. Се­ченовым, И. П. Павловым, С. П. Боткиным было раз­вито научное направление, известное под названием нервизма, — «стремящееся распространить влияние нер­вной системы на возможно большее количество деятельностей организма» (Павлов И. П. Поли. собр. соч., т. 1, с. 197). Сторонники идеи нервизма объяс­няли целостность организма, его уравновешенность с внешней средой прежде всего наличием нервной регуля­ции. Идеи нервизма, характерные для отечественной фи­зиологии, способствовали созданию синтетической физио­логии на основе разработанного И. П. Павловым ново­го экспериментального метода исследования функций — «хронического опыта». Этот метод давал в руки фи­зиолога «весь нераздельно целый организм» животного.

И. П. Павловым показано, что нервная система осу­ществляет регуляцию функций по трем основным путям влияний: а) пусковое (включает и выключает функцию, стимулирует ее или тормозит); б) регулирующее достав­ку питательных веществ и кислорода через систему кро­вообращения; в) трофическое (регулирует уровень и ско­рость протекания обменных процессов, уровень основ­ных физиологических свойств).

Нервная регуляция функций организма осуществля­ется по общему рефлекторному принципу.

Рефлекс — закономерная целостная реакция организ­ма, возникающая в ответ на воздействия внешней сре­ды или изменения его внутреннего состояния и осуще­ствляемая с участием центральной нервной системы. Структурной основой для рефлекторной регуляции фун­кций организма, в том числе и функций его внутренних органов, является рефлекторная дуга.

Рефлекторная дуга состоит из рецепторов, чувстви­тельных или афферентных нервов, нервного центра, эф­ферентных нервов (двигательных, секреторных, трофи­ческих), рабочих органов, аппарата обратной связи. Функцию различных элементов рефлекторной дуги ко­ротко можно определить следующим образом. Рецепто­ры осуществляют восприятие и анализ раздражения, кодирование информации в виде серии нервных импуль­сов. Рецепторы отличаются по своей структуре и функ­ции и имеют высокую чувствительность к адекватным раздражителям. Афферентные и эфферентные нервы вы­полняют функцию проводников, функцию связи. Инфор­мация, идущая по этим нервам от рецепторов к цен­трам и от центров к исполнительным органам, не под­вергается никаким изменениям и передается сравнитель­но быстро. Нервные центры осуществляют анализ и син­тез раздражения, интегрируют раздражение и на основе этого вырабатывают определенную программу действий, задают рабочие параметры исполнительным органам на периферии и организму в целом. В состав нервных цен­тров входят афферентные, эфферентные и вставочные (контактные) нейроны. В ответ на воздействие раздра­жителя в нервных центрах может развиться не только возбуждение, но и противоположный ему процесс — торможение.

Аппарат обратной связи (передача сигналов от вы­хода системы к ее входам) дает возможность центрам получать информацию о завершенности той или иной приспособительной деятельности и, таким образом, осу­ществлять контроль за выполнением рабочими органами заданной программы. Благодаря обратной связи орга­низм в определенной степени способен осуществлять са­морегуляцию функций подобно сложным кибернетичес­ким (саморегулирующимся) системам.

Все функции организма делятся на две группы: 1), анимальные, или соматические и 2) вегетативные.

К вегетативным функциям относятся функции, непосредственно связанные с обменом веществ и энергии (кровообращение, дыхание, пищеварение, выделение), а также внутренняя секреция, рост и размножение. Сомати­ческие функции: сенсорные функции центральной нервной системы и двигательные функции скелетных мышц.

В соответствии с таким делением функций и вся нервная система делится на анимальную, или сомати­ческую, осуществляющую восприятие раздражений и ре­гуляцию движений тела (скелетных мышц), и автоном­ную, или вегетативную, регулирующую функции внутрен­них органов, сосудов, потовых желез, метаболические процессы во всех тканях, в том числе в скелетных мыш­цах и в самой нервной системе.

Вегетативная нервная система делится на симпати­ческий и парасимпатический отделы. Центры симпати­ческого отдела находятся в боковых рогах серого ве­щества грудного и поясничного отделов спинного мозга. Эфферентные симпатические волокна выходят из данных отделов мозга через передние корешки.

Парасимпатические центры находятся в среднем и про­долговатом мозге (краниальный отдел) и в крестцовом отделе спинного мозга. Эфферентные парасимпатические волокна из краниального отдела выходят в составе ряда черепно-мозговых (головных) нервов, из крестцового от­дела спинного мозга — в составе тазовых нервов.

Эфферентный вегетативный путь является, как пра­вило, двухнейронным и имеет перерыв (синаптический контакт) в ганглиях (узлах) вегетативной нервной сис­темы. Симпатические эфферентные волокна прерываются в вертебральных ганглиях пограничного симпатического ствола и в некоторых превертебральных ганглиях. Парасимпатические эфферентные волокна прерываются в ганглиях, расположенных внутри органов (интрамурально). Волокна, идущие к ганглиям, называются преганглионарными, а выходящие из ганглиев — постганглионарными. Переключение в ганглиях вегетативной нервной системы имеет важное значение: в них, во-пер­вых, преобразуется возбуждение (как и в центрах) и, во-вторых, осуществляется феномен мультипликации (постганглионарных волокон больше, чем преганглионарных), т.е. расширяется сфера охвата органов и тканей регулирующими влияниями.