Т  ИПЫ ВНД
с  ильный слабый(меланхолик)
уравновешенный неуравновешенный (холерик)
 
подвижный (сангвиник) инертный (флегматик)
Раздел 3. Сенсорные и эндокринная системы.
Основные темы раздела.
7. Сенсорные системы.
8. Эндокринная система.
^
Основные вопросы лекции и семинарского занятия.
Сенсорная информация и рецепторы.
Соматосенсорная рецепция и проприорецепция.
Орган зрения.
Орган слуха.
Физиология обоняния.
Вкусовая рецепция.
Вестибулярный аппарат.
Органы чувств и коррекция движений.
Сенсорная информация и рецепторы.
Система анализа раздражителей определенной физической или химической природы, завершающаяся их кодированием в нервных структурах называется сенсорной системой.
Система кодирования информации заключается в двух принципах: 1) локализация окончания нервного сигнала в структуре ЦНС, 2) интенсивность сигнала. Нарушение этих принципов кодирования приводит к ошибочным ощущениям.
В высших корковых проекциях сенсорных систем происходит расшифровка кода сигналов, их интеграция и формирование ощущений. Ощущение – это восприятие действительных событий, основанное на предшествующем опыте.
И. П. Павлов сформулировал понятие анализатора.^ . Иными словами, анализатор – это механизм образования ощущения.
Анализатор состоит из рецепторных образований, афферентных путей и отделов ЦНС, где собственно и происходит анализ. От центрального отдела анализатора к эффекторам идут эфферентные нервы, которые призваны передать импульс действия.
^ Рецепторы могут быть организованы довольно просто, например, тактильные или вкусовые рецепторы, а могут быть организованы очень сложно, как глаз или ухо. В последнем случае их принято называть органами чувств.
Рецепторы различают по уровню специфичности и по способам взаимодействия с раздражителями. В первом случае выделяют мономодальные (зрительный) и полимодальные(болевые) рецепторы. Во втором случае контактные (тактильные) и дисконтактные (зрительный, слуховые) рецепторы.
^
Соматосенсорная или кожная рецепция обеспечивает ощущения тепла, холода, боли, прикосновения, давления.
Тактильные рецепторы относятся к типу быстро адаптирующихся рецепторов. Это значит, что в момент "включения" и "выключения" стимула они отвечают на изменения его интенсивности высокочастотным разрядом импульсов. Этот тип рецепторов находится в разных частях кожи, а также на языке, где их особенно много.
Рецепторы давления имеются на коже, суставах, мышцах, брыжейке. Это тип рецепторов медленной адаптации, то есть они отвечают на постоянный стимул постоянно уменьшающейся частотой импульсов.
Терморецепторов два типа – холодовые и тепловые. Тепловых рецепторов в коже примерно на порядок меньше. Это свидетельствует о том, что перегрев менее опасен для организма, чем переохлаждение.
Рецепторы боли (ноцицепторы) хуже всего изучены. Считается, что они есть почти везде, кроме мозговой и костной тканей. Боль – это важное ощущение, так как предупреждает организм об опасности, болезни, нарушении функции.
Особое значение для спортсменов имеет мышечное чувство или проприорецепция. Наиболее сложными для иннервации являются мышечные веретена.
Мышечные веретена – это пучки мышечных волокон, заключенных в соединительно-тканную капсулу. Именно здесь расположены рецепторы мышечного чувства. При растяжении мышечных веретен происходит возбуждение сенсорных нервов.
Кроме собственно проприорецепторов, в иннервации мышечного аппарата большую роль играют нервные сухожильные окончания, а также рецепторы связок, суставных сумок и фасций.
^
Орган зрения состоит из оптической и рецепторной систем, зрительного пути и центральной части анализатора, расположенной в затылочной доле коры больших полушарий.
^ представлена роговицей, передней камерой глаза, хрусталиком, задней камерой глаза и стекловидным телом. Рецепторная система – это сетчатка. Она представлена цветочувствительными клетками колбочками и светочувствительными клетками палочками.
В нормальном глазу изображение оказывается уменьшиным и перевернутым вследствие особого устройства глаза. Нормальное и прямое изображение предметов возникает в результате работы центрального отдела анализатора.
В сетчатке глаза содержится около 130 млн. палочек и более 7 млн. колбочек. Палочки находятся на периферии, а колбочки в центре сетчатки. Колбочки обладают высокой чувствительностью к электромагнитным волнам длинной от 430 до 575 нм.
Наше зрение в норме обладает высокой остротой, бинокулярностью и восприятием пространства.
^ – это способность различать наименьшее расстояние между двумя точками. Она зависит от точности фокусировки изображения на сетчатке.
Бинокулярность позволяет видеть предметы рельефно, а также определять расстояние до видимого предмета. Мы ощущаем правым и левым глазом предметы несколько по-разному. Это явление называется диспорантностью.
^ имеет значение движения глаз и взаимное перекрывание полей правого и левого глаза.
Пока не существует единой теории, объясняющей восприятие цвета. Наиболее распространенной является теория Юнга – Гельмгольца, утверждающая, что колбочки воспринимают три основные цвета красный, желтый и синий. Ощущение цвета возникает при смешении этих цветов.
^
Вначале звук попадает через наружное ухо к барабанной перепонке.
Колебания барабанной перепонки, вызываемые звуками разной высоты, длительности и громкости воспринимаются звукопроводящим аппаратом среднего уха по-разному. Слуховые косточки усиливают звуковые колебания в 60 раз. Колебания передаются в костный лабиринт внутреннего уха.
В костном лабиринте внутреннего уха расположен кортиев орган. Он представляет собой систему, где механические звуковые колебания превращаются в электрические колебания нервных импульсов.
Ухо человека воспринимает колебания с частотой от16 до 20000 герц. Анализ звуковых колебаний заканчивается в височных областях коры. Высшим корковым отделам слухового анализатора принадлежит решающая роль в анализе частоты и направления звука, а также фонемный анализ речевых сигналов.
Предложена гипотетическая модель парного центра, нейроны которого распределены на левой и правой половине слухового анализатора. В зависимости от направления звука слева или справа сила звука воспринимается большей с той самой стороны.
Речь мы выделяем из огромного числа окружающих звуков. Это происходит в центре восприятия звука. Однако восприятие и расшифровка слов происходит в другом центре мозга – центре восприятия устной речи. Поэтому мы хорошо воспринимаем родной язык, а для восприятия иностранного языка необходимо дополнительное обучение, так как услышать слово – это не значит понять его смысл. Вначале слово в мозгу кодируется, как и другая информация, а затем в центре речи расшифровывается его смысл.
^
По происхождению обоняние и вкус – наиболее древние органы чувств. У человека биологическая значимость обонятельной рецепции резко понижена по сравнению с другими животными, что связано, прежде всего, с прямохождением.
У очень многих людей (по американским данным до 15 %) наблюдается полная аносмия, то есть отсутствие чувствительности к запахам. У многих людей наблюдается частичная аносмия при насморке.
Первичный анализ запахов осуществляется обонятельными клетками, на которых имеется множество цилиндрических выростов цитоплазмы. Эти выросты увеличивают площадь первичной рецепции в 100 – 150 раз. Обонятельные клетки лежат в стороне от главных дыхательных путей. Они выстилают верхний носовой ход. Для возбуждения обонятельных клеток необходимо, чтобы молекулы пахучих веществ вошли в контакт с чувствительными волосковыми клетками.
Запах вещества – это результат взаимодействия различных групп ферментов с пахучим веществом. Наиболее распространенной теорией восприятия запаха является, так называемая, стереохимическая теория. Согласно этой теории вещества, вызывающие запах, совпадают с ультрамикроскопической структурой обонятельных клеток на подобие ключа и замка. Однако, есть данные противоречащие этой теории. Возможно, что запах – это результат колебательных свойств молекул пахучих веществ.
^
Основным органом вкусовой рецепции являются рецепторы, расположенные на языке. Такими рецепторами являются вкусовые почки, осуществляющие первичную вкусовую рецепцию. В каждой вкусовой почке находится по 9 – 10 рецепторных клеток, снабженных выростами. Эти выросты возбуждаются под действием химических раздражителей. От вкусовых почек отходят афферентные волокна, несущие возбуждение в центральные отделы анализатора.
Человек различает соленое (передние края языка), кислое (верхняя треть края языка), сладкое (кончик языка), горькое (корень языка). Кислый вкус обусловлен ионами Н+, солёный вкус - ионами Na + , а сладкий вкус ионами ОН-.
Существуют разные гипотезы, объясняющие механизмы возникновения вкусовых ощущений. Одна из них рассматривает возникновение вкуса как взаимодействие вкусовых веществ с рецепторами клеточных мембран. При этом большую роль может играть молекулярная структура веществ, вступающих во взаимодействие с рецепторными клетками.
Резкие вкусовые раздражители – перец, горчица – вызывают длительное последействие в результате раздражения вкусовых рецепторов.
Восходящие сигналы кодируются и передаются в высший подкорковый центр вкусового анализатора в продолговатом мозге. Далее в работу вступают обширные корковые зоны, отвечающие за вкус.
^
Вестибулярный аппарат включает в себя преддверие и три полукружных канала внутреннего уха.
На костных гребешках расширенных частей полукружных каналов имеются рецепторные волосковые клетки. Они погружены в желеобразную массу – купулу. Отклонения купулы приводят к изменению распределения зарядов на её поверхности с последующей деполяризацией клеточных мембран волосковых клеток.
Рецепторы прямолинейных ускорений находятся в мешочках и маточке преддверия. Здесь же находятся кристаллы отолиты. Они также оказывают влияние на отклонения купулы.
Возбуждение от чувствительных клеток вестибулярного аппарата передается к ядрам вестибулярного нерва, входящего в состав VIII пары черепно-мозговых нервов. Вестибулярный нерв состоит из клеток Скирпа, которые центральными отростками соединяются с ядрами продолговатого мозга.
Возбуждение вестибулярного нерва вызывает реакции в центрах рвоты, потоотделения, глазодвигательного нерва. Это ведет к вегетативным расстройствам: тошноте, рвоте, усиленному потоотделению.
Ведущая роль в возникновении вестибулярных расстройств принадлежит лимбической системе и ретикулярной формации мозга.
Вегетативные нарушения являются причинами таких состояний, как не проходящая морская болезнь, которой страдали некоторые мореплаватели.
^
Для анализа движений мозг использует данные от разных органов, систем и прежде всего от проприоцептивной системы. Благодаря разным органам чувств мы достаточно точно оцениваем положение тела в пространстве, что дает возможность корректировать движение. Как известно, анализ движений происходит в высших центрах коры, в районе центральной извилины.
Огромное влияние на коррекцию движений имеет вестибулярный аппарат. Вестибулярный контроль мышечной деятельности зависит от функционального состояния спортсмена. При перетренировке, например, ухудшается переносимость вращательных проб.
Для коррекции движений очень важны такие органы чувств, как зрение и слух. С функцией слухового анализатора связана возможность оценки продолжительности и частоты отдельных движений. Это важно, например, в таком виде спорта, как гребля, где синхронность движений достигается с помощью звуковых команд.
Зрительный анализатор корректирует точность броска или удара. Здесь очень большое значение имеет ортофония – оптимальное состояние баланса зрительного анализатора. Значительное физическое напряжение сопровождается нарушением ортофонии. При этом ухудшается точность ударов и бросков.
В некоторых видах спорта таких как горные лыжи, спортивные игры важная роль принадлежит периферическому зрению.
Ну а такие виды спорта, как стрельба или городки напрямую зависят от остроты зрения. Чем выше тренированность спортсмена, тем выше точность его пространственной ориентации.
^
План лекции и семинарского занятия.
Общий обзор эндокринной системы. Методы изучения желез и гормонов.
Механизмы секреции и действия гормонов.
Гипоталамус и гипофиз.
Щитовидная железа и паращитовидные железы.
Надпочечники.
Поджелудочная железа. Половые железы.
Влияние эндокринной системы на двигательную активность.
Общий обзор эндокринной системы. Методы изучения желез и гормонов.
Эндокринная система и нервная система – это главные регулирующие системы организма. Нервная система работает быстро, но порой её действия недостаточно для нормального протекания процесса. Эндокринная система действует медленнее, но зато её действие более постоянно.
В систему желез внутренней секреции или эндокринных желез входят разные по происхождению и строению железы: гипофиз, эпифиз, тимус, щитовидная железа, надпочечники, а также железы смешанной секреции – поджелудочная и половые. Все указанные железы не имеют протоков и выделяют непосредственно кровь биологически активные вещества – гормоны.
Большая часть сведений о работе эндокринных желез и их секретов была получена при изучении заболеваний, связанных с этими железами. В некоторых случаях проводилось экспериментальное удаление этих желез у животных.
Биохимические методы анализа очистки и синтеза гормонов дали возмоность ученым выяснить роль гормонов в процессах обмена веществ и жизнедеятельности, а также углубили познания в роли эндокринных желез в физиологических процессах.
В настоящее время хуже всего изучены эпифиз и тимус. Гормоны этих желез не выделены в чистом виде. Эпифиз древние римляне называли вместилище души. Существует мнение, что эпифиз отвечает за биологические ритмы. Тимус является важнейшим органом иммунной системы. Здесь образуется гормон тимозин, который отвечает за созревание Т-лимфоцитов. Однако, данный гормон не выделен в чистом виде и свойства его не описаны.
Механизмы секреции и действия гормонов.
По химической природе гормоны делятся на четыре группы:
производные аминов,
пептиды и белки,
стероиды,
жирные кислоты.
В регуляции секреции гормонов могут участвовать следующие механизмы.
А. Присутствие специфического метаболита в крови. Например, избыток в ней глюкозы вызывает секрецию поджелудочной железой гормона инсулина. В данном случае работает механизм, основанный на принципе отрицательной обратной связи.
Б. Присутствие в крови другого гормона. Например, многие гормоны передней доли гипофиза, стимулируют секрецию гормонов другими железами организма. Таким образом контролируется работа надпочечников. В данном случае работает каскадный механизм, так как для выработки других гормонов не требуется больших количеств исходного гормона. Здесь работает механизм положительной обратной связи.
В. Стимуляция со стороны вегетативной нервной системы. Например, при беспокойстве и стрессе мозговое вещество надпочечников выделяет адреналин и норадреналин.
Особенностью действия гормонов является их высокая специфичность. Эти вещества действуют не на все клетки, а лишь на определенные, называемые "мишенями". Клетки-"мишени" имеют на своих поверхностных мембранах особые рецепторы, к которым могут прикрепляться гормоны. Многие гормоны имеют в своих молекулах специфические участки, ответственные за прикрепление к рецептору.
^
В настоящее время известно, что гипоталамус и гипофиз очень тесно связаны между собой. Гипоталамус вырабатывает нейропептиды, усиливающие и угнетающие работу гипофиза. Кроме того, многие гормоны передней доле гипофиза образуются нейросекреторными клетками гипоталамуса. Поэтому в последнее время в литературе принято говорить о единой гипофизарно-гипоталамической системе.
Гипофиз человека состоит из двух долей. Передняя доля называется аденогипофиз, а задняя – нейрогипофиз.
Основной гормон передней доли –соматотропный гормон или гормон роста. Недостаток этого гормона делает человека карликом лилипутом, а избыток – гигантом. (Карликами считаются люди ниже 1м 50 см, а гигантами выше 2м). Кроме того, передняя доля выделяет группу гормонов стимулирующих работу половых желез. Гормон тиротонин увеличивает продукцию гормонов щитовидной железы. Адренокортикотропный гормон (АКТГ) вызывает усиленный синтез гормонов надпочечников. Таким образом, гормоны влияют на функции очень многих желез внутренней секреции.
В задней доле – нейрогипофизе – содержатся два гормона вазопрессин и окситоцин. Первый из них усиливает реадсорбцию воды в почках. При недостатке вазопрессина у человека развивается заболевание несахарный диабет или мочеизнурение. (Больной выделяет до 50 л мочи в сутки и погибает от обезвоживания). Окситоцин оказывает разнообразное влияние на матку.
^
Основное влияние гормоны щитовидной железы оказывают на регуляцию белкового обмена, и тем самым оказывают влияние на рост и развитие организма. Основными гормонами этой железы являются тироксин и трииодтироксин. Все гормоны щитовидной железы содержат йод.
При недостаточной функциональной активности щитовидной железы у взрослых людей развивается болезнь – миксидема, а у детей – кретинизм.
Миксидема выражается в снижении уровня обмена веществ, одутловатости снижении уровня интеллекта. При кретинизме наблюдается задержка роста и умственного развития ребенка.
Повышенная активность щитовидной железы называется тиреотоксикоз или базедова болезнь. Она выражается в разрастании тканей щитовидной железы, повышенной раздражительности, нарушению кровообращения и тахикардии, к психическим травмам.
Паращитовидные железы – это четыре небольшие железы, расположенные рядом со щитовидной железой. Гормон паращитовидных желез – паратгормон – отвечает за обмен кальция в организме. Нарушение в работе этих желез приводит к нарушению роста и развития костной ткани. Полное удаление паращитовидных желез у животных сопровождается судорожными сокращениями с последующей гибелью от расстройства дыхания. При избыточной функции паращитовидных желез возникает остеопороз – разрушение костей при нагрузках.
5. Надпочечники.
Надпочечники покрывают верхнюю часть почек. Это парные железы, состоящие из коркового и мозгового слоев.
В 1855 году английский врач Томас Аддисон описал заболевание, которое назвал бронзовая болезнь. Симптомами этого заболевания являются общая слабость мышц, пониженный обмен веществ, бронзово-землистый цвет кожи. При дальнейшем изучении этой болезни оказалось, что она является результатом комплексного недостатка гормонов коры надпочечников.
Корковый слой делится на три зоны: внутренней, средней и наружной. Внутренняя зона выделяет половые гормоны и является единственным их источником до периода полового созревания и во время климакса.
Средняя зона выделяет гормоны глюкокортикоиды. Эти гормоны влияют на обмен углеводов. Например, гормон кортизон регулирует образование гликогена. Многие стероидные гормоны этого слоя надпочечников стимулируют физическую работоспособность и снижают утомляемость скелетных мышц. Использование экзогенных препаратов этих гормонов считается в спорте допингом. Главный вред этих препаратов состоит в том, что они не только влияют на спортивный результат, но и отрицательно сказываются на здоровье спортсмена. Это выражается, прежде всего, в нарушении нормального функционирования надпочечников.
Наружный слой корковой зоны является источником минералкортикоидов. Эти гормоны регулируют обмен минеральных веществ в организме.
Корковый слой надпочечников является жизненно необходимым: удаление его у животных приводило к их гибели в 100% случаев.
В мозговом слое надпочечников вырабатываются такие гормоны, как адреналин и норадреналин. Это "стрессовые" гормоны, которые выделяются в периоды больших нагрузок на нервную систему. Известно, что они являются ускоряющими медиаторами нервной системы и, по-видимому, в этом состоит основной механизм их деятельности.
^
Поджелудочная железа и половые железы состоят из двух частей экзокринной и эндокринной и поэтому их иногда называют железами смешанной секреции или гетерокринными.
Основными гормонами поджелудочной железы являются гормоны инсулин и глюкагон. Инсулин поддерживает уровень глюкозы в крови. При его отсутствии у человека развивается заболевание сахарный диабет: в крови скапливается глюкоза, а к клеткам она не попадает. Диабет системное заболевание, так как нарушаются разные стороны обмена веществ. При отсутствии надлежащего лечения больной погибает. Сахарный диабет бывает первого и второго типа. Диабет первого типа заболевание наследственное и связано с плохой работой генов, которые вырабатывают белок инсулин. Диабет второго типа развивается постепенно в результате несбалансированного питания и связан с недостаточной работоспособностью инсулина. Последствия диабета первого типа обычно устраняются введением экзогенного инсулина, а в случае диабета второго типа порой достаточно щадящей диеты с пониженным содержанием углеводов и жиров.
Гормон глюкагон мобилизует увеличение концентрации глюкозы в крови за счет запасов гликогена. Избыточное количество глюкозы удаляется с мочой.
На различные физиологические функции оказывают влияние и другие гормоны поджелудочной железы. Липокаин участвует в регуляции фосфолипидного обмена и предупреждает ожирение печени. Ваготонин повышает активность нейронов блуждающего нерва и т.д.
^ У мальчиков и девочек до периода полового созревания и женские и мужские гормоны образуются примерно в равных количествах. Затем гормоны противоположного пола продолжают секретироваться в половых железах, но их количество примерно в 10 раз меньше.
Мужские половые гормоны образуются в семенниках, в клетках Лейдинга. Основным мужским гормоном является тестостерон. Он регулирует сперматогенез, развитие вторичных половых признаков, влияет на уровень белкового и углеводного обмена, а значит на рост мышечной массы. Введение тестостерона экзогенным путем считается в спорте допингом.
Женские половые гормоны - эстрогены – выступают регуляторами месячного цикла, нормального протекания беременности, развития женских вторичных половых признаков, лактации.
^
Адаптация к физическим нагрузкам проходит несколько фаз. Этим фазам соответствует активность эндокринной системы.
^ . Во время этой фазы происходит декомпенсация работы многих органов и систем. Эндокринная система реагирует на это активизацией надпочечников. Выделяется в большом количестве адреналин и некоторые гормоны коры надпочечников. В то же время несколько подавлена работа щитовидной железы.
^ На этой фазе организм особенно устойчив к неблагоприятным воздействиям. Активизируется белковый синтез, что сопровождается усилением работы большинства эндокринных желез. Особенно активизируются гормоны системы гипоталамус – гипофиз – надпочечники. Гипоталамус воспринимает нервный сигнал реальной или предстоящей физической нагрузки и превращает его в гормональные сигналы. Происходит высвобождение гормонов гипофиза, а те в свою очередь способствуют секреции гормонов надпочечников. Гормоны надпочечников повышают устойчивость организма к физическим нагрузкам. В то же время, чрезмерные нагрузки подавляют деятельность надпочечников. Продолжает выделяться в больших количествах и адреналин. На короткое время повышается активность поджелудочной железы. А вот активность щитовидной железы выражается в более быстром наступлении физического переутомления.
^ . Главная характеристика этой фазы – это исчерпание физических резервов организма. На этой стадии падает активность большинства желез внутренней секреции за исключением, пожалуй, щитовидной. Гормоны щитовидной железы на этой стадии могут повалять работу многих гормонов и, прежде всего, гормонов коркового слоя надпочечников.
|
