Нейро-эндокринная регуляция

Если говорить о регуляции жизнедеятельности биосистем, то ее надо рассматривать не только в зависимости от уровня их организации, но и от тех условий, в которых они развиваются и функционируют. Понятно, что если мы рассматриваем биосистемы клеточного уровня, то здесь ведущим фактором, определяющим условия их существования будут воздействия внешней среды с одной стороны и тот генетический код, который заложен в их ядре.

Если рассматривать элементы регуляции на уровне органов, системы органов, то здесь наряду с воздействием факторов внешней среды и генетического кода клеток, уже добавляются в качестве регуляторных механизмов и межклеточные взаимоотношения. Наиболее сложно регуляция жизнедеятельности биосистем представлена на организменном уровне, и она представлена нейро-гуморальной регуляцией, которая обеспечивается органами эндокринной и нервной систем человека и животных.

Таким образом, в развитии регуляторных систем можно выделить несколько последовательно развивающихся этапов:

1. воздействие факторов внешней среды различной этиологии;

2. использование гуморальных (химических) факторов - наиболее высшим его проявлением является развитие эндокринной (гармоны) и вегетативной нервной (медиаторы) систем;

3. нервная регуляция, включающая и высшую нервную деятельность головного мозга (формирование головного мозга, коры головного мозга, высшая нервная деятельность).

Нервная система, как высший этап развития регуляторных механизмов функционирования биосистем организменного уровня в своей основе содержит элементы гуморальной регуляции (вегетативная нервная система) и собственно нервной регуляции (соматическая нервная система). Наряду с этим, сама нервная система состоит из центрального и периферического отделов. К центральной нервной системе относится спинной и головной мозг, а к периферической – нервные сплетения и нервы.

Структурной единицей нервной системы является нейрон – специфическая клетка, обеспечивающая восприятие, проведение, обработку полученной информации и регуляцию ответных реакций организма. Исходя из этого, с учетом специализации нейронов, они принципиально подразделяются на три группы клеток: а) воспринимающие информацию, периферический отросток которых заканчивается рецептором (зрительный анализатор, слуховой анализатор, обонятельный анализатор, кожная чувствительность, вкусовой анализатор, проприоцептивная чувствительность, интерцептивная чувствительность, орган равновесия); б) нейроны, обеспечивающие обработку информации и принятие управленческих решений (они образуют в основном структуры спинного и головного мозга); в) нейроны, обеспечивающие реализацию ответных реакций (двигательные реакции, секреция и др.).

Нервная система в своем развитии проходит несколько стадий:

1. сетевидная – характеризуется тем, что в ответ на раздражение из внешней среды возникает генерализованная ответная реакция всего организма;

2. узловая – в ответ на воздействие факторов внешней среды реакция возникает только в каком-то его сегменте;

3. трубчатая – развитие нервной трубки и формирование сегментарной (более экономной) ответной реакции на внешний раздражитель;

4. цефализация нервной системы – связана с формированием головного мозга, что обусловлено развитием органов чувств (зрение, обоняние, слух, равновесие, вкус и др.) в головном конце нервной трубки;

5. кортикализация головного мозга – обусловлена развитием высшей нервной деятельности и формированием на его поверхности коры головного мозга, где располагаются высшие центры регуляторных систем и его структуры, обеспечивающие высшую нервную деятельность, включая мыслительные процессы и психическую деятельность человека.

Однако, в строении нервной системы у человека и животных просматриваются все эти стадии ее развития.

В свою очередь, высшим отделом головного мозга является его кора, за счет функционирования которой осуществляются высшие аналого-синтетические механизмы ее деятельности и социализация человека, как биосоциальной системы.

Следовательно, в основе функционирования нервной системы лежит построение нейронных цепей (рефлекторные дуги различной сложности) и взаимосодействие нервных клеток, обеспечивающих восприятие информации, ее обработку и осуществление ответных реакций. Наиболее типичной является простая рефлекторная дуга, которая представляет собой взаимосодействие трех нервных клеток.

Рис. 10. Схема рефлекторных дуг соматического (слева) и вегетативного (справа) типов, замыкающихся в спинном мозге.

1- рецептор; 2- чувствительный нейрон спинномозгового ганглия; 3- дорсальный корешок; 4- спинномозговой нерв; 5- вставочный нейрон; 6- двигательный нейрон переднего рога; 7- вентральный корешок; 8- двигательное нервное окончание скелетной мышцы; 9- нейрон симпатического ядра бокового рога; 10- преганглионарное волокно; 11- белая соединительная ветвь; 12- периферический вегетативный ганглий; 13- эффекторный нейрон; 14- постганглионарное волокно; 15- серая соединительная ветвь; 16- двигательное нервное окончание на гладкой мышце; 17и 18- волокна пирамидного пути.

Так, тело первого нейрона (2) обеспечивающего восприятие информации из внешней среды располагается в спинно-мозговых узлах или в узлах черепно-мозговых нервов (узловая стадия развития нервной системы). Его периферический отросток направляется к пограничным контактно-разграничительным структурам (кожа, слизистые и др.), где и заканчивается рецептором (1), а его центральный отросток направляется в спинной мозг к телам вторых нейронов (5), в которых происходит обработка информации и принятие управленческих решений – ответных моторных реакций. В спинном же мозге находятся тела третьих мотонейронов (6), осуществляющих ответные двигательные реакции на воздействия из внешней среды.

Сложные рефлекторные дуги отличаются от простой тем, что обработка информации и формирование окончательных управленческих решений выполняется не в одном (5) нейроне, как в первом случае, а в зависимости от их сложности последовательно в нескольких – до пяти и более.

В свою очередь, нервная система подразделяется на две основные части: соматическую и вегетативную. Они различаются не только по субстрату, регуляцию деятельности которого они осуществляют, но и по ее способу. Вегетативная нервная система является более древней – использует в обеспечении своей деятельности и гуморальные факторы (медиаторы), регулируя бессознательные ответные (автоматизированные) реакции сердечно-сосудистой системы и внутренних органов (элементы обеспечения), которые реализуются гладкомышечными клетками и секреторным эпителием.

Однако, ее третий нейрон (13) располагается за пределами спинного и головного мозга – в узлах вегетативной нервной системы (ВНС), что является отражением более молодой стадии (узловой) ее развития. Высшие центры ВНС расположены в основном в подкорковых структурах головного мозга. Соматическая же нервная система обеспечивает регуляцию (сознательную) функции опорно-двигательного аппарата (рабочие элементы организменного уровня), а ее высшие центры находятся в коре головного мозга.

В свою очередь, вегетативная нервная система подразделяется на два основных отдела: симпатический и парасимпатический. Симпатическая часть вегетативной нервной системы (медиатор адреналин) обеспечивает усиление функциональной активности организма в ответ на воздействие факторов внешней среды: усиливаются обменные процессы, повышается ЧСС, усиливается потоотделение, снижается перестальтика кишечника и др. Парасимпатическая часть вегетативной нервной системы (медиатор ацетилхолин) реализует противоположный эффект, обеспечивая защиту организма от различных неблагоприятных воздействий, как со стороны внешней, так и внутренней его среды: снижаются обменные процессы (снижается выработка продуктов метаболизма), снижается ЧСС, потоотделение, повышается перестальтика кишечника и др., то есть организм освобождается от экскретов и уменьшает выработку продуктов метаболизма, которые могут привести к его самоотравлению.

Рис. 11. Строение организма.

В свою очередь, вегетативные узлы, в которых происходит переключение спреганлионарных на постганглионарные волокна имеют особенности локализации в зависимости от отделов ВНС. Так, в симпатическом отделе этой части нервной системы они образуют вдоль позвоночника симпатический ствол или же локализованы в крупных вегетативных сплетениях, расположенных вокруг магистральных артериальных сосудов и их основных ветвей. Узлы парасимпатической части ВНС располагаются более переферийно: или в околоорганных, или во внутриорганных вегетативных нервных сплетениях.

Высшие центры эндокринной системы находятся в подкорковых отделах головного мозга (гипоталамус), который прямыми и обратными связями связан с гипофизом и остальными эндокринными железами (щитовидная и паращитовидная железы, надпочечники, поджелудочная железа, яичники, яички). Эти связи осуществляются через выработку ими гормонов, которые и осуществляют регуляторные воздействия не только на различные функции систем организма, но и на его развитие и созревание.