Текст книги "Нормальная физиология"

Автор книги: Николай Агаджанян

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 41 страниц)

Парасимпатический отдел вегетативной нервной системы

Центрами парасимпатического отдела автономной нервной системы являются ядра, находящиеся в среднем мозге (III пара че-репно-мозговых нервов), продолговатом мозге (VII, IX и X пары черепно-мозговых нервов) и крестцовом отделе спинного мозга (ядра тазовых внутренних нервов). От среднего мозга отходят преганглионарные волокна парасимпатических нервов, которые входят в состав глазодвигательного нерва. Из продолговатого мозга выходят преганглионарные волокна, идущие в составе лицевого, языкоглоточного и блуждающих нервов. От крестцового отдела спинного мозга отходят преганглионарные парасимпатические волокна, которые входят в состав тазового нерва. Ганглии пара-симпатической нервной системы располагаются вблизи иннервируемых органов или внутри них. Поэтому преганглионарные волокна парасимпатического отдела длинные, а постганглионарные волокна короткие по сравнению с волокнами симпатического отдела. В окончаниях как преганглионарных, так и большинства постганглионарных волокон вырабатывается ацетилхолин. Пара-симпатические волокна иннервируют, как правило, только определенные части тела, которые имеют также симпатическую, а иногда и внутриорганную иннервацию. Парасимпатическая нервная система не иннервирует скелетные мышцы, головной мозг, гладкие мышцы кровеносных сосудов, за исключением сосудов языка, слюнных желез, половых желез и коронарных артерий, органы чувств и мозговое вещество надпочечников. Постганглионарные парасимпатические волокна иннервируют глазные мышцы, слезные и слюнные железы, мускулатуру и железы пищеварительного тракта, трахею, гортань, легкие, предсердия, выделительные и половые органы.

При возбуждении парасимпатических нервов тормозится работа сердца (отрицательные хроно-, ино-, дромои батмотропное действия), повышается тонус гладкой мускулатуры бронхов, в результате чего уменьшается их просвет, сужается зрачок, стимулируются процессы пищеварения (моторика и секреция), обеспечивая тем самым восстановление уровня питательных веществ в организме, происходит опорожнение желчного пузыря, мочевого пузыря, прямой кишки. Действие парасимпатической нервной системы направлено на восстановление и поддержание постоянства состава внутренней среды организма, нарушенного в результате возбуждения симпатической нервной системы. Парасимпатическая нервная система выполняет в организме трофотропную функцию.

Внутриорганный отдел (энтеральный, метасимпатический)

К этому отделу относятся интрамуральные системы всех полых висцеральных органов, обладающих собственной автоматической двигательной активностью: сердце, бронхи, мочевой пузырь, пищеварительный тракт, матка, желчный пузырь и желчные пути.

Внутриорганный отдел имеет все звенья рефлекторной дуги: афферентный, вставочный и эфферентный нейроны, которые полностью находятся в органе и нервных сплетениях внутренних органов (например, ауэрбаховском и мейснеровском). Этот отдел отличается более строгой автономностью, т. е. независимостью от ЦНС, так как не имеет прямых синаптических контактов с эфферентным звеном соматической рефлекторной дуги. Вставочные и эфферентные нейроны внутриорганной нервной системы имеют контакты с симпатическими и парасимпатическими нервами, а некоторые эфферентные нейроны могут быть общими с постганглионарными нейронами парасимпатической нервной системы. Все это обеспечивает надежность в деятельности органов. Внутриорганный отдел характеризуется наличием собственных сенсорного и медиаторного звеньев. Преганглионарные волокна выделяют ацетилхолин и норадреналин, постганглионарные – АТФ и аденозин, ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин, адреналин, гистамин и т. д. Главная роль принадлежит АТФ и аденозину.

В сфере управления этого отдела находятся гладкие мышцы, всасывающий и секретирующий эпителий, локальный кровоток, местные эндокринные и иммунные механизмы. Если с помощью ганглиоблокаторов выключить внутриорганную иннервацию, то орган теряет способность к осуществлению координированной ритмической моторной функции. Основная функциональная роль внутриорганного отдела – это осуществление механизмов, обеспечивающих относительное динамическое постоянство внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций.

Синаптическая передача

В вегетативной нервной системе существует три вида синаптической передачи: химическая, электрическая и смешанная. Основным способом передачи возбуждения является химический посредством медиатора. Нервные клетки вегетативной нервной системы секретируют разные медиаторы: ацетилхолин, норадреналин, дофамин, серотонин и другие биогенные амины, АТФ и аминокислоты и др. В зависимости от того, какой медиатор образуется и выделяется в окончаниях нервных волокон, принято делить их на холинергические, адренергические, пуринергические, серотонинергические и т. д.

Под влиянием нервных импульсов и ионов кальция происходит высвобождение медиатора в синаптическую щель и взаимодействие с белками-рецепторами постсинаптической мембраны. Взаимодействие медиатора с белком-рецептором приводит к повышению проницаемости постсинаптической мембраны для определенных ионов. Повышение проницаемости для ионов натрия вызывает деполяризацию постсинаптической мембраны и возбуждение постсинаптической структуры. Увеличение проницаемости для ионов калия и хлора приводит к гиперполяризации постсинаптической мембраны и тормозному эффекту. После того как медиатор выполнил свою функцию, он подвергается обязательной инактивации: разрушается специфическим ферментом, подвергается нейрональному и экстранейрональному захвату. Существует и другой механизм действия медиаторов. В результате взаимодействия со специфическими рецепторами постсинаптической мембраны происходит активация систем вторичных посредников, например, циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), что, в конечном итоге, изменяет функциональную активность эффекторной клетки.

Кроме постсинаптических рецепторов выделяют пре– и внесинаптические рецепторы. Пресинаптические рецепторы непосредственно на функции органов и тканей не влияют. Они распо-лагаются на пресинаптической мембране и по принципу обратной связи (положительной или отрицательной) регулируют выброс медиатора в синаптическую щель. Внесинаптические рецепторы располагаются вне синаптической зоны и взаимодействуют с биологически активными соединениями межклеточной среды, в том числе и с некоторыми медиаторами (катехоламинами).

Название рецепторов зависит от того, с каким медиатором они взаимодействуют: холинорецепторы, адренорецепторы, серотонинорецепторы, пуринорецепторы. Имеются также рецепторы дофамина, пептидов, простагландинов. Локализация и количество любых рецепторов на мембране клетки детерминировано генетическим аппаратом. Однако это количество может меняться в течение жизни. При денервации органов происходит резкое повышение чувствительности к медиаторам. Считают, что это может быть связано с увеличением числа соответствующих рецепторов во внесинаптических областях, а также с уменьшением количества или активности ферментов, расщепляющих данный медиатор. Как правило, каждый медиатор выделяется и осуществляет свою функцию в определенных звеньях рефлекторной дуги.

Медиаторы вегетативной нервной системы

Ацетилхолин является первым биологически активным веществом, которое было идентифицировано как нейромедиатор. Он высвобождается в окончаниях холинергических парасимпатических и симпатических волокон. Процесс освобождения медиатора является кальцийзависимым. Инактивация медиатора происходит с помощью фермента ацетилхолинэстеразы. Ацетилхолин оказывает свое воздействие на органы и ткани посредством специфических холинорецепторов. Действие ацетилхолина на постсинаптическую мембрану постганглионарных нейронов может быть воспроизведено никотином, а действие ацетилхолина на исполнительные органы – мускарином (токсин гриба мухомора). На этом основании холинорецепторы разделили на Н-холинорецепторы (никотиновые) и М-холинорецепторы (мускариновые). Однако и эти виды холинорецепторов не однородны.

Н-холинорецепторы в периферических отделах вегетативной нервной системы расположены в ганглионарных синапсах симпатического и парасимпатического отделов, в каротидных клубочках и хромаффинных клетках мозгового слоя надпочечников. Возбуждение этих холинорецепторов сопровождается соответственно облегчением проведения возбуждения через ганглии, что ведет к повышению тонуса симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы; повышением рефлекторного возбуждения дыхательного центра, в результате чего углубляется дыхание; повышением секреции адреналина. Вышеперечисленные Н-холинорецепторы блокируются веществами типа бензогексония (ганглиоблокаторами), но не реагируют на курареподобные вещества (d-тубокурарин), которые блокируют Н-холинорецепторы, локализованные на клетках скелетных мышц (в нервно-мышечном синапсе). В свою очередь, Н-холинорецепторы скелетных мышц не чувствительны к ганглиоблокаторам. В связи с этим Н-холинорецепторы подразделили на Н-холинорецепгоры ганглионарного типа (Нп-холинорецепторы) и мышечного типа (Нм-холинорецепторы).

М-холинорецепторы также подразделяются на несколько типов: М₁-, М₂– и М₃-холинорецепторы. Но все они блокируются атропином. М-холинорецепторы находятся на обкладочпых клетках желудочных желез и их возбуждение приводит к усилению секреции соляной кислоты. М₂-холинорецепторы располагаются в проводящей системе сердца. Возбуждение этих рецепторов приводит к понижению концентрации цАМФ, открытию калиевых каналов и увеличению тока К⁺, что приводит к гиперполяризации и тормозным эффектам: брадикардии, замедлению атриовентрикулярной проводимости, ослаблению сокращений сердца, понижению потребности сердечной мышцы в кислороде. М₃-холинорецепторы локализованы в основном в гладких мышцах некоторых внутренних органов и экзокринных железах. Взаимодействие ацетилхолина с этими рецепторами приводит к активации натриевых каналов, деполяризации, формированию ВПСП, вследствие чего клетки возбуждаются и происходит сокращение гладких мышц и выделение соответствующих секретов. Возбуждение этих рецепторов в гладких мышцах бронхов, кишечника, мочевого пузыря, матки, круговой и цилиарной мышцах глаза приводит соответственно к бронхоспазму, усилению перистальтики кишечника, желудка при расслаблении сфинктеров, сокращению мочевого пузыря, матки, сужению зрачка и спазму аккомодации. Возбуждение М₃-холинорецепторов экзокринных желез вызывает слезотечение, усиление потоотделения, выделение обильной бедной белком слюны, бронхорею, выделение желудочного сока. Имеются также внесинаптические М₃-холинорецепторы, которые располагаются в эндотелии сосудов, где они ассоциированы с сосудорасширяющим фактором – окисью азота. Их возбуждение приводит к расширению сосудов и понижению артериального давления.

Норадреналин обеспечивает химическую передачу нервного импульса в норадренергических синапсах вегетативной нервной системы. Норадреналин относится к катехоламинам. Он синтезируется из аминокислоты тирозина в области пресинаптической мембраны адренергического синапса. В хромаффинных клетках надпочечников этот процесс продолжается, в результате чего образуется адреналин (тирозин-ДОФА-дофамин-норадреналин-адреналин). Инактивация норадреналина происходит с помощью ферментов катехол-о-метилтрасферазы (КОМТ) и моноаминоксидазы (МАО), а также путем обратного захвата нервными окончаниями с последующим повторным использованием. Частично норадреналин диффундирует в кровеносные сосуды.

Действие норадреналина на клетку опосредуется адренорецепторами. По современным представлениям, норадреналин воз-действует на норадреналин-чувствительную аденилатциклазу клеточной мембраны адренорецептора, что приводит к усилению образования внугриклеточного 3–5-циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), играющего роль «вторичного передатчика», к активации биосинтеза макроергических соединений и к осуществлению адренергических физиологических эффектов. Адренорецепторы находятся в различных тканях организма и воспринимают действие норадреналина и адреналина. Адренорецепторы делят на α-адренорецепторы и β-адренорецепторы, а в пределах этих классов выделяют α₁, α₂, β₁, β₂ и β₃-адренорецепторы. На одной и той же клетке могут располагаться различные адренорецепторы. Конечный эффект возбуждения симпатических волокон зависит от того, какие адренорецепторы преобладают в органе.

α-адренорецепторы (постсинаптические) в основном локализованы в гладких мышцах сосудов кожи, слизистых и органов брюшной полости, а также в радиальной мышце глаза, гладких мышцах кишечника, матки, семявыносящих протоков, семенных пузырьках, капсуле селезенки, сфинктерах пищеварительного тракта и мочевого пузыря, пиломоторах. Возбуждение а,-адренорецепторов приводит к сужению радиальной мышцы глаза и расширению зрачка (мидриаз), сужению соответствующих сосудов и повышению АД, сокращению капсулы селезенки и выбросу депонированной крови, сокращению сфинктеров пищеварительного тракта и мочевого пузыря, расслаблению гладких мышц кишечника и снижению его перистальтики и т. д.

Среди α₂-адренорецепторов выделяют пре-, пост– и внесинаптические. Возбуждение пресинаптических α₂-адренорецепторов по механизму отрицательной обратной связи уменьшает выделение норадреналина при его избытке в синаптической щели. Постсинаптические α₂-адренорецепторы находятся в бета-клетках поджелудочной железы. Их возбуждение вызывает угнетение выброса инсулина в кровь. Внесинаптические α₂-адренорецепторы обнаружены преимущественно на мембране тромбоцитов, эндотелии некоторых сосудов, в жировых клетках. Возбуждение этих рецепторов вызывает сужение сосудов, агрегацию тромбоцитов, угнетение липолиза.

β-адренорецепторы (постсинаптические) выявлены в основном в проводящей системе сердца и гладкой мышце кишечника. Их возбуждение приводит к увеличению частоты сердечных сокращений, повышению проводимости и сократимости сердечной мышцы, увеличению потребности сердца в кислороде, понижению тонуса и моторной активности кишечника.

Стимуляция пресинаптических β₂-адренорецепторов по механизму положительной обратной связи вызывает выделение норадреналина при его недостатке в синаптической щели. Постсинаптические β₂-адренорецепторы расположены в основном в эндотелии сосудов скелетных мышц, головного мозга, легких, коронаров, а также в гладкой мускулатуре бронхов, матки и на гепатоцитах. Их возбуждение вызывает расширение соответствующих сосудов и понижение АД, расслабление бронхов и матки, усиление в печени гликогенолиза за счет активации цАМФ-зависимой фосфорилазы и повышение в крови сахара. β₃-адренорецепторы находятся в жировых клетках. Их стимуляция приводит к активации липолиза.

В гладкой мышце артерий скелетных мышц содержатся α,β-адренорецепторы. Возбуждение α-адренорецепторов приводит к сужению артериол, а возбуждение β₂-адренорецепторов – к их расширению. В гладких мышцах кишечника находятся α– и β-адренорецепторы, возбуждение и тех и других приводит к расслаблению мышц. Эффекты норадреналина реализуются через аи p-адренорецепторы, однако норадреналин обладает большим сродством к α-адренорецепторам. Адреналин выполняет гормональную функцию в организме, его эффекты реализуются через кровь посредством возбуждения внесинаптических аи радренорецепторов, но большим сродством он обладает к β-адренорецепторам. Реакция органа на норадреналин и адреналин зависит от преобладания α– или β-адренергического действия.

Дофамин осуществляет химическую передачу нервных импульсов не только в дофаминергических синапсах ЦНС, но и во вставочных нейронах симпатических ганглиев и во внутриорганном отделе вегетативной нервной системы. В дофаминергических нейронах биосинтез катехоламинов заканчивается на дофамине. Инактивация дофамина осуществляется ферментами КОМТ и МАО, а также путем обратного нейронального захвата. Периферические дофаминовые рецепторы (Д-рецепторы) изучены недостаточно. Д-рецепторы выявлены на гладкомышечных клетках кишечника, сосудов почек, аорты, паращитовидных железах, канальцах почек. Возбуждение этих рецепторов приводит к расслаблению гладких мышц, понижению тонуса кишечника, расширению соответствующих сосудов, повышению высвобождения паратгормона, усилению выделения натрия и воды. Дофаминовые рецепторы выявлены также в надпочечниках и поджелудочной железе, но пока не идентифицированы. Эти рецепторы регулируют секрецию панкреатического полипептида, бикарбонатов и альдостерона.

АТФ может играть роль не только макроергического соединения, но и медиатора. Местом его локализации является пресинаптические терминали эффекторных нейронов внутриорганного отдела вегетативной нервной системы. Эта передача получила название пуринергической, так как при стимуляции этих окончаний выделяются пуриновые продукты распада – аденозин и инозин. Действие АТФ проявляется в основном в расслаблении гладкой мускулатуры. Пуринергические нейроны являются, по-видимому, главной антагонистической тормозной системой по отношению к холинергической возбуждающей системе. Пуринорецспторы представлены двумя группами:  и В₂. В₁-рецепторы более чувствительны к продукту распада АТФ – аденозину, В₂-рецепторы – к самому АТФ. В₁-рецепторы преобладают в сердечнососудистой системе, трахее, мозге. Специфичными антагонистами Р₂-рецепторов являются метилксантины, например, алкалоиды кофе и чая – кофеин и теофиллин. В₂-рецепторы располагаются в основном в органах желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы. Специфическим блокатором В₂-рецепторов служит хинидин.

Одним из медиаторов внутриорганного отдела вегетативной нервной системы является серотонин, или 5-окситриптамин, который выполняет также медиаторную функцию в центральных образованиях. Серотонин оказывает свое воздействие путем взаимодействия со специфическими серотониновыми рецепторами. Периферические рецепторы (или 5-НТ,) в основном обнаружены в гладких мышцах желудочно-кишечного тракта, сосудах скелетных мышц и сердца, проводящей системе сердца. Их возбуждение сопровождается спазмом гладких мышц кишечника, вазодилатацией, тахикардией. 52-рецепторы (5-НТ₂) находятся в гладких мышцах стенок сосудов, бронхов, на тромбоцитах. При их стимуляции возникает спазм сосудов, за исключением сосудов скелетных мышц и сердца, и повышается АД, увеличивается агрегация тромбоцитов. Рецепторы (5-НТ₃) локализуются в гладких мышцах, вегетативных ганглиях. Посредством взаимодействия с этими рецепторами серотонин осуществляет регуляцию сократительной способности гладких мышц и усиление освобождения ацетилхолина в терминалях вегетативных нервов.

Роль медиатора в вегетативной нервной системе может играть гистамин. Наибольшее количество его находится в постганглионарных симпатических волокнах. Инактивация гистамина осуществляется ферментом диаминоксидазой. Периферические гистаминовые рецепторы встречаются во всех органах и тканях организма. Известно два класса гистаминовых рецепторов: Н₁ и Н₂. Н₁-рецепторы локализуются в гладкой мускулатуре бронхов, желудочно-кишечного тракта, сосудов, в сердце (атриовентрикулярный узел). Возбуждение Н₁-рецепторов сопровождается спазмом бронхов, повышением тонуса и перистальтики кишечника, сужением крупных сосудов, но расширением артериол, венул и развитием, в общем итоге, гипотензии, повышением сосудистой проницаемости, уменьшением времени проведения по атриовентрикулярному узлу, тахикардией, увеличением образования простагландинов. Н₂-рецепторы обнаружены преимущественно в слизистой желудка и 12-перстной кишки, слизистой бронхов, на базофилах, на Т-супрессорах. Возбуждение Н₂-рецепторов приводит к повышению секреции кислоты в желудке и секреции бронхиальных желез, уменьшению высвобождения гистамина базофилами, стимуляции Т-супрессоров.

Функцию медиаторов синаптической передачи во внутриорганном отделе вегетативной нервной системы выполняют и некоторые аминокислоты, регуляторные нейропептиды, простагландины и другие биологические активные вещества. Аспарагиновая и глутаминовая кислоты являются медиаторами возбуждающего типа, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) – медиатором тормозного типа. В результате взаимодействия ГАМК с ГАМК-рецепторами происходит открытие каналов для ионов хлора, что обусловливает гиперполяризующее действие ГАМК. Периферическое действие ГАМК практически не исследовано, хотя имеются сведения о способности ГАМК изменять состояние внутренних органов. Например, ГАМК-рецепторы обнаружены в кишечнике. Различают ГАМК-а и ГАМК-в-рецепторы. Возбуждение ГАМК-арецепторов приводит к сокращению гладких мышц кишечника, возбуждение ГАМК-в, наоборот, – расслаблению. ГАМК-в-рецепторы выявлены также в предсердиях и сосудах. Их возбуждение приводит к снижению сократительной активности предсердий и тонуса сосудов. ГАМК способна влиять на освобождение других медиаторов из пресинаптических окончаний: ацетилхолина, дофамина, серотонина.

Представителем регуляторных нейропептидов является субстанция Р. Периферические рецепторы к субстанции Р обнаружены на гладкомышечных клетках кишки (SP-P-рецепторы) и на клетках мочевого пузыря, семявыносящих протоков (SP-E-рецепторы).

В волокнах блуждающего нерва содержится большое количество простагландинов.