Физиология

В повышении работоспособности и предупреждении утомления существенную роль играет минимизация усилий, затрачиваемых на поддержание позы тела, удержание инструмента, приборов и т. д. Иными словами, необходимо стремиться свести к мини­муму величину статической работы мышц и максимально увеличить время их динами­ческой деятельности. Это достигается рациональной конструкцией рабочего места, сиденья, стола, станка, правильным набором и расположением инструментов. Все эти факторы (равно как и условия оптимального освещения, температуры, величины допустимого уровня шумов, вибрации, допустимых примесей химических веществ в атмосфере производ­ственных помещений) являются предметом исследования гигиены труда. Перестройка функций, происходящая при интенсивной мышечной деятельности, подробно описана в главах, посвященных физиологии мышц, крови, кровообращения, дыхания, пищеварения, обмена веществ, выделения и др. Следует отметить, что по своей биологической природе организм человека приспо­соблен к весьма интенсивной мышечной деятельности. Периодическая (динамическая) интенсивная физическая нагрузка является фактором, благоприятно действующим на нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную и все другие системы организма, повышая состояние тренированности и резистентности (сопротивляемости) организма к действию ряда неблагоприятных факторов окружающей среды. Современный труд все в большей мере становится механизированным. Кроме того, и жизнь в благоустроенных жилищах, оборудованных лифтами, водопроводом, канализацией, центральным отоплением и т. д., развитие бытовой механизации, механизированного транспорта и т. д. сводят затраты физического труда на производстве и в быту к очень низкому уровню, становящемуся опасным для организма. Особенностью современных труда и жизни является резкое ограничение физической активности — гипокинезия, что требует .специального рассмотрения.

Регистрация электрической активности двигательных единиц у человека показала, что в естественных условиях мышцы редко бывают полностью расслабленными. Обычно в них наблюдается небольшая, так называемая позная, активность, или позный тонус; при этом низкопороговые медленные двигательные единицы разряжаются с небольшой частотой. Тонус и особенно его нарушения при ряде заболеваний нервной системы связаны с изменением состояния рефлекторных механизмов, в частности рефлексов с проприо-рецепторов мышц, повышение возбудимости которых ведет к повышению тонуса.

На схематически изображена организация натриевого канала, облегчающая понимание его функций. Канал имеет наружное и внутреннее расши­рения («устья») и короткий суженный участок, так называемый селективный фильтр, в котором происходит «отбор» катионов по их размеру и свойствам. Судя по размеру наибольшего проникающего через натриевый канал катиона, отверстие фильтра не меньше 0,3—0,5 нм. При прохождении через фильтр. Состояние натриевых и калиевых ка-ионы Na+ теряют часть своей гидратной оболочки. налов в различные фазы потенциалов дей-Активационные (т) и инактивационные (h) «воро- ствия (схема). Объяснение в тексте. В состоянии покоя «ворота» т закрыты, тогда как «ворота» h открыты. При деполяризации в начальный момент «ворота» т и h открыты — канал находится в проводящем состоянии. Затем инактивационные ворота закрываются — канал инактивируется. После окончания деполяризации «ворота» h медленно открываются, а «ворота» т быстро закрываются и канал возвращается в исход­ное покоящееся состояние.

Для оценки характера и направленности процессов переработки зрительных сигна­лов на разных уровнях анализатора используют регистрацию суммарных вызванных потенциалов, которые у животных можно одновременно исследовать во всех отделах системы, а у человека — в зрительной коре большого мозга ( 218). Сравнение выз­ванных ответов в сетчатке глаза на электроретинограмме и в коре позволяет во многих случаях провести точный дифференциальный диагноз и установить локализацию патоло­гического процесса в зрительной системе человека. Разряды нейронов наружного коленчатого тела по их аксонам поступают в заты­лочную часть коры головного мозга, где расположена первичная проекционная область зрения. Здесь у приматов и человека происходит значительно более специализированная и сложная, чем в сетчатке и наружном коленчатом теле, переработка информации. Ней­роны зрительной коры-большого мозга имеют не круглые, а вытянутые (по горизонтали, вертикали или в одном из косых направлений) рецептивные поля небольшого размера. Благодаря этому они оказались способными осуществлять так называемые детекторные функции: выделять из всего изображения лишь отдельные его фрагменты той или иной ориентации и расположения и избирательно на них реагировать. Кроме того, разные клет­ки зрительной коры различаются по тонкости анализа изображений; одни из них, имею­щие простые рецептивные поля, реагируют лишь на строго локальные и маленькие линии, другие (со сложными рецептивными полями) отвечают на такие изображения в большей, чем простые нейроны, части поля зрения. В каждом небольшом участке зрительной коры по ее глубине сконцентрированы нейроны с одинаковой ориентацией и локализацией рецептивных полей в поле зрения. Они образуют колонку нейронов, проходящую вертикально через все слои коры. Колон­ка — пример функционального объединения корковых нейронов, осуществляющих сход­ную взаимодополняющую функцию.

Следует подчеркнуть, что такие соотношения между процессами активации и инактивации калиевых каналов характерны только для нервных волокон. В мембране многих нервных и мышечных клеток существуют калиевые каналы, которые сравнительно быстро инактивируются. Обнаружены также быстро активирующиеся калиевые каналы. Наконец, существуют калиевые каналы, которые активируются не мембранным потенциалом, а внутриклеточным Са2+. Калиевые каналы блокируются органическим катионом тетраэтиламмонием, а так­же аминопиридинами. Кальциевые каналы характеризуются медленной кинетикой процессов активации (миллисекунды) и инактивации (десятки и сотни миллисекунд). Их селективность оп­ределяется наличием в области наружного устья каких-то химических групп, обладаю­щих повышенным сродством к двухвалентным катионам: Са2+ связывается с этими груп­пами и только после этого проходит в полость канала. Для некоторых двухвалентных катионов сродство к указанным группам настолько велико, что, связываясь с ними, они блокируют движение Са2+ через канал. Так действует Мп2+. Кальциевые каналы могут быть блокированы также некоторыми органическими соединениями (верапамил, нифедипин), используемыми в клинической практике для подавления повышенной элек­трической активности гладких мышц.