Физиология

Взаимное торможение зрительных нейронов лежит в основе яркостного светового контраста. Примером его может служить то, что серая полоска бумаги, лежащая на свет­лом фоне, кажется темнее такой же полоски бумаги, лежащей на темном фоне. Светлый фон возбуждает большую часть нейронов сетчатки, а их возбуждение оказывает тормозя­щее влияние на клетки, возбуждаемые сигналами от рецепторов, на которые проеци­руется бумажная полоска. Поэтому последняя, находясь на ярко освещенном фоне, вызы­вает более слабое возбуждение и кажется темной. Локальный контраст. Наиболее сильное тормозное взаимодействие обнаруживается между близко расположенными зрительными нейронами. Оно лежит в основе так назы­ваемого локального контраста. В результате этого взаимодействия усиливаются пере­пады воспринимаемой яркости на границах двух поверхностей разной освещенности. В основе этого эффекта, называемого также подчеркиванием контуров, лежит латераль­ное торможение между соседними возбужденными элементами, осуществляемое с помо­щью тормозных интернейронов. Слепящая яркость света. Слишком яркий свет вызывает неприятное ощущение ослепления. Верхняя слепящая граница яркости зависит от предварительной темновой адаптации глаза: чем больше глаз адаптировался к темноте, тем меньшая яркость света будет вызывать ослепление. Именно поэтому водителей автомобилей сильно ослепляют фары встречных машин на ночной дороге. Слепящая вспышка может быть найдена по формуле q = 8 ^IvB где q — слепящая яркость, В — яркость фона, к которому глаз предварительно адаптировался. Если в поле зрения, кроме рас­сматриваемых предметов, попадают объекты большой яркости, то они могут ухудшить различение сигналов в значительной части сетчатки. Именно поэтому недопустимо пользоваться открытыми источниками света. При тонких зрительных работах (труд хирурга, длительное чтение, сборка мел­ких деталей) пользуются рассеянным светом, не ослепляющим глаз. Разностная и дифференциальная зрительная чувствительность. Если перед глазами находится какая-нибудь освещенная поверхность, яркость которой обозначим через I, а на ней дано некоторое добавочное освещение (А I), то, согласно закону Вебера, человек заметит разницу в освещенности только при определенном соотношении этих величин; где А E — прирост возбуждения, пропорционален отношению прироста освещенности А I к перво­начальному освещению I, а К — коэффициент пропорциональности.

Однако значение физиологии для медицины не ограничивается этим. Изучение функ­ций различных органов и систем позволило моделировать эти функции с помощью прибо­ров, аппаратов и приспособлений, созданных руками человека. Таким путем была скон­струирована искусственная почка (аппарат для гемодиализа). На основе изучения физи­ологии сердечного ритма создан аппарат для электростимуляции сердца, обеспечиваю­щий нормальную сердечную деятельность и возможность возвращения к труду больных с тяжелыми поражениями сердца. Изготовлены искусственное сердце и аппараты искус­ственного кровообращения (машины «сердце — легкие»), позволяющие выключить серд­це пациента на время проведения на сердце сложной операции. Есть аппараты для дефиб­рилляции, которые восстанавливают нормальную сердечную деятельность при смертель­ных нарушениях сократительной функции сердечной мышцы.

При рациональной организации труда важно не допускать перехода CH-I в СН-II. Зарубежные авторы в своих исследованиях отмечают следующие факторы, способ­ствующие росту напряжения: 1) работа более 75 ч в неделю на промышленном предприятии (в СССР, как из вестно, в законодательном порядке введена 40-часовая рабочая неделя с двумя выход ными днями); 2) скучная и нелюбимая работа; 3) работа, по своей сложности превосходящая уровень квалификации работника; 4) слишком легкая или «сидячая» работа; 5) монотонная однообразная работа, не позволяющая проявить инициативу или ответственность; 6) работа при недостаточном освещении, при сильном шуме, недостаточной венти ляции помещения, при высокой температуре, влажности и несоблюдении других правил гигиены труда; 7) неудовлетворительные домашние условия: недостаточное питание, дефицит свободного времени, минимум развлечений, вдовство или разводы, болезни близких в семье, финансовые трудности, неудовлетворительные жилищные условия, большие затраты времени на дорогу к работе. К факторам, способствующим росту состояния напряжения, относят изменение профиля работы, частую перемену места и характера работы, резкие и существенные изменения графика работы, возросшую ответственность, снижение ответственности, неудовлетворительные отношения с руководителями или коллегами по работе, отсут­ствие работы более одного месяца. Зарубежные авторы отмечают, что одной из главных причин, вызывающих резкое повышение состояния напряжения, является угроза безработицы. В условиях социалистического общества действие ряда из этих факторов сведено к минимуму или они вообще отсутствуют. Вместе с тем в работах западных исследова­телей по понятным причинам почти не освещено положительное воздействие на организм столь важных моральных факторов, какими являются любовь к труду, профессия «но душе», занятия любимым делом, сознание важности своего участия в общем деле коллектива. Чрезвычайно важными для поддержания оптимальной работоспособности, предуп­реждения нежелательных степеней напряжения являются удовлетворение результатами труда и другие моральные факторы, проявляющиеся в новом отношении к труду, поро­дившем в свое время стахановское движение, развертывании социалистического сорев­нования, ответственности каждого за дело коллектива. Это не случайно. Именно социа­лизм создает трудящимся те условия «...где они могут проявить себя, развернуть свои способности, обнаружить таланты, которых в народе — непочатый родник и которые капитализм мял, давил, душил тысячами и миллионами» .

Механизм действия указанных биологически активных соединений на гладкую мышцу заключается, по-видимому, в следующем. Поверхностная мембрана гладких мышц не только в синаптической, но и во внесинаптических областях содержит специ­фические хеморецепторы, обладающие высоким сродством к биологически активным соединениям. Многие из этих рецепторов структурно связаны с ионными каналами, открывающимися или закрывающимися при взаимодействии рецеп­тора и соответствующим химическим соединением. Характер ответа на вещество зависит от ионной селективности активируемого канала: открывание кальциевых или натриевых каналов ведет к деполяризации мембраны, а открывание калиевых каналов вызывает гиперполяризацию. Некоторые хеморецепторы связаны с мембранными ферментами аденилциклазой или гуанилатциклазой. Активация этих ферментов усиливает синтез в клетках циклических нуклеотидов — цАМФ или цГМФ. Указанные соединения выполняют в клетке многие физиологически важные функции, в том числе активацию и регуляцию состояния электровозбудимых кальциевых каналов в поверхностной мембране. Гладкие мышцы иннервируются парасимпатическими и симпатическими нервами, которые, как правило, оказывают противоположное влияние на мышечные волокна.

Анализатор работает как единая система, все звенья которой взаимосвязаны и взаимно регулируют друг друга. Состояние практически всех уровней анализатора контролируется (прямо или опосредованно) ретикулярной формацией, включающей их в единую систему, интегрированную с другими отделами мозга и организмом в целом. В этой интегративной деятельности особую роль приобретает адаптация анализаторов — их общее свойство, заключающееся в приспособлении всех их звеньев к постоянной ин­тенсивности длительно действующего раздражителя. Адаптация проявляется, во-первых, в снижении абсолютной чувствительности анализатора, и во-вторых, повышении его дифференциальной чувствительности к стимулам, близким по силе к адаптирующему. Субъективно адаптация проявляется в привыкании к действию постоянного раздражителя: войдя в прокуренное помещение, человек через несколько минут перестает ощущать столь резкий вначале запах табака. Точно так же мы не замечаем непрерывного давления на кожу привычной одежды или яркого света, заливающего помещение (хотя в момент, когда мы вошли в него из темной комнаты, он нас ослепил). Повышение дифференциальной чувствительности анализатора во время адаптации заключается в том, что па фоне длительно действующего раздражителя различается больше градаций сравнительно слабых его изменений. Адаптационные процессы начинаются на уровне рецепторов, охватывая все нейрон­ные уровни анализатора. Адаптация заметно не изменяется только в вестибуло -и проприоцепторах. По скорости данного процесса все рецепторы делятся на быстро-и медленноадаптирующиеся. Первые после развития адаптационного процесса практи­чески вообще не сообщают следующему за ними нейрону о длящемся раздражении, у вторых эта информация передается, хотя и в значительно уменьшенном виде. Когда действие постоянного раздражителя прекращается, чувствительность анализатора по­вышается . Такова причина повышения световой чувствительности нашего глаза в темноте.

Безусловные рефлексы — это врожденные, наследственно передающиеся реакции организма. Условные рефлексы — реакции, приобретенные организмом в процессе инди­видуального развития на основе «жизненного опыта». Безусловные рефлексы являются видовыми, т.е. свойственными всем представителям данного вида. Условные же рефлексы индивидуальны: у одних представителей одного и того же вида они могут быть, а у других отсутствуют.

Межклеточные связи сводятся не только к электрическим взаимодействиям или влияниям медиаторов. Химическая взаимосвязь между клетками является более слож­ной. Клетки органов и тканей вырабатывают ряд специфических химических веществ, действующих на другие клетки и вызывающих не только включение и выключение (или усиление или ослабление) функции, но и изменение интенсивности обмена веществ и процессов синтеза клеткой специфических белков. Механизмы всех этих рефлекторных влияний и межклеточных взаимодействий подробно рассмотрены во втором разделе учебника.

Для ясного видения предмета необходимо, чтобы лучи от его точек попадали на поверхность сетчатки, т. е. были здесьсфокусированы ( 211). Когда человек смотрит на далекие предметы, их изображение сфокусировано на сетчатке, и они видны ясно. При этом близкие предметы видны неясно, их изображение на сетчатке расплывчато, так как лучи от них собираются за сетчаткой. Видеть одновременно одинаково ясно предметы, удаленные от глаза на разное расстояние, невозможно. В этом легко убедиться: переводя взгляд с близкого на далекие предметы, вы перестаете его ясно видеть. Приспособление глаза к ясному видению удаленных на разное расстояние предметов называется аккомодацией (аккомодацию глаза не следует смешивать с аккомодацией возбудимой ткани). При аккомодации происходит изменение кривизны хрусталика и, следовательно, его преломляющей способности. При рассматривании близких предме­тов хрусталик делается более выпуклым ( 212), благодаря чему лучи, расходящиеся от светящейся точки, сходятся на сетчатке. Радиус кривизны передней поверхности хрусталика при аккомодации уменьшается с 10 до 6 мм (с 1-10- м до 6-10-3 м), а задней поверхности с 6 до 5,5 мм (с 6-10- м до 5,5-10-3 м). Механизм аккомодации сводится к сокращению ресничных мышц, которые изменяют выпуклость хрусталика. Хру­сталик заключен в тонкую прозрачную капсулу, переходящую по краям в волокна цинновой связки, прикрепленной к рес­ничному телу. Эти волокна всегда натя­нуты и растягивают капсулу, сжимаю­щую и уплощающую хрусталик. В рес­ничном теле находятся гладкомышеч-ные волокна. При их сокращении тяга

Нерв в состоянии покоя потребляет кислород и выделяет углекислоту. Если один участок нерва поместить в атмосферу азота, а другой оставить в воздухе, то уже через несколько минут можно обнаружить, что поверхность нерва, лишенная кислорода, приобретает электроотрицательный заряд. Объясняется это тем, что в бескислородной среде вследствие изменения обменных процессов нарушается работа натрий-калиевого насоса, в результате чего происходит прогрессирующая деполяризация мембраны нерв­ных волокон. Примерно через l2 ч потенциал покоя падает настолько, что проведе­ние нервных импульсов на этом участке нерва полностью прекращается. При возвра­щении нерва в атмосферу кислорода потенциал покоя быстро восстанавливается и даже на некоторое время становится больше исходной величины. Одновременно восстанавли­вается и проведение возбуждения.

Дифференциация анализаторных систем по горизонтали заключается в различных свойствах рецепторов, нейронов и связей между ними в пределах каждого из слоев. Длительное время в физиологии анализаторов широко употреблялось понятие «сенсорные реле». Имелись в виду нейроны и их совокупность в промежуточных отделах сенсорных систем, осуществляющие будто бы простую переключательную или релейную функцию на пути сигналов из рецепторных образований к корковым центрам. Однако в последнее время в связи с выяснением важной и специфической роли подкорковых нервных центров в переработке (а не только передаче) сенсорной информации термин «реле» по отношению к ним не употребляется.