Глава 16

b1, а b–рецепторы сосудов и бронхов–типа b2. Пока еще разделить все b–рецепторы организма по категориям b1, и b2 не представляется возможным [10].

Другие медиаторы в периферических отделах симпатической и парасимпатической систем. По–видимому, норадреналин и ацетилхолин не являются единственными медиаторами в периферическом отделе вегетативной нервной системы. В экспериментальных условиях было показано, что эффекты, возникающие во многих органах в результате активации вегетативных нервов, не элиминируются ни адренолитическими, ни холинолитическими препаратами. Так, у млекопитающих кожные сосуды иннервируются постганглионарными сосудорасширяющими нейронами, медиатором которых не служит ни адреналин, ни ацетилхолин. Стимулирующее действие нейронов на экзокринные железы (потовые и слюнные) приводит к расширению сосудов, расположенных рядом с этими железами (т. е. к увеличению в них кровотока). Эти железы активируются ацетилхолином, а их вазодилатацию, как полагают, вызывает вещество, относящееся к классу нейропептидов–вазоактивный интестинальный пептид (ВИП). Обнаружено, что ацетилхолин и ВИП одновременно присутствуют в расширениях иннервирующих эти железы постганглионарных нейронов и оба выделяются при возбуждении последних. Во многих преганглионарных нейронах спинного мозга также содержится не только ацетилхолин, но и какой–либо нейропептид (например, метэнкефалин, нейротензин, ВИП, холецистокинин, вещество Р). Однако роль медиаторов вегетативной нервной системы пока еще убедительно не доказана ни для одного из этих веществ [26, 32].

Мозговое вещество надпочечников. Общее действие адреналина и норадреналина

Мозговое вещество надпочечников представляет собой видоизмененные симпатические ганглии. С онтогенетической точки зрения клетки мозгового вещества гомологичны постганглионарным симпатическим нейронам. Преганглионарные волокна образуют на этих клетках возбуждающие холинергические синапсы (рис. 16.1). Выделение катехоламинов из мозгового вещества надпочечников регулируется исключительно со стороны нервной системы. При возбуждении преганглионарных волокон у человека в кровоток обычно выбрасывается смесь катехоламинов, состоящая из адреналина (немногим более 80%) и норадреналина (чуть меньше 20%). У различных животных соотношение адреналина и норадреналина в мозговом веществе надпочечников значительно варьирует. Так, доля норадреналина в мозговом веществе надпочечника кита составляет 70–80%; у кролика же надпочечники содержат почти исключительно адреналин. Эти два катехоламина вырабатываются различными клетками мозгового вещества.

Катехоламины, выделяемые мозговым веществом надпочечников, действуют на те же эффекторные органы, что и постганглионарные симпатические нейроны. Однако в норме, по–видимому, они оказывают выраженное влияние лишь на те органы или участки органов, которые не иннервируются либо слабо иннервируются симпатическими нервами (например, среднюю оболочку артерий; рис. 16.6, А, В). Действие катехоламинов крови на органы с богатой симпатической иннервацией (например, семявыносящий проток; см. рис. 16.6, Б, Г), по–видимому, незначительно. Очевидно, катехоламины мозгового вещества надпочечников участвуют главным образом в регуляции обменных процессов. Они усиливают высвобождение свободных жирных кислот из подкожной жировой ткани и образование глюкозы и лактата из гликогена (см. табл. 16.1). Таким образом, катехоламинам мозгового вещества надпочечников следует приписывать главным образом функцию метаболических гормонов. Эти метаболические эффекты катехоламинов

Рис. 16.6. Нейроэффекторная передача в периферическом отделе вегетативной нервной системы. Распределение адренергических окончаний (показано красным) в гладкомышечных слоях резистивного сосуда (артерии уха кролика) (А. Б) и семявыносящего протока (Б, Г) [2]

опосредованы преимущественно b–рецепторами (табл. 16.1).

У человека в состоянии покоя из мозгового вещества надпочечников выделяется приблизительно 8–10 нг катехоламинов на 1 кг массы в минуту. Эта величина обусловлена исходным тонусом преганглионарных симпатических волокон; таким образом, высвобождение катехоламинов из мозгового слоя надпочечников зависит от влияния ЦНС. При таких экстремальных состояниях, как кровопотеря, гипотермия, гипогликемия, гипоксия, ожоги или большая физическая нагрузка, скорость высвобождения катехоламинов увеличивается. В последнем случае благодаря влиянию симпатической нервной системы, опосредованному выделением катехоламинов из мозгового вещества надпочечников и из окончаний посттанглионарных нейронов, возрастает доставка кислорода и субстратов окисления к скелетным мышцам, сердцу и головному мозгу. Через (b–адренорецепторы катехоламины мозгового слоя вызывают повышение содержания свободных жирных кислот, глюкозы и лактата в крови. Кроме того, при действии адреналина на b–рецепторы происходит расширение артерий скелетных мышц и сердца (рис. 16.5). Одновременно (главным образом в связи с возбуждением постганглионарных симпатических нейронов) возрастает сердечный выброс, наступает генерализованное сужение вен, а также артерий кожи и внутренних органов; бронхи при этом расширяются. Все эти эффекты могут быть опосредованы либо a–, либо b–рецепторами (рис. 16.5) [13].

Главным фактором, влияющим на деятельность мозгового вещества надпочечников, служит (кроме описанных выше экстремальных ситуаций) эмоциональное состояние организма. При эмоциональном стрессе интенсивность высвобождения катехоламинов может временно увеличиваться более чем в 10 раз по сравнению с уровнем покоя. Этот выброс гормонов мозгового вещества связан с влияниями гипоталамуса и лимбической системы. Центральные механизмы, лежащие в основе активации всех этих структур, мало изучены. Возможно, что при постоянных стрессорных воздействиях, часто встречающихся в условиях современной жизни (и у представителей некоторых профессий), повышенное содержание катехоламинов в крови может способствовать развитию некоторых заболеваний.

Реакции эффекторных органов на экстремальные воздействия и сильный эмоциональный стресс, связанные с возбуждением постганглионарных симпатических нейронов и мозгового вещества надпочечников, могут быть названы стрессорными реакциями. Они включают одинаковые ответы почти всех отделов симпатической нервной системы, и в связи с этим можно говорить о симпатоадреналовой системе [4]. Такое общее возбуждение всей симпатической нервной системы при внешних и внутренних экстремальных условиях связано главным образом с влиянием гипоталамуса.

Хирургическое удаление периферической симпатической нервной системы у животного (например, у кошки или собаки) не приводит к тяжелым нарушениям его нормальной жизнедеятельности в покое и при постоянных условиях окружающей среды. Однако такое животное теряет возможность приспосабливаться к экстремальным нагрузкам, например температурным воздействиям или физической деятельности, так как у него отсутствует механизм быстрой доставки больших количеств кислорода, глюкозы и свободных жирных кислот к головному мозгу, сердцу и скелетным мышцам (рис. 16.5) [3].

Синаптическая организация периферического отдела вегетативной нервной системы

Адренергический нейрон. Нейроэффекторная передача. Большинство адренергических нейронов обладает длинными тонкими аксонами (рис. 16.1), многократно ветвящимися в органах и образующими так называемые адренергические сплетения. Согласно подсчетам, общая длина конечных ветвей такого нейрона может достигать 10–30 см. На этих ветвях имеются многочисленные (250–300 на 1 мм) расширения, в которых синтезируется, запасается и инактивируется норадреналин. При возбуждении адренергических нейронов норадреналин высвобождается из этих расширений во внеклеточное пространство. Поскольку при этом он выбрасывается из большого количества расширений, возбуждение адренергических нейронов действует не столько на одиночные гладкомышечные клетки, сколько на всю гладкомышечную ткань в целом. Отдельные гладкомышечные волокна соединяются друг с другом посредством контактов с низким электрическим сопротивлением (рис. 16.6) Благодаря таким «плотным контактам», или нексусам, постсинаптические потенциалы и потенциалы действия могут электротонически передаваться от клетки к клетке (на рис. 16.6, В и Г– клетки с прямой связью). Более удаленные клетки возбуждаются лишь под влиянием потенциалов действия, возникающих в том случае, когда постсинаптические потенциалы в непосредственно иннервируемых гладкомышечных клетках превышают пороговый уровень. Потенциалы действия распространяются в виде волны возбуждения по всей гладкомышечной ткани (рис. 16.6, В, Г, клетки с непрямой связью). Таким образом, деполяризация нескольких гладкомышечных клеток под действием медиатора приводит к одновременному сокращению всех клеток гладкой мышцы.

Плотность иннервации различных гладкомышечных органов значительно колеблется. В органах, характеризующихся особенно богатой иннервацией, на многих клетках имеются прямые нервно–мышечные соединения. В таких соединениях расстояние между расширением симпатического аксона и мембраной гладкомышечной клетки равно примерно 20 нм (рис. 16.6, Б, Г). Примером подобных органов могут служить семенной проток и ресничная мышца. В этом случае гладкомышечные клетки находятся целиком под нервным контролем; катехоламины крови на них, как правило, не действуют. Напротив, в большинстве кровеносных сосудов иннервируются почти исключительно адвентициальная оболочка и лишь внешние слои средней оболочки (расстояние между расширениями аксонов и гладкомышечными волокнами в нервномышечных соединениях сосудистой стенки составляет примерно 80 нм или более). На большую часть гладких мышц средней оболочки симпатические нервы оказывают непрямое влияние, опосредованное электротоническими воздействиями (рис. 16.6, А, Б). В результате такого неравномерного распределения иннервации на мускулатуру сосудов оказывают значительное влияние катехоламины, диффундирующие из крови в их стенки, так как эти катехоламины не инактивируются в результате поглощения их расширениями симпатических волокон.

На гладкие мышцы, прямая иннервация которых со стороны постганглионарных симпатических аксонов либо слабо выражена, либо отсутствует в связи с большим нервно–мышечным расстоянием, катехоламины крови оказывают более сильное действие. Примером могут служить гладкомышечные волокна крупных артерий эластического типа, циркулярных и продольных мышечных слоев кишечника и мускулатуры матки [2].

Гиперчувствительность вегетативных эффекторов после денервации. Органы, иннервируемые вегетативной системой, могут в какой–то мере атрофироваться в результате бездействия, но не подвергаются дегенерации при гибели снабжающих их нервов. Спустя 2–30 дней (для разных органов по–разному) после денервации или децентрализации (путем перерезки преганглионарных волокон) развивается гиперчувствительность органов к медиаторам вегетативной нервной системы и веществам медиаторного типа. Так, если разрушить симпатическую иннервацию зрачка животного путем удаления верхнего шейного ганглия, то сначала наблюдается сужение зрачка в результате преобладания парасимпатического тонуса (табл. 16.1). Через несколько недель зрачок вновь расширяется, причем степень его расширения увеличивается при эмоциональном возбуждении. Это явление связывают с гиперчувствительностью, или сенситизацией денервированной мышцы, расширяющей зрачок, к адреналину и норадреналину, выделяемым мозговым веществом надпочечников. При эмоциональном возбуждении и испуге содержание этих веществ в крови повышается. После денервации гиперчувствительность обычно более выражена, чем после децентрализации.

Механизм денервационной гиперчувствительности до конца не ясен. Возможно, он связан с изменениями электрофизиологических свойств мембран (уменьшением мембранного потенциала и порога возбуждения) и распределения кальция (увеличением кальциевой проницаемости мембран, повышением внутриклеточной концентрации кальция) в клетках денервированных органов. Все эти изменения вызваны, отсутствием медиаторов, выделяемых обычно постганглионарными нейронами. Денервационную гиперчувствительность можно считать результатом адаптации чувствительности вегетативных эффекторов к уровню активности иннервирующих их постганглионарных нейронов. Если этот уровень постоянно понижен, то чувствительность эффектора повышается, и наоборот [1, 33].

Симпатические ганглии. Как уже указывалось, передача возбуждения от преганглионарных нейронов к постганглионарным в симпатических ганглиях осуществляется при помощи ацетилхолина (рис. 16.2). На каждом постганглионарном нейроне конвергирует множество преганглионарных аксонов, и, с другой стороны, ветви каждого преганглионарного аксона дивергируют к нескольким постганглионарным нейронам. Степень такой конвергенции и дивергенции чрезвычайно широко варьирует у животных разных видов и в разных симпатических ганглиях. Постганглионарных нейронов обычно значительно больше, чем преганглионарных аксонов. Так, в состав верхнего шейного ганглия человека входит 1 млн. постганглионарных нервных клеток, к которым подходит 10 тыс. преганглионарных волокон; таким образом, каждый преганглионарный аксон снабжает по меньшей мере 100 постганглионарных нейронов. Дивергенция и конвергенция обеспечивают высокую надежность проведения возбуждения в ганглиях. Большую роль играет пространственная и временная суммация постсинаптических потенциалов, так как одиночные импульсы, поступающие по преганглионарным волокнам, обычно не могут вызвать сверхпороговые постсинаптические потенциалы в постганглионарных нейронах. Кроме никотиноподобного эффекта, обеспечивающего передачу возбуждения в симпатическом ганглии, ацетилхолин и другие вещества, выделяемые пресинаптическими окончаниями, вызывают медленно нарастающие длительные деполяризующие и гиперполяризующие постсинаптические потенциалы. Эти медленные синоптические холинергические потенциалы связаны главным образом с мускариноподобным эффектом ацетилхолина. Функциональное значение медленных постсинаптических потенциалов до сих пор неизвестно. Не исключено, что они участвуют в регуляции возбудимости постганглионарных нейронов, т.е. порога возникновения в них потенциалов действия. В этом случае симпатические ганглии следует считать простейшими интегративными центрами [9, 32].

Пресинаптическая регуляция выделения медиаторов. Медиаторы вегетативной нервной системы оказывают не только постсинаптическое действие на мембраны эффекторных клеток и (в вегетативных ганглиях) постганглионарные нейроны. Они влияют также на высвобождение медиаторов из самих пресинаптических окончаний. Эти пресинаптические эффекты медиаторов опосредованы адренергическими и холинергическими рецепторами пресинаптических окончаний.

При действии норадреналина на пресинаптические a–адренорецепторы выделение медиатора падает, а при возбуждении пресинаптических b–рецепторов возрастает (рис. 16.7). Возможно, в физиологических условиях значительное повышение концентрации норадреналина в синаптической щели при сильном возбуждении постганглионарных нейронов приводит к торможению выделения норадреналина вследствие активации пресинаптических a–рецепторов (по механизму отрицательной обратной связи).

Адреналин крови, выделяемый мозговым веществом надпочечников, может реагировать с пресинаптическими b–рецепторами; при этом выброс норадреналина увеличивается (по механизму положительной обратной связи).

В органах, иннервируемых и симпатическими, и парасимпатическими волокнами (например, в сердце, мышцах бронхов и желудочно–кишечном тракте), может наблюдаться реципрокное торможение высвобождения медиаторов из адренергических и холинергических пресинаптических окончаний (рис.

Рис. 16.7. Пресинаптическая медиаторная регуляция высвобождения медиаторов. НА–норадреналин, АХ–ацетилхолин

16.7,Б), обусловленное взаимодействием этих окончаний. Показано, что при одновременном возбуждении симпатических и парасимпатических сердечных нейронов выделение ацетилхолина последними уменьшается. Этот эффект опосредован а–адренорецепторами, расположенными на пресинаптических холинергических окончаниях (рис. 16.7,Б). Вместе с тем возбуждение парасимпатических сердечных нейронов приводит к снижению выделения норадреналина постганглионарными симпатическими нейронами. В осуществлении этого тормозного эффекта принимают участие мускариновые холинорецепторы (см. рис. 16.7). Эти ингибиторные взаимодействия между холинергическими и адренергическими пресинаптическими окончаниями свидетельствуют о том, что антагонизм между двумя отделами вегетативной нервной системы может проявляться на уровне пресинаптических волокон [45, 52].

В фармакологических исследованиях было показано, что в периферическом отделе вегетативной нервной системе существуют пресинаптические и постсинаптические рецепторы, не относящиеся к холино– и адренорецепторам. Это рецепторы дофамина, опиатов, ангиотензина и других пептидов и простагландина Е. Возможно, что все эти рецепторы не играют какой–либо роли в физиологических условиях, хотя имеют большое значение для медикаментозной терапии. Все виды рецепторов, обнаруженные в вегетативной нервной системе, были также найдены в пре– и постсинаптических мембранах нейронов ЦНС. В последнем случае эти рецепторы имеют большое физиологическое значение для регуляции нервных процессов, а также служат участками действия многих нейротропных веществ.

Энтеральная нервная система

В состав желудочно–кишечного тракта входят самые разные эффекторные системы–гладкомышечные и эпителиальные образования, кровеносные сосуды и эндокринные клетки. За регуляцию и координацию всех этих структур отвечает энтеральная нервная система, парасимпатический и симпатический отделы вегетативной нервной системы и висцеральные афференты–спинальные и вагальные. Большинство простейших функций желудочно–кишечного тракта не нарушается при разрыве экстраорганных (парасимпатических и симпатических) нервных путей. Клеточные тела большинства нейронов энтеральной нервной системы залегают в межмышечном (ауэрбаховом) и подслизистом (мейсснеровом) нервных сплетениях. К этой системе относятся афферентные нейроны (т.е. нейроны, дендриты которых обладают рецепторными свойствами), вставочные и двигательные нейроны. У человека в состав энтеральной нервной системы входит около 10⁸ нейронов–примерно столько же, сколько их содержится в спинном мозгу. Это число значительно превышает количество преганглионарных парасимпатических волокон блуждающих нервов (около 2000), иннервирующих внутрикишечные нервные клетки.

Общие принципы деятельности энтеральной нервной системы могут быть проиллюстрированы схемой, приведенной на рис. 16.8. В этой системе заложены сенсомоторные программы регуляции и координации эффекторных структур. Программы «записаны» в афферентных, вставочных (интер–) и мотонейронах, а также тормозных и возбуждающих связях между ними. Из подобных программ (на рис. 16.8 они изображены комбинацией из прямоугольника, круга и овала) складывается интегративная деятельность энтеральной нервной системы. ЦНС через экстраорганные эфферентные нервы может влиять на активность интрамуральных нейронных контуров, однако это влияние направлено в основном на модуляцию их автономной активности. Некоторые двигательные нейроны энтеральной нервной системы (особенно в стенках желудка и дистальных отделов толстого кишечника) служат одновременно постганглионарными парасимпатическими нейронами (см. рис. 16.9). Постганглионарные симпатические нейроны, не иннервирующие кровеносные сосуды, не оказывают прямого влияния на эффекторные клетки; исключение составляют лишь гладкомышечные сфинктеры (см. рис. 16.9). Информация о процессах, происходящих в желудочно–кишечном тракте, поступает в ЦНС по висцеральным афферентам, идущим к спинному и продолговатому мозгу. Кроме того, имеется и обратная афферентная связь к постганглионарным симпатическим нейронам превертебральных ганглиев (3–на рис. 16.9). В целом энтеральная нервная система функционирует подобно интеллектуальному компьютерному терминалу. В непосредственной близости от эффекторных органов располагаются рефлекторные контуры, отвечающие за постоянное приспособление деятельности эффекторных систем к условиям, создающимся в просвете кишечника. ЦНС же работает подобно центральному компьютеру, получая через висцеральные афференты информацию о функциональном состоянии желудочно–кишечного тракта и изменяя это состояние в соответствии с потребностями организма. Иными словами, ЦНС выполняет функции стратегического управления, при этом не столько непосредственно управляя отдельными мотонейронами, сколько модулируя программы, заложенные в нейронных контурах, и их выполнение энтеральной нервной системой. Прямое же влияние со стороны ЦНС должно быть более выражено в начальном и в конечном участках желудочно–кишечного тракта, где осуществляется управление процессами приема пищи и дефекации.

На основании электрофизиологических, фармакологических, биохимических, гистохимических и ультраструктурных критериев в энтеральной нервной системе были выделены более 10 различных типов нейронов. Интернейроны и мотонейроны оказывают на другие нервные или эффекторные клетки

Рис. 16.8. Эвристическая модель организации энтеральной нервной системы (по Wood. Am. J. Physiol., 247, G585 (1984))

Рис. 16.9. Организация энтеральной нервной системы и экстраорганных симпатических и парасимпатических путей, управляющих ее деятельностью. 1, 2 возбуждающие и тормозные пути, отвечающие за перистальтические рефлексы; 3–коллатерали афферентного нейрона, идущие к постганглионарным симпатическим нейронам в превертебральном ганглии (по Burnstock. Pharmacol. Rev., 24, 509 (1972) и Holman в [1] с изменениями)

как возбуждающее, так и тормозное действие. В интрамуральных нейронах кишечника обнаружены кроме ацетилхолина около 10 различных веществ (типа серотонина, АТФ и нейропептидов), которые могут играть роль нейромедиаторов или нейромодуляторов либо выполнять паракринные функции. О строении рефлекторных дуг, отвечающих за регуляцию отдельных функций желудочно–кишечного тракта (например, перистальтики, сегментации, маятникообразных движений, местного кровотока), известно мало. Нейронный контур, управляющий пропульсивной перистальтикой, возможно, состоит из двух рефлекторных дуг–тормозной (2–на рис. 16.9) и возбуждающей (1–на рис. 16.9), расположенных в стенке кишечника в оральноанальном направлении. Первичная реакция на растяжение стенки кишечника – это рефлекторное торможение круговой мускулатуры (на рис. 16.9–дуга 2), приводящее к расслаблению кишечной стенки. Затем возникает рефлекторное возбуждение круговой и продольной мускулатуры (дуга 1), проявляющееся в нисходящем сокращении кишечника. По своей медиаторной природе тормозные нейроны не являются ни холинергическими, ни адренергическими; возможно, они выделяют АТФ или какой–либо нейропептид (например, ВИП). Афферентные нейроны, по–видимому, пептидергические. Некоторые возбуждающие нейроны выделяют ацетилхолин; определенную роль в качестве медиаторов играют и другие вещества, например серотонин и соматостатин.

Симпатические постганглионарные (адренергические) волокна, иннервирующие кишечник, непосредственно влияют на его резистивные и емкостные сосуды, а также на гладкомышечные сфинктеры (например, внутренний сфинктер заднего прохода). В то же время они оказывают довольно слабый эффект на гладкую мускулатуру, не относящуюся к сфинктерам. Эти волокна ингибируют высвобождение медиаторов из пресинаптических окончаний преганглионарных парасимпатических аксонов и, возможно, других аксонов. В превертебральных симпатических ганглиях на постганглионарных симпатических нейронах переключаются не только преганглионарные волокна; к ним через холинергические синапсы поступают сигналы от афферентных нейронов, тела которых расположены в стенке кишечника (3–на рис. 16.9). Кроме того, они могут образовывать пептидергические синапсы с коллатералями первичных афферентных нейронов, тела которых залегают в спинномозговых узлах.

Парасимпатические преганглионарные аксоны переключаются в энтеральной нервной системе не только на мотонейронах, возбуждающих гладкие мышцы кишечника, но также на тормозных мотонейронах (рис. 16.9). Такое центральное торможение более выражено в области орального и анального концов пищеварительного тракта. Возможно, оно играет важную роль в рефлекторном расслаблении желудка после приема пищи и в регуляции сдерживания каловых масс в прямой кишке [1, 26, 36, 53].

16.2. Центральная организация спинномозгового и стволового отделов вегетативной нервной системы

Общий конечный пре– и постганглионарный пути вегетативной нервной системы; локализация преганглионарных нейронов

Возбуждение преганглионарных симпатических и парасимпатических нейронов, расположенных в спинном мозгу и в стволе мозга, происходит в результате интегративных процессов, протекающих

Рис. 16.10. Нейронный субстрат общего конечного пути вегетативной нервной системы

в ЦНС. Далее это возбуждение передается через соответствующие синапсы на преганглионарные нейроны и затем на эффекторные органы. В настоящее время накоплено довольно много прямых и непрямых экспериментальных данных в пользу того, что многие эффекторные вегетативные органы иннервируются функционально (а может быть, и анатомически) различными пре– и постганглионарными нервными путями. Так, регуляция потоотделения и кожного кровотока осуществляется разными пре–и постганглионарными нейронами; разные симпатические нейроны отвечают также за торможение моторики желудочно–кишечного тракта (рис. 16.9) и регуляцию просвета резистивных и емкостных сосудов внутренних органов. Экспериментальные данные последних лет позволяют утверждать, что пре– и постганглионарные нейронные пути, идущие к внутренним органам, могут по аналогии с мотонейронами скелетных мышц рассматриваться как общие конечные пути вегетативной нервной системы (рис. 16.10). Подобная концепция не противоречит представлениям о протекании в симпатических (см. рис. 16.9) и некоторых парасимпатических ганглиях интегративных процессов. Она не исключает и того, что деятельность многих внутренних органов регулируется не только постганглионарными нейронами, но также гормональными и метаболическими факторами, механическими процессами и другими влияниями (например, температурными) (см. рис. 16.10). Так, сопротивление сосудов скелетных мышц кровотоку зависит от активности соответствующих постганглионарных сосудосуживающих нейронов, миогенной активности гладких мышц этих сосудов, метаболического состояния скелетных мышц и содержания катехоламинов в крови.

Клеточные тела преганглионарных симпатических и крестцовых парасимпатических нейронов залегают в промежуточной зоне пояснично–грудного и крестцового отделов спинного мозга. В пояснично–грудном отделе к этой зоне относится промежуточно–боковое (интермедиолатералыюе) ядро (ПБЯ), вставочное ядро (ВЯ) и центральное вегетативное ядро (ЦВЯ) (рис. 16.12). Тела большинства преганглионарных симпатических нейронов располагаются в канатиковой (в белом веществе) и в главной частях ПБЯ (на рис. 16.12–ПБк и ПБг). Возможно, что в различных частях промежуточной зоны локализованы функционально различные преганглионарные нейроны. Так, тела симпатических преганглионаров, иннервирующих эффекторные структуры скелетных мышц и кожи, занимают в ИЛЯ более латеральное положение, а тела нейронов, управляющих внутренними органами,–более медиальное. Тела преганглионарных парасимпатических нейронов. идущих к мочевому пузырю, залегают в крестцовом отделе латерально (на границе с белым веществом), а иннервирующих толстый кишечник – более медиально.

Тела преганглионарных парасимпатических нейронов, регулирующих деятельность сердца, гладкой мускулатуры трахеи и бронхов и желудочно–кишечного тракта, расположены в продолговатом мозге в дорсальном ядре блуждающего нерва и в обоюдном ядре. Тела преганглионарных парасимпатических нейронов, иннервирующих слюнные и слезные железы, залегают в слюноотделительном ядре продолговатого мозга, а гладкие мышцы глаз–в ядре Эдингера–Вестфаля среднего мозга [4, 39, 42].

Тонус вегетативных нервов в покое

Значение тонуса покоя вегетативных нервов для регуляции функции внутренних органов. Многие пре–и постганглионарные вегетативные нейроны, в частности снабжающие кровеносные сосуды и сердце, обладают спонтанной активностью, или тонусом покоя. Этот тонус имеет важнейшее значение для регуляции функции внутренних органов. Так, в результате тонуса сосудосуживающих нервов гладкая мускулатура сосудов находится в состоянии относительного сокращения. От степени этого сокращения зависит поперечное сечение сосудов и, следовательно, их гидродинамическое сопротивление. Изменения тонуса сосудосуживающих нервов могут приводить к увеличению либо к уменьшению кровотока через орган по сравнению с уровнем покоя. Таким образом, одни и те же постганглионарные нейроны могут оказывать разнонаправленные влияния на просвет сосудов.

Рис. 16.11. Зависимость гидродинамического сопротивления сосудов скелетных мышц задней конечности кошки (по оси ординат) от частоты надпороговых электрических раздражении преганглионарных волокон поясничного отдела симпатического ствола. Область, закрашенная красным, соответствует диапазону полученных значений (по Mellander, Acta Physiol. Scand., 50, Suppl. 176, 1 (1960) с изменениями)

На рис. 16.11 изображена схема тонических влияний постганглионарных нейронов на сосудистое сопротивление. Видно, что гидродинамическое сопротивление артериального русла в лапе кошки возрастает при увеличении частоты раздражения поясничного отдела симпатического ствола. Периферическое сопротивление, равное сопротивлению покоя in vivo, соответствует частоте раздражении порядка двух стимулов в секунду. Снижение частоты раздражения приводит к вазодилатации и уменьшению периферического сопротивления; повышение же частоты стимуляции сопровождается вазоконстрикцией и увеличением периферического сопротивления. После фармакологического или хирургического выключения тонуса сосудосуживающих нервов на величину периферического сопротивления продолжают оказывать влияние только спонтанные сокращения гладких мышц сосудов (базальный миогенный тонус) и катехоламины крови (норадреналин и адреналин). На рис. 16.11 красным цветом показаны физиологические границы, в пределах которых кровоток может изменяться под действием сосудосуживающих нервов (см. также рис. 20.24). Аналогичным образом регулируются функции многих органов. Тонус покоя периферических вегетативных нейронов можно измерить либо непрямыми методами (например, путем оценки реакции эффекторного органа при электрическом раздражении вегетативных нервов), либо посредством прямой регистрации активности пре– и постганглионарных нейронов. Величина этой активности колеблется от 0,1 до 4 Гц; в кожных и мышечных сосудосуживающих волокнах в покое и при нейтральной температуре окружающей среды она составляет, по–видимому, около 1–2 Гц [39, 41].

Очевидно, уровень тонической активности вегетативных нервов соответствует физиологическим свойствам гладких мышц. Поскольку сокращение этих мышц характеризуется длительным и медленным нарастанием и расслаблением, низкочастотная тоническая импульсация в вегетативных нервах приводит к постоянному небольшому сокращению (тонусу) гладкомышечных структур [8].

Спинальные вегетативные рефлексы

Сегментарная организация вегетативных рефлексов. Афферентные и вегетативные эфферентные структуры, синаптически связанные на уровне сегментов спинного мозга, образуют дугу вегетативного рефлекса. В отличие от дуги моносинаптического рефлекса растяжения даже простейшие спинальные вегетативные рефлексы, по–видимому, не содержат прямых переключении афферентных волокон (висцеральных и соматических) на преганглионарных нейронах; самый короткий путь между этими структурами включает два синапса. Таким образом, в дуге вегетативного рефлекса между афферентными и постганглионарными нейронами имеется по меньшей мере три синапса (рис. 6.12), два из которых лежат в сером веществе спинного мозга, а один–в вегетативном ганглии.

Для чувствительной и вегетативной иннервации некоторых органов характерна довольно четкая сегментарная организация. Афферентные волокна от сердца и выделительных органов переключаются в пределах сегментов спинного мозга на преганглионарные симпатические и парасимпатические нейроны, иннервирующие эти же органы (кишечно–кишечные рефлексы, кардио–кардиальные рефлексы; эвакуаторные рефлексы). Возможно, что существуют подобные сегментарные спинальные рефлексы и для других внутренних органов.

Проявления сегментарной организации вегетативной иннервации внутренних органов можно наблюдать и в клинике. При заболевании этих органов (например, холецистите или аппендиците) возникает напряжение мускулатуры в области, соответствующей локализации патологического процесса, и, кроме того, наблюдается покраснение кожи в участке (дерматом), иннервируемом афферентами

Рис. 16.12. Строение спинальной вегетативной рефлекторной дуги. Слева: ядра промежуточной зоны, в которых располагаются преганглионарные симпатические нейроны. ПБк и ПБг–соответственно канатиковая и главная части промежуточно–бокового ядра; ВЯ–вставочное ядро; ЦВЯ–центральное вегетативное ядро (по Ranson, dark. The Anatomy of the Nervous System, 1959; Petras, Cumminas. J. Сотр. Neurol. 146, 189 (1972)

и эфферентами одноименного сегмента спинного мозга. Покраснение кожи обусловлено тормозным действием афферентных волокон от пораженного органа на симпатические сосудосуживающие кожные волокна того же сегмента. Защитное же напряжение мышц брюшной стенки (дефанс) связано с возбуждающим действием этих чувствительных волокон на мотонейроны. Вместе с тем раздражение терморецепторов кожи через симпатические нейроны приводит к торможению активности внутренних органов, иннервируемых из одноименных сегментов.

Важным диагностическим критерием для врача служит повышение тактильной (гиперестезия) и болевой (гипералгезия) чувствительности в ограниченных участках кожи, наблюдающееся при заболеваниях внутренних органов. Возможно,, что болевые и неболевые кожные афферентные волокна и висцеральные афференты, принадлежащие определенному сегменту спинного мозга, конвергируют на одних и тех же нейронах спиноталамического пути. При этом в какой–то степени теряется информация о том, от каких внутренних органов поступило возбуждение, и кора головного мозга «приписывает» это возбуждение раздражению соответствующих областей кожи. Подобные кожные боли, наблюдающиеся при заболеваниях внутренних органов, называются отраженными болями, а области, где возникают эти боли,–зонами Геда (см. рис. 9.18)

Многие больные, страдающие заболеваниями внутренних органов (например, стенокардией, связанной с недостаточностью коронарного кровотока, холециститом, язвенной болезнью желудка), жалуются на боли в этих зонах, что помогает в диагностике (см. гл. 10).

Роль симпатической нервной системы в возникновении гиперпатии. У некоторых больных наблюдаются постоянные крайне неприятные жгучие боли, возникающие в результате обычных неболевых воздействий на кожу. Эти боли появляются лишь спустя длительный латентный период после воздействия и угасают также спустя некоторое время после его окончания; они распространяются на соседние области кожи и часто на всю конечность. Подобные состояния носят название гнперпатии. Гиперпатия часто сопровождается гиперестезией, нарушением сосудо–двигательных реакций и потоотделения и главным образом трофическими расстройствами в пораженных тканях. Кожные покровы у таких больных могут быть истонченными, потливыми, холодными либо, наоборот, горячими; иногда наблюдаются трофические изменения подкожной жировой клетчатки и деминерализация костей. Подобные симптомы могут появиться после повреждения срединного, седалищного, берцового нерва или шейно–плечевого сплетения в отделах, расположенных дистальнее места травмы. В невропатологии различные проявления таких состояний называют каузалгией, синдромом Зудека, посттравматическим болевым синдромом, рефлекторной симпатической дистрофией к т.д. Блокада симпатической иннервации пораженных конечностей, произведенная путем либо нарушения проведения в симпатическом стволе, либо применения препаратов, истощающих запасы норадреналина в окончаниях симпатических волокон, либо хирургической симпатектомии, часто приводит к исчезновению постоянных нестерпимых болей и улучшению кровотока, потоотделения и трофики тканей в пораженных участках. В связи с этим считают, что хронические боли при гиперпатии обусловлены влияниями эфферентных адренергических симпатических нейронов. Однако о механизмах гиперпатии и сопровождающих ее трофических нарушений и расстройствах кровоснабжения и потоотделения мы можем лишь догадываться. Возможно, при нарушении поступления афферентных сигналов возрастает тонус симпатических нервов, что может приводить к возбуждению или повышению возбудимости рецепторов толстых и тонких афферентных волокон. Это в свою очередь может сопровождаться аномальными реакциями таких волокон на обычные неболевые воздействия. В результате обработка информации в спинном мозгу может нарушаться, что и приводит, возможно, к возникновению патологических болевых ощущений и расстройств вегетативной регуляции [15, 40].

Вегетативные рефлексы после перерыва спинного мозга. Перерыв спинного мозга приводит к параличу в тех областях тела, которые находятся ниже места травмы. При этом у человека вегетативные рефлексы в соответствующих отделах исчезают на 1–6 месяцев. В течение первых 1–2 месяцев кожа в этих областях сухая и покрасневшая, поскольку тонус симпатических волокон, иннервирующих потовые железы и сосуды, сильно снижен. В дальнейшем в течение нескольких месяцев наблюдается постепенное усиление сосудосуживающих и потоотделительных соматосимпатических рефлексов в ответ на болевые или безболевые раздражения кожи; в конечном счете это усиление приводит к гиперрефлексии.

Рефлексы эвакуации мочевого пузыря и толстого кишечника и половые рефлексы также восстанавливаются лишь спустя длительное время после перерыва спинного мозга [11, 44]. После исчезновения явлений спинального шока спинной мозг, отделенный от головного, может выполнять ряд регуляторных функций. Так, при переходе из горизонтального положения тела в вертикальное или при кровопотере наступает генерализованное рефлекторное сужение артерий и вен, что препятствует опасному падению артериального давления. Вместе с тем генерализованное рефлекторное возбуждение сосудосуживающих нервов может возникать также в результате активации глубинных соматических и висцеральных афферентов (например, при рефлекторном спазме мышц–сгибателей или при сокращении мускулатуры переполненного мочевого пузыря); это может приводить к генерализованному сужению сосудов, сопровождающемуся опасным повышением артериального давления, пилоэрекции и потоотделению. На рис. 16.13 приведен типичный пример подобных явлений у больного с параплегией (перерыв спинного мозга на уровне Т 2/3). Медленное наполнение мочевого пузыря сопровождается его изоволюмическими сокращениями, при которых повышается давление в его просвете. Это приводит к возбуждению поясничных и крестцовых висцеральных афферентов от мочевого пузыря, вызывающему рефлекторное (через центры спинного мозга) сужение сосудов скелетных мышц, внутренних органов и кожи (на рисунке видно снижение пульсового объема в пальце руки), и выделению катехоламинов из мозгового слоя надпочечников. Все это вызывает повышение систолического и диастолического артериального

Рис. 16.13. Изменения показателей гемодинамики (артериального давления, частоты сердечных сокращений, кожного кровотока и пульсового объема в указательном пальце) при медленном наполнении мочевого пузыря у больного хронической параплегией (перерыв спинного мозга на уровне Т 2/3). Видно, что мочевой пузырь сокращается (по [11] с изменениями)

давления. Частота сердечных сокращений при этом снижается, так как рефлекторная дуга с артериальных барорецепторов, замыкающаяся на уровне продолговатого мозга и парасимпатических (вагусных) сердечных нервных путей, остается незатронутой (рис. 16.14, справа).

Исчезновение вегетативных спинальных рефлексов после перерыва спинного мозга является одним из проявлений спинального шока. Возможно, что оно связано с перерывом нисходящих путей от ствола мозга (см. рис. 16.14, слева), оказывающих регуляторное влияние на эти рефлексы. Поскольку такие нисходящие влияния у приматов выражены больше, чем у низших позвоночных (например, у лягушки), торможение спинальных рефлексов после перерыва спинного мозга у приматов носит более глубокий и длительный характер.

Восстановление спинномозговых рефлексов после спинального шока может быть обусловлено двумя факторами: более интенсивным протеканием постсинаптических процессов в имеющихся синапсах или развитием новых синапсов на вставочных, преганглионарных и двигательных нейронах.

Рис. 16.14. Слева: нисходящие пути от ствола мозга и гипоталамуса, конвергирующие на преганглионарных нейронах промежуточной зоны пояснично–грудного отдела спинного мозга. Справа: схема нервной регуляции артериального давления. «+», «—»–соответственно возбуждающие и тормозные эффекты раздражения артериальных барорецепторов (Б). ЯОТ–ядро одиночного тракта; ДЯ–дорсальное ядро блуждающего нерва; ОЯ —обоюдное ядро; ПВЯ–паравентрикулярное ядро гипоталамуса; РВЛ–рострально–вентролатеральная область продолговатого мозга. Х–блуждающий нерв; IX–языкоглоточный нерв [31]

Регуляция вегетативных функций на уровне ствола головного мозга

Расположение в стволе головного мозга (продолговатом мозгу; см. рис. 5.13) вегетативных «центров», управляющих через периферический отдел вегетативной нервной системы деятельностью внутренних органов и систем (сердечно–сосудистой системы, пищеварительного тракта, а также эвакуаторными рефлексами; см. соответствующие главы), установлено лишь весьма приблизительно. Данные о локализации этих центров были получены в опытах по изучению деятельности различных органов до и после перерезки на уровне ствола головного мозга, разрушения некоторых ядер или путей, а также при электрическом раздражении определенных групп нервных клеток. Об организации вегетативных центров ствола головного мозга на клеточном уровне практически ничего не известно.

Ограниченность наших знаний о вегетативных центрах ствола головного мозга связана, с одной стороны, с чисто техническими трудностями, так как относящиеся к этим центрам нейроны или группы нейронов обычно очень невелики и различить их при нейрофизиологическом либо нейроанатомическом исследовании трудно. С другой стороны, возникают и методологические затруднения: по–видимому, представление о том, что вегетативная регуляция определенных органов связана с конкретными функциональными группами нейронов, объединенными морфологически («центрами»), справедливо лишь частично. Более вероятной представляется такая организация, при которой одиночные нейроны и небольшие их группы отвечают за вегетативную регуляцию совокупности органов, функционально связанных друг с другом (например, рефлекторную регуляцию актов глотания и рвоты, деятельности слюнных желез и желудочно–кишечного тракта). Из этого вытекает, что все нейроны, управляющие деятельностью какого–либо одного органа, не обязательно должны быть расположены рядом. Следовательно, понятие «центр» можно употреблять лишь с некоторыми оговорками.

Управление вегетативными структурами спинного мозга со стороны ствола мозга и гипоталамуса.

Стволовые и гипоталамические центры оказывают возбуждающие и тормозные нисходящие влияния на симпатические и парасимпатические образования спинного мозга. Именно в этих центрах происходит объединение спинномозговых систем, отвечающих за отдельные вегетативные функции, в функциональные комплексы высшего порядка [4, 15, 39, 42]. В качестве примеров таких комплексов, отвечающих за координацию отдельных функций с целью выполнения каких–то общих программ, можно привести: 1) систему терморегуляции, управляющую сопротивлением кожных сосудов и потоотделением; 2) систему регуляции артериального давления, влияющую на сопротивление резистивных сосудов скелетных мышц и внутренних органов, а также –через симпатические нервы–на сердце и мозговое вещество надпочечников; 3) систему регуляции мочеиспускания и дефекации, управляющую парасимпатической и симпатической иннервацией мочевого пузыря и нижних отделов толстого кишечника, и 4) систему управления репродуктивными органами, контролирующую парасимпатическую и симпатическую иннервацию этих органов. Такому большому разнообразию функций и спинальных вегетативных структур соответствует и наличие самых разных нисходящих путей к спинному мозгу от ствола мозга и гипоталамуса, идущих к преганглионарным нейронам в промежуточной зоне (рис. 16.14, слева). Функции этих систем пока до конца не изучены, однако известны их происхождение и биохимические свойства. Так, серотонинергические нейроны начинаются от ядер шва, адренергические – от рострально–вентролатеральных отделов продолговатого мозга, норадренергические – от моста, а пептидергические (вазопрессинергические и окситоцинергические)–от паравентрикулярных ядер гипоталамуса. Каждый из этих путей заканчивается на преганглионарных нейронах или соответствующих интернейронах. Пока неизвестно, являются ли все перечисленные выше вещества медиаторами, модуляторами или и теми, и другими.

Роль продолговатого мозга в регуляции кровообращения. Значение продолговатого мозга в регуляции артериального давления особенно четко выявляется при сравнении спинальных животных с высокой перерезкой (на уровне верхних шейных позвонков) и децеребрированных животных. имеющих интактный продолговатый мозг. Сразу после перерыва спинного мозга у животных резко падает артериальное давление, так как исчезает тонус покоя симпатических нейронов, иннервирующих кровеносные сосуды, сердце и мозговое вещество надпочечников. У таких животных остается возможной лишь регуляция сердца, сохраняющего связи с продолговатым мозгом посредством блуждающих нервов (см. рис. 16.14). Что касается децеребрированных животных, то у них артериальное давление остается нормальным, так как в ответ на изменение положения тела в пространстве возникают координированные реакции резистивных и емкостных сосудов внутренних органов, в результате которых перфузионное давление в тканевых сосудах не изменяется. Давление остается стабильным у подобных животных с сохраненным продолговатым мозгом даже после перерезки всех афферентных волокон блуждающих и языкоглоточных нервов, играющих важную роль в регуляции кровообращения. Это свидетельствует о том, что дуги рефлексов, отвечающих за поддержание центрального артериального давления, проходят через продолговатый мозг, и что именно этот отдел отвечает за постоянные тонические влияния, которые симпатические нервы оказывают на сердце и сосуды в покое (см. выше). Область продолговатого мозга, в которой располагаются нейроны, участвующие в поддержании и регуляции артериального давления, получила название сердечно–сосудистого (кардиоваскулярного) центра.

Важную роль в регуляции гемодинамики играют рострально–вентролатеральные отделы продолговатого мозга (на рис. 16.14–РВЛ). Местное раздражение нейронов этого отдела сопровождается повышением артериального давления, частоты сердечных сокращений и выделения катехоламинов из мозгового слоя надпочечников. Разрушение же данной области приводит к такому же падению давления, как после высокой перерезки спинного мозга. Аксоны нейронов, расположенных в РВЛ, идут в составе заднебоковых столбов спинного мозга непосредственно к симпатическим преганглионарным нейронам в промежуточной зоне (рис. 16.14). Афферентные волокна от артериальных баро– и хеморецепторов и от сердца, играющие важную роль в нервной регуляции гемодинамики, направляются в составе блуждающих и языкоглоточных нервов к ядрам одиночного тракта (ЯОТ); нейроны этих ядер посылают сигналы к различным ядрам ствола мозга и гипоталамуса, в том числе к РВЛ. Аксоны от этого последнего отдела в свою очередь идут к симпатическим преганглионарным нейронам промежуточной зоны спинного мозга (рис. 16.14, справа). Нейроны медиальных отделов ЯОТ возбуждаются при естественном раздражении афферентов от артериальных барорецепторов. Волокна от них идут к нейронам РВЛ, на часть которых эти волокна оказывают ингибирующее влияние. Таким образом, за ингибирование влияния симпатических нейронов на сердце и резистивные сосуды, возникающее в результате раздражения артериальных барорецепторов, отвечают, по крайней мере частично, образования продолговатого мозга. В правой части рис. 16.14 показаны основные нервные структуры, расположенные между сердечно–сосудистыми афферентными входами к ЯОТ и эффекторами и входящие в состав системы управления артериальным давлением в большом кругу кровообращения. Преганглионарные парасимпатические нейроны, посылающие волокна к сердцу, залегают в дорсальных ядрах блуждающих нервов (ДЯ) и обоюдных ядрах (ОЯ). Само собой разумеется, что ядра продолговатого мозга (ЯОТ, ОЯ, ДЯ и РВЛ) (см. рис. 16.14) находятся под контролем со стороны других нервных структур ствола мозга, гипоталамуса и лимбической системы [4, 24, 31].

16.3. Мочеиспускание и дефекация

Нервная регуляция опорожнения мочевого пузыря

Моча, постоянно вырабатывающаяся в почках, накапливается в мочевом пузыре, который периодически полностью опорожняется. Эта функция, играющая огромную роль в социальной жизни человека, опосредована как деятельностью гладких мышц мочевого пузыря, так и влияниями вегетативных и соматических нервов. Нервная регуляция функции мочевого пузыря заключается в

Рис. 16.15. Кривая давление–объем (цистометрограмма) мочевого пузыря человека при медленном (физиологическом) наполнении. Стадия накопления мочи соответствует пологой части кривой. Резкое повышение внутрипузырного давления совпадает с началом мочеиспускания (по Simeone. Lampson. Ann. Surg. 106, 413 (1937)

чередовании длительных периодов наполнения и коротких периодов опорожнения. Благодаря нервной активности опорожнение мочевого пузыря во время периода наполнения невозможно или затруднено. Скорость наполнения мочевого пузыря составляет примерно 50 мл в час. Вследствие пластичности гладких мышц пузыря давление в нем лишь незначительно повышается при увеличении объема (рис. 16.15). При накоплении приблизительно 150–250 мл мочи появляются первые короткие позывы к мочеиспусканию, обусловленные кратковременным повышением давления внутри пузыря. Период опорожнения обычно начинается, когда в мочевом пузыре накапливается порядка 250–500 мл мочи. Способность пузыря накапливать мочу называется удержанием мочи, а его опорожнение–актом мочеиспускания (рис. 16.15).

Строение и иннервация мочевого пузыря (рис. 16.16). Мочевой пузырь представляет собой полый орган, образованный мышечными слоями; эти слои в совокупности называются изгоняющей мышцей (детрузором). Стенки пузыря состоят из сети длинных гладкомышечных волокон. В области основания пузыря находится треугольный участок, образованный тонкими гладкомышечными волокнами (пузырный треугольник). В углах основания этого треугольника расположены устья мочеточников. Мочеточники открываются в пузырь в косом направлении, поэтому при повышении внутрипузырного давления обратного заброса мочи в них не происходит. В области вершины треугольника отходит мочеиспускательный канал. Благодаря особому расположению мышц здесь образуется как бы функциональный сфинктер (внутренний сфинктер мочевого пузыря). При акте мочеиспускания внутренний

сфинктер может расслабиться только в результате сокращения детрузора; вследствие сокращения этой мышцы мочеиспускательный канал под действием вплетающихся в него радиальных волокон укорачивается, что автоматически приводит к пассивному раскрытию внутреннего сфинктера. Мочеиспускательный канал замыкается, кроме того, наружным сфинктером, образованным поперечнополосатой мускулатурой промежности; у женщин этот сфинктер выражен слабо.

Иннервация мочевого пузыря и сфинктеров схематически представлена на рис. 16.16. Парасимпатические волокна тазовых нервов, отходящие от второго и четвертого крестцовых сегментов, возбуждают мускулатуру пузыря. Влияние этих нервов необходимо для нормальной регуляции акта мочеиспускания. Под действием симпатических нервов, отходящих от верхних поясничных сегментов, мышца, изгоняющая мочу, расслабляется, а мышцы пузырного треугольника сокращаются. Возможно, эти симпатические влияния способствуют удержанию мочи. Соматическая иннервация наружного сфинктера осуществляется двигательными волокнами срамного нерва, тела нейронов которых лежат в средних крестцовых сегментах. Информация о степени наполнения мочевого пузыря воспринимается рецепторами растяжения, расположенными в его стенке, и передается в центральную нервную систему по чувствительным волокнам тазовых нервов. Возможно, болевые и неболевые раздражения, возникающие при различных процессах в мочевом пузыре и мочеиспускательном канале, передаются в виде импульсов как в крестцовых, так и в поясничных висцеральных афферентах.

Рис. 16.16. Иннервация мочевого пузыря

Рис. 16.17. Дуга рефлекса мочеиспускания у кошки с интактным головным мозгом (рефлекторная дуга 1) и у хронической спинальной кошки (рефлекторная дуга 2). У интактных животных рефлекторная дуга 2 не действует. Вставочные нейроны спинного мозга и ствола мозга не изображены [38]

Рефлекторный акт мочеиспускания. Из почечных лоханок моча поступает в мочевой пузырь благодаря перистальтическим сокращениям мочеточников. Чем более растянута стенка мочевого пузыря, тем сильнее возбуждаются расположенные в ней рецепторы растяжения. Возбуждение этих рецепторов приводит к активации парасимпатических нейронов, иннервирующих детрузор (рис. 16.17, рефлекторная дуга 1). В результате мочевой пузырь опорожняется. Как указано на рис. 16.17, дуга этого рефлекса замыкается на уровне передней области моста. Электрическое раздражение этой области приводит к опорожнению мочевого пузыря.

С началом опорожнения пузыря процесс ускоряется лавинообразно до полного изгнания мочи. Этот протекающий по принципу положительной обратной связи (т. е. усиливающий сам себя) процесс, возможно, обусловлен следующими основными рефлексами: 1) сокращение мышцы, изгоняющей мочу, усиливает возбуждение афферентных волокон от рецепторов пузыря; 2) под влиянием струи мочи возбуждаются чувствительные волокна от рецепторов мочеиспускательного канала, что приводит к рефлекторной активации парасимпатических нервов мочевого пузыря; 3) происходит рефлекторное угнетение тормозных процессов в спинном мозге и вышележащих отделах. Все это сопровождается также рефлекторным расслаблением наружного сфинктера в результате торможения мотонейронов крестцовых сегментов.

Как у животных, так и у людей перерыв спинного мозга выше крестцовых сегментов вначале приводит к полному подавлению рефлекторного опорожнения мочевого пузыря. Лишь по достижении хронической стадии заболевания (1–5 недель после травмы) вновь начинает действовать рефлекс опорожнения (автоматическое опорожнение). В этом случае рефлекторная дуга замыкается только в пределах спинного мозга (рис. 16.17, рефлекторная дуга 2), Вполне вероятно, что эта же дуга регулирует мочеиспускание у грудных детей; с возрастом же, по–видимому, этот рефлекс подавляется в результате тормозных влияний как от афферентных пузырных волокон, замыкающихся на уровне спинного мозга, так и от супраспинальных отделов.

В течение первых дней или недель после возникновения параплегии или тетраплегии наблюдается вялость и атоничность мочевого пузыря. Если благодаря правильному уходу за больным не добавится инфекция мочевых путей, то начинается постепенный переход к автоматическому опорожнению мочевого пузыря. В этот период незначительное наполнение пузыря приводит к рефлекторному сокращению детрузора; мочеиспускание при этом учащено. В результате соответствующей тренировки такие больные могут управлять опорожнением пузыря. Они обучаются вызывать рефлекторные сокращения мышцы, изгоняющей мочу; для этого больной в определенное время, приуроченное к автоматическому ритму мочеиспускания, постукивает по нижнему отделу живота и надавливает на брюшную стенку, способствуя тем самым опорожнению пузыря (сегментарный рефлекс).

Регуляция функции мочевого пузыря со стороны отделов, лежащих выше моста. Регуляция мочеиспускания и удержания мочи представляет собой в значительной степени автоматический рефлекторный процесс, однако на него оказывают влияние центры высших отделов ствола мозга, гипоталамус и большие полушария. Все эти влияния преимущественно ингибиторные, хотя некоторые из них могут быть и возбуждающими. О восходящих и нисходящих спинальных путях, соединяющих мочевой пузырь и мочеиспускательный канал с высшими отделами ЦНС, а также о расположении соответствующих нейронов в стволе мозга, гипоталамусе и коре больших полушарий известно мало. Деятельность высших отделов заключается, во–первых, в удержании мочи даже при сильном наполнении мочевого пузыря (это необходимо для того, чтобы мочеиспускание происходило только в надлежащих условиях) и, во–вторых, в произвольном мочеиспускании при наличии соответствующих позывов и условий [7, 11, 38].

Нарушения мочеиспускания весьма разнообразны и широко распространены. Непроизвольная задержка мочи может наступать при параличе или повреждении детрузора (например, при воспалительных заболеваниях или травматических повреждениях нервов), смещении мочеиспускательного канала (например, из–за опухоли предстательной железы) или при спазмах сфинктеров. Неспособность удерживать мочу называется недержанием. Она особенно часто встречается у рожавших женщин (например, в результате опущения матки из–за слабости мышц дна таза), а также при органических поражениях мозга (например, при рассеянном склерозе или атеросклерозе сосудов мозга у пожилых людей). Встречается также психогенное недержание мочи [16].

Нервная регуляция опорожнения кишечника

Опорожнение кишечника (дефекация) и удержание каловых масс представляют собой важнейшие функции прямой кишки и ануса. Эти функции регулируются энтеральной нервной системой, парасимпатическими нервами из крестцовых сегментов и соматомоторными нервными влияниями. Внутренний анальный сфинктер имеет плотную симпатическую иннервацию, однако о роли симпатических нервов в функции низших отделов кишечника известно мало.

Удержание кала. В области дистального конца прямой кишки имеются два сфинктера. Внутренний анальный сфинктер, образованный гладкими мышцами, управляется непроизвольно. Наружный анальный сфинктер состоит из поперечнополосатых мышечных волокон, иннервируемых мотонейронами крестцового отдела (S2–S4), отростки которых идут в составе тазовых нервов. В покое оба этих сфинктера замкнуты. Тоническое сокращение наружного сфинктера поддерживается в результате спинальных рефлексов, афферентное звено которых включает импульсы от мышечных волокон сфинктера и окружающих тканей, и особенно кожи области анального отверстия.

Когда в результате перистальтических сокращений нисходящей толстой кишки каловые массы поступают в прямую кишку, стенки ее растягиваются, что приводит к расслаблению внутреннего анального сфинктера и усилению сокращения наружного сфинктера. Расслабление внутреннего сфинктера связано главным образом с рефлексом, замыкающимся в пределах энтеральной нервной системы. Сокращение наружного сфинктера также возникает рефлекторно под влиянием сигналов, поступающих в крестцовые отделы спинного мозга по афферентным волокнам тазовых нервов (рис. 16.18). Эти процессы сопровождаются появлением позывов к дефекации – осознанных ощущений, связанных с возбуждением рецепторов стенок толстой и прямой кишок. Через несколько десятков секунд внутренний сфинктер вновь постепенно сокращается и наступает адаптация стенок прямой кишки к ее увеличенному объему. Эта адаптация обусловлена пластичностью ректальной мускулатуры. Напряжение в стенке прямой кишки снижается, и позыв к дефекации стихает. Благодаря всем этим процессам, находящимся под

Рис. 16.18. Афферентные и эфферентные пути спинального рефлекса дефекации. Вставочные спинномозговые нейроны между афферентными и эфферентными волокнами не показаны

контролем нервных влияний, здоровый человек может сдерживать позывы к дефекации до тех пор, пока объем содержимого прямой кишки не превысит 2 л. Важнейшую роль в удержании каловых масс играют супраспинальные центры, и особенно кора головного мозга: эти отделы оказывают возбуждающее влияние на мотонейроны наружного сфинктера и, возможно, ингибирующее влияние на парасимпатические спинальные рефлексы.

Дефекация. Опорожнение прямой кишки в норме совершается произвольно. Под действием супраспинальных облегчающих влияний на спинальные парасимпатические рефлексы нисходящая, сигмовидная и прямая кишка (особенно их продольная мускулатура) сокращаются. Одновременно наступает расслабление обоих сфинктеров. Важным условием дефекации является повышение внутрибрюшного давления под действием, во–первых, усиленных сокращений мышц брюшной стенки и, во–вторых, опущения диафрагмы, наступающего в результате сокращения мышц грудной клетки, находящейся в положении вдоха, при замкнутой голосовой щели. Все эти механизмы приводят к тому, что тазовое дно опускается и каловые массы, содержащиеся в нисходящей, сигмовидной и прямой кишке, выбрасываются.

Рефлексы дефекации полностью исчезают при разрушении крестцовых сегментов спинного мозга. После перерыва спинного мозга выше этих сегментов спинальные рефлексы дефекации сохраняются, однако произвольные движения, способствующие изгнанию каловых масс, не могут осуществляться.

Правда, они могут быть компенсированы (например, расширением наружного анального сфинктера руками), и благодаря этому больные параплегией способны регулярно опорожнять кишечник [7, 50].

16.4. Половые рефлексы

Половые рефлексы млекопитающих и особенно человека представляют собой сложнейшие пространственно–временные комплексы рефлекторных реакций, опосредованных парасимпатическими, симпатическими и соматическими эфферентами, а также соматическими и висцеральными афферентами. У мужчин эти рефлексы изучены плохо, у женщин–еще хуже. Данные, которыми мы располагаем в настоящее время, получены в опытах на животных, при наблюдениях над здоровыми людьми и над больными с повреждениями спинного мозга, крестцового отдела парасимпатической системы или тораколюмбального отдела симпатической системы [21, 29, 30].

Половые рефлексы у мужчин

Половой цикл мужчины состоит из нескольких последовательных фаз–эрекции полового члена, эмиссии семенной жидкости (спермы и секретов добавочных половых желез) в задние отделы мочеиспускательного канала и эякуляции этой жидкости из передних отделов уретры. Стадия оргазма начинается во время эмиссии или перед ней и заканчивается вместе с эякуляцией.

Эрекция. Эрекция полового члена связана с расширением артерий пещеристых тел пениса и губчатого тела уретры. Венозные синусы, из которых состоит пещеристая ткань, наполняются кровью, давление в них повышается, и они максимально расширяются. При этом венозный отток от пещеристой ткани прекращается. Пока еще окончательно не выяснено, обусловлено ли это чисто пассивным механизмом, связанным со сдавливанием вен в области их прохождения через белочную оболочку полового члена. Расширение артерий вызывается, по–видимому, возбуждением постганглионарных парасимпатических нейронов, тела которых залегают в тазовых ганглиях (рис. 16.19). Медиатором этих нейронов могут быть ацетилхолин и содержащийся в тех же окончаниях нейропептид (вазоактивный интестинальный пептид, ВИП). Эти нейроны возбуждаются как рефлекторным путем вследствие притока сигналов по чувствительным волокнам от наружных половых органов и окружающих тканей, так и в результате психогенных влияний, опосредованных супраспинальными (по всей вероятности, корковыми) центрами. Поступление сигналов от половых органов одновременно приводит к

Рис. 16.19. Иннервация мужских половых органов. Вставочные спинномозговые нейроны между афферентными и эфферентными волокнами не показаны

возникновению половых ощущений. Наибольшее число механорецепторов расположено в области головки полового члена. Чувствительные волокна от этих механорецепторов идут в составе тыльного нерва полового члена. Адекватное раздражение механорецепторов головки возникает при скользящих движениях полового члена во время коитуса. Важную роль в поддержании возбуждения рецепторов головки играет увлажнение поверхности влагалища и полового члена, обусловленное рефлекторной транссудацией из стенок влагалища (у женщины) и секрецией бульбоуретральных желез (у мужчины).

Рефлексы, приводящие к эрекции, замыкаются только на уровне крестцовых сегментов спинного мозга S2 – S4 (поэтому при перерыве спинного мозга выше сакрального отдела эрекция у мужчин сохраняется). Более того, психогенная эрекция может возникать примерно у 25% больных с разрушенными крестцовыми сегментами. В этом случае она бывает связана с активностью симпатических нейронов, расположенных в нижних грудных и верхних поясничных сегментах (см. рис. 16.19). Отростки этих нейронов переключаются на постганглионарных симпатических нервных клетках в области нижнего брыжеечного ганглия или в непосредственной близости от половых органов. Неизвестно, имеют ли эти постганглионарные нейроны, снабжающие артерии кавернозной ткани, холинергическую природу, а также участвует ли симпатическая система (и если участвует, то в какой степени) в механизме эрекции у здорового мужчины (табл. 16.2).

Эмиссия и эякуляция. Эмиссия и эякуляция являются кульминацией полового акта у мужчины. По мере того как во время коитуса возбуждение чувствительных волокон возрастает, наступает активация симпатических эфферентных нервов нижних грудных и верхних поясничных сегментов. Афферентные волокна, возбуждение которых приводит к эмиссии, идут в составе срамного и тазового нервов к сакральным (крестцовым) отделам спинного мозга и в составе симпатических нервов к тораколюмбальным отделам (рис. 16.19). Активация симпатических нейронов приводит к сокращению придатка яичника, семявыносящего потока, семенных пузырьков и простаты; в результате семенная жидкость выбрасывается в задние отделы мочеиспускательного канала. Одновременно вследствие рефлекторного возбуждения симпатических волокон сокращается внутренний сфинктер мочевого пузыря (рис. 16.16), что препятствует забрасыванию семенной жидкости в мочевой пузырь.

После эмиссии начинается эякуляция. Она возникает в результате возбуждения афферентных волокон от предстательной железы и заднего отдела уретры, идущих в составе тазовых нервов, а также, возможно, волокон от придатков яичек, семявыносящих протоков и семенных пузырьков, поступающих к тораколюмбальным сегментам спинного мозга. Раздражение всех этих волокон во время эмиссии рефлекторно (через крестцовые отделы спинного мозга) приводит к тоническим и клоническим сокращениям бульбокавернозных и ишиокавернозных мышц, окружающих проксимальные отделы пещеристых и губчатого тел (рис. 16.19), а также к сокращениям мышц тазового дна. В результате этих ритмических мышечных сокращений семенная жидкость выбрасывается из заднего отдела мочеиспускательного канала в передний и далее. Одновременно с этим происходят ритмические сокращения мышц туловища и резкие толчкообразные движения таза, способствующие попаданию семенной жидкости в проксимальные отделы влагалища и шейку матки. Во время эякуляции возбуждение парасимпатических и симпатических волокон, иннервирующих половые органы, достигает максимума. Это частично обусловлено постоянным притоком обратной афферентации от скелетных мышц во время их ритмичных сокращений. После эякуляции возбуждение парасимпатических сосудорасширяющих нейронов спадает и кровь оттекает по венам от кавернозной ткани. В результате эрекция постепенно исчезает.

У больных с поражениями крестцового отдела спинного мозга часто сохраняется способность к эмиссии и эякуляции (если предварительно наступает эрекция), а также к оргазму. В этом случае центробежные и центростремительные связи половых органов обеспечиваются симпатическими нервами и афферентными волокнами тораколюмбальных сегментов (рис. 16.19; табл. 16.2). У больных параплегией или тетраплегией, наступившей в результате перерыва спинного мозга выше средних грудных сегментов, в большинстве случаев полностью

Таблица 16.2. Нервная регуляция половых рефлексов у мужчин [30]

Афференты	Эрекция	Эмиссия и эякуляция	Оргазм
Афференты	От головки полового члена и окружающих тканей к крестцовому отделу спинного мозга (в составе срамных нервов)	От наружных и внутренних половых органов к крестцовому (в составе срамных и тазовых нервов) и пояснично–грудному (из подчревного сплетения) отделам спинного мозга; афферентные волокна от скелетных мышц	Возможен, если сохранен хотя бы один путь поступления чувствительных сигналов (от половых органов к крестцовому и пояснично–грудному отделам; от скелетных мышц к крестцовому отделу)
Вегетативные эфференты	1. Парасимпатические из крестцового отдела (рефлекторные и психогенные влияния) 2. Симпатические из пояснично–грудного отдела (психогенные влияния)	Симпатические из пояснично–грудного отдела
Соматические эфференты		К бульбокавернозным и ишиокавернозным мышцам и мышцам тазового дна
Разрушение крестцового отдела	Психогенная зрекция у 25% больных обеспечивается пояснично–грудными сегментами –	Возможны, если наступает эрекция	Возможен
Перерыв спинного мозга в области верхних грудных или шейных отделов	Наблюдается почти всегда(рефлекторная)	Практически никогда не встречается	Невозможен

утрачивается способность к эмиссии, эякуляции и оргазму (табл. 16.2). Полагают, что в этом случае симпатические нейроны нижних грудных и верхних поясничных сегментов испытывают постоянное ингибирующее влияние со стороны центров крестцового отдела [16, 30].

Половые рефлексы у женщин

За последние годы функция женских половых органов во время полового цикла была довольно подробно изучена [21], однако о значении парасимпатических и симпатических нервов в регуляции их функции мы пока можем лишь строить догадки.

Наружные половые органы. Половое возбуждение рефлекторным и/или психогенным путем приводит к изменениям в наружных женских половых органах. Большие половые губы, которые в покое смыкаются в области срединной линии, прикрывая малые губы и отверстия влагалища и уретры, при половом возбуждении расходятся в стороны, утончаются и сдвигаются в переднебоковом направлении. При длительном возбуждении они переполняются венозной кровью. Кровенаполнение малых половых губ достигает такой степени, что их толщина удваивается или утраивается, и они выдвигаются за пределы больших губ, удлиняя тем самым влагалищный канал. При набухании малых половых губ их окраска изменяется от розовой в состоянии покоя до характерной ярко–красной при половом возбуждении. Клитор и его головка также набухают и увеличиваются как в длину, так и в толщину. По мере нарастания возбуждения клитор подтягивается к лонному сочленению.

Все эти изменения наружных половых органов при половом возбуждении опосредованы двумя механизмами. С одной стороны, при возбуждении рецепторов половых органов, волокна от которых идут в составе срамного нерва к крестцовым сегментам спинного мозга (S2–S4), возникают рефлекторные реакции (рис. 16.20). С другой стороны, изменения наружных половых органов могут быть связаны с чисто психогенными воздействиями, за которые отвечает головной мозг. Особую роль в этих процессах играет клитор, обладающий чрезвычайно обильной иннервацией. Механорецепторы клитора могут возбуждаться либо в результате прямого тактильного раздражения, либо, особенно после того как происходит ретракция (подтягивания клитора к лонному сочленению), косвенным путем, вследствие надавливания на крайнюю плоть клитора, раздражения других наружных половых органов и движений полового члена. При половом возбуждении активность в афферентных волокнах от лобка, преддверия влагалища, промежности и особенно малых половых губ может оказывать столь же выраженный эффект, как и раздражение

Рис. 16.20. Иннервация женских половых органов. Вставочные спинномозговые нейроны между афферентными и эфферентными волокнами не показаны

клитора. Половое возбуждение усиливается в результате набухания половых органов. По–видимому, во всех этих рефлекторных реакциях участвуют также афферентные волокна, идущие в составе симпатических нервов, хотя окончательно это не известно.

Увеличение размеров наружных половых органов связано с их усиленным кровенаполнением. Возможно, этот усиленный приток крови обусловлен возбуждением сосудорасширяющих парасимпатических нейронов крестцового отдела спинного мозга, отростки которых идут в составе тазовых нервов (рис. 16.20). Эрекция клитора, как и полового члена, связана с переполнением кровью кавернозной ткани. По аналогии с механизмами, действующими у мужчин (табл. 16.2), можно предположить, что в усилении притока крови к пещеристому телу клитора участвуют также симпатические волокна от грудных и поясничных сегментов спинного мозга.

Внутренние половые органы. Во время полового цикла внутренние женские половые органы претерпевают значительные изменения. Через 10–30 с после сенсорного или психогенного возбуждения начинается транссудация слизистой жидкости через плоский эпителий влагалища. Благодаря этой жидкости влагалище увлажняется, что способствует адекватному возбуждению рецепторов полового члена при коитусе. Крупные железы преддверия влагалища (бартолиниевы железы), по–видимому, не играют какой–либо роли в его увлажнении. Транссудация влагалищной жидкости связана с общим переполнением венозной кровью стенки влагалища, обусловленным, по–видимому, влиянием парасимпатических нейронов крестцового и симпатических нейронов грудного и поясничного отделов спинного мозга. Подробно механизм транссудации еще не раскрыт.

Транссудация сопровождается расширением и удлинением влагалища. По мере нарастания возбуждения в нижней трети влагалища в результате местного застоя крови возникает сужение, или так называемая оргастическая манжетка (рис. 16.20). Благодаря этому сужению, а также набуханию малых половых губ во влагалище образуется длинный канал, анатомическое строение которого создает оптимальные условия для возникновения оргазма у обоих партнеров. Во время оргазма в зависимости от его интенсивности наблюдаются 3–15 сокращений оргастической манжетки. Возможно, эти сокращения обусловлены нервными влияниями симпатической системы и представляют собой аналог эмиссии и эякуляции у мужчин.

Во время полового возбуждения расположение матки в тазовой полости изменяется. В покое она находится в типичном положении anteversio и anteflexio. При возбуждении она поднимается, и в момент кульминации шейка матки отклоняется от задней стенки влагалища, в результате чего в его внутренней трети образуется полость для приема семени. Размеры матки при этом увеличиваются на

Рис. 16.21. Половой цикл мужчины (А) и женщины (6). Длительность (ось абсцисс) и интенсивность (ось ординат) различных стадий цикла широко варьируют (по [21] с изменениями)

50%. Эрекция, приподнятые и увеличение матки связаны с усилением кровенаполнения области малого таза; возможно, в этих процессах участвует также сокращение гладких мышц связок, поддерживающих матку. Во время оргазма наблюдаются регулярные сокращения матки. Эти сокращения начинаются от ее дна и охватывают все ее тело, вплоть до нижних отделов. По–видимому, такие сокращения обусловлены нервными влияниями со стороны симпатической системы.

После оргазма наружные и внутренние половые органы обычно возвращаются к исходному состоянию. Влагалищная часть матки в течение примерно 20–30 мин остается открытой и выдвинутой в полость для приема семени. Стадия спада более длительна в том случае, если после интенсивного полового возбуждения оргазм не наступает (рис. 16.21,Б).

Изменение других органов во время полового цикла

Исходя из практических соображений. Мастерс и Джонсон [21] разделили половой цикл на четыре стадии (рис. 16.21): возбуждение, плато, оргазм и спад. Временные характеристики этих фаз подвержены значительным индивидуальным колебаниям. Наиболее длительны фазы возбуждения и спада; стадии плато и оргазма значительно короче. У мужчин половой цикл обычно протекает стереотипно, без существенных индивидуальных отклонений (рис. 16.21, А). После кульминации оргазма и частично во время фазы спада наблюдается рефракторный период, в течение которого половые стимулы не могут привести к повторному оргазму. У женщин как длительность, так и интенсивность полового цикла значительно более разнообразны (рис. 16.21, Б). Женщины способны многократно испытывать оргазм. Если оргазм не наступает, то стадия спада длится дольше.

Оргазм представляет собой состояние, охватывающее весь организм в целом. К этому состоянию относятся как реакции со стороны половых органов, обусловленные влиянием вегетативной нервной системы (в частности, эякуляция у мужчин и сокращения оргастической манжетки у женщин), так и общие реакции внутренних органов, а также весьма интенсивное возбуждение ЦНС, приводящие к усилению половых ощущений и–особенно у женщин–к подавлению остальных видов чувствительности.

Во время полового цикла наблюдается целый ряд реакций со стороны других органов [21]. Частота сокращений сердца и артериальное давление возрастают пропорционально степени возбуждения. При этом ритм сердца может достигать примерно 100–180 сокращений в минуту; диастолическое артериальное давление повышается на 20–40 мм рт. ст., а систолическое – на 30–100 мм рт. ст. Частота дыхания возрастает до 40 в минуту. Во время оргазма наблюдаются ритмичные сокращения наружного анального сфинктера. У женщин за счет усиленного кровенаполнения увеличиваются размеры молочных желез и становится более явным рисунок их подкожных вен; происходит эрекция сосков и набухание ареол. Подобные (однако значительно менее выраженные) реакции со стороны молочных желез наблюдаются и у мужчин. У многих женщин и у некоторых мужчин во время полового возбуждения возникает покраснение кожи. В типичных случаях оно начинается от эпигастральной области в конце стадии возбуждения и по мере нарастания возбуждения распространяется на грудь, плечи, живот, охватывая иногда все тело. Наблюдаются произвольные и непроизвольные сокращения скелетных мышц. Иногда возникают также почти судорожные сокращения лицевых, брюшных и межреберных мышц. Во время оргазма контроль над скелетной мускулатурой со стороны сознания часто в значительной степени утрачивается.

16.5. Функции гипоталамуса

У позвоночных гипоталамус представляет собой главный нервный центр, отвечающий за регуляцию внутренней среды организма. Это филогенетически древний отдел головного мозга, поэтому у наземных млекопитающих его строение относительно одинаково в отличие от организации таких более молодых структур, как новая кора и лимбическая система [22]. Гипоталамус управляет всеми основными гомеостатическими процессами. В то время как децеребрированному животному можно достаточно легко сохранить жизнь, для поддержания жизнедеятельности животного с удаленным гипоталамусом требуются особые интенсивные меры, так как у такого животного уничтожены основные гомеостатические механизмы. Интегративные функции гипоталамуса обеспечиваются вегетативными, соматическими и гормональными механизмами. Подробно все эти механизмы рассматриваются в главах, посвященных конкретным функциям–терморегуляции, поддержанию водно–солевого равновесия, регуляции полового созревания и регуляции цикла сон–бодрствование.

Функциональная анатомия гипоталамуса

Расположение и строение гипоталамуса. Гипоталамус представляет собой небольшой отдел головного мозга, массой около 5 г. Он не имеет четких границ, поэтому его стоит рассматривать как часть

сети нейронов, протягивающейся от среднего мозга через гипоталамус к глубинным отделам переднего мозга, тесно связанным с филогенетически древней обонятельной системой. Гипоталамус является центральным отделом промежуточного мозга: он лежит ниже (вентральное) таламуса, образуя нижнюю половину стенки третьего желудочка. Нижней границей гипоталамуса служит средний мозг, а верхней – конечная пластинка, передняя спайка и зрительный перекрест (рис. 16.22). Латеральнее гипоталамуса расположены зрительный тракт, внутренняя капсула и субталамические структуры.

В поперечном направлении гипоталамус можно разделить на три зоны–перивентрикулярную, медиальную и латеральную [25]. Перивентрикулярная зона представляет собой тонкую полоску, прилежащую к третьему желудочку. В медиальной зоне различают несколько ядерных областей, расположенных в переднезаднем направлении (на рис. 16.22 закрашены красным). Преоптическая область филогенетически относится к переднему мозгу, однако ее обычно относят к гипоталамусу. От вентромедиальной области гипоталамуса начинается ножка гипофиза, соединяющаяся с адено– и нейрогипофизом. Передняя часть этой ножки носит название срединного возвышения. В срединном возвышении оканчиваются отростки многих нейронов преоптической и передней областей гипоталамуса, а также вентромедиального и инфундибулярного ядер (рис. 16.22, ядра 1, 4, 5 и 6); здесь из этих отростков высвобождаются гормоны, поступающие через систему портальных сосудов к передней доле гипофиза (аденогипофизу). Совокупность ядерных зон, в которых содержатся подобные гормон–продуцирующие нейроны, носит название гипофизотропной области (рис.

Рис. 16.22. Ядерные зоны гипоталамуса на схеме сагиттального разреза через третий желудочек. 1 –преоптическое ядро (преоптическая область); 2–паравентрикулярное ядро; 3–супраоптическое ядро; 4–переднее ядро (передняя область); 5—инфундибулярное ядро; 6–вентромедиальное ядро; 7–дорсомедиальное ядро; 8–заднее ядро (задняя область (no Benninahoff–Goertler. Lehrbuch der Anatomie des Menschen, Vol. Ill, Urban and Schwarzenberg, 1977)

16.22, участок, обозначенный прерывистой линией). Отростки нейронов супраоптического и паравентрикулярного ядер (рис. 16.22, ядра 2 и 3) идут к задней доле гипофиза (эти нейроны регулируют образование и высвобождение окситоцина и АДГ, или вазопрессина. Связать конкретные функции гипоталамуса с его отдельными ядрами, за исключением супраоптического и паравентрикулярного ядер, невозможно.

В латеральном гипоталамусе (рис. 16.22) не существует отдельных ядерных областей. Нейроны этой зоны располагаются диффузно вокруг медиального пучка переднего мозга, идущего в рострально–каудальном направлении от латеральных образований основания лимбической системы к передним центрам промежуточного мозга. Этот пучок состоит из длинных и коротких восходящих и нисходящих волокон (см. рис. 16.29, Б).

Афферентные и эфферентные связи гипоталамуса

[25]. Организация афферентных и эфферентных связей гипоталамуса свидетельствует о том, что он служит важным интегративным центром для соматических, вегетативных и эндокринных функций (рис. 16.23).

Латеральный гипоталамус образует двусторонние связи с верхними отделами ствола мозга, центральным серым веществом среднего мозга (лимбической областью среднего мозга; см. [24, 25]) и с лимбической системой. Чувствительные сигналы от поверхности тела и внутренних органов поступают в гипоталамус по восходящим спино–бульбо–ретикулярным путям. Эти пути идут в гипоталамус либо через таламус, либо через лимбическую область среднего мозга. Остальные афферентные сигналы поступают в гипоталамус по полисинаптическим путям, которые пока еще не все идентифицированы. Эфферентные связи гипоталамуса с вегетативными и соматическими ядрами ствола мозга и спинного мозга образованы полисинаптическими путями, идущими в составе ретикулярной формации.

Медиальный гипоталамус обладает двусторонними связями с латеральным и, кроме того, непосредственно получает ряд сигналов из остальных отделов головного мозга. В медиальной области гипоталамуса существуют особые нейроны, воспринимающие важные параметры крови и спинномозговой жидкости (рис. 16.23, красные стрелки); иными словами, эти нейроны следят за состоянием внутренней среды организма. Они могут воспринимать, например, температуру крови («тепловые» нейроны; солевой состав плазмы (осморецепторы) или содержание гормонов в крови. Посредством нервных механизмов медиальная область гипоталамуса управляет деятельностью нейрогипофиза, а посредством гормональных–аденогипофиза. Таким образом, эта область служит промежуточным звеном между нервной

Рис. 16.23. Афферентные и эфферентные связи гипоталамуса (упрощенная схема)

и эндокринной системами, представляя собой «нейроэндокринный интерфейс».

Гипоталамо–гипофизарная система

Функция большинства желез внутренней секреции регулируется гормонами передней доли гипофиза (аденогипофиза). На высвобождение этих гормонов в свою очередь влияют гормоны, продуцируемые нейронами гипофизотропной зоны медиальной зоны гипоталамуса (рис. 16.22). Последние оказывают либо стимулирующее, либо ингибирующее действие на гипофиз, в соответствии с чем их называют рилизинг–гормонами (РГ, или либерины) или имибирующими гормонами (ИГ, или статины) (рис. 16.24). Рилизинг–гормоны высвобождаются из нервных отростков в области срединного возвышения и через гипоталамо–гипофизарную портальную систему с кровью поступают к аденогипофизу.

Секреция гормонов нейронами гипофизотропной зоны гипоталамуса в портальную систему регулируется содержанием в плазме крови гормонов периферических эндокринных желез (рис. 16.24, длинные красные стрелки). Так, при повышении уровня кортизола в плазме в срединном возвышении высвобождается меньше АКТГ–РГ (рилизинг–гормон адренокортикотропного гормона) и в результате снижается секреция АКТГ аденогипофизом (см. рис. 17.10), Общий принцип

Рис. 16.24. Связь между нервными и эндокринными механизмами в гипоталамо–гипофизарной системе

такой регуляции заключается в том, что при повышении содержания в плазме гормонов периферических эндокринных желез уменьшается выброс соответствующего рилизинг–гормона в кровеносные сосуды медиальной области гипоталамуса. Обратная связь в этой системе регуляции может быть опосредована также самими гормонами гипоталамуса и аденогипофиза (рис. 16.24, штриховые красные стрелки).

Регуляция по принципу отрицательной обратной связи (рис. 16.24), в которой участвуют медиальный гипоталамус, гипофиз и эндокринные железы, действует даже в отсутствие влияний со стороны ЦНС. Так, эта регуляция сохраняется после полного отделения медиальной области гипоталамуса от остальных отделов ЦНС. Роль ЦНС заключается в приспособлении этой регуляции к внутренним и внешним потребностям организма. Так, при чрезвычайных требованиях к организму во время стресса секреция кортизола корой надпочечников возрастает в результате того, что активность нейронов медиальной области гипоталамуса, секретирующих АКТГ–РГ, увеличивается, что ведет к усиленному выделению этого рилизинг–гормона в срединном возвышении. Центральная регуляция гипоталамо–гипофизарной эндокринной системы осуществляется преимущественно центрами преоптической области, лимбической системы (например, гиппокампом и миндалиной) и среднего мозга. Влияние этих центров, как правило, переключается через латеральную область гипоталамуса.

Возможно, к этим центрам поступает также по принципу обратной связи информация о содержании эндокринных гормонов в плазме крови (рис. 16.24). Нейроны, входящие в состав этих эндокринных систем, способны специфически реагировать на

Рис. 16.25. Нейрон гипофизотропной зоны гипоталамуса, образующий рилизинг–гормон (РГ). Такие нейроны служат главным элементом нейроэндокринного сопряжения в гипоталамусе. АГ–аденогипофиз [28]

гормоны эндокринных желез и накапливать их. Примером влияния ЦНС на эндокринную систему служат циркадианные ритмы высвобождения АКТГ, регуляция выброса гормонов яичников в ходе менструального цикла, изменение секреции кортизола при стрессе и увеличение скорости обменных процессов при длительных холодовых воздействиях, наступающее в результате повышенного выделения тироксина.

В тесном взаимодействии нервных эндокринных структур гипоталамуса можно убедиться на примере связи нейронов гипофизотропной зоны. На нейрон, секретирующий какой–либо рилизинг–гормон, могут оказывать влияние афферентные нейроны лимбической системы (миндалины и гиппокампа), преоптической области и передней части гипоталамуса (рис. 16.25, верхняя часть). Двигательные отростки этого нейрона идут к самым разным отделам головного мозга (рис. 16.25, справа). Такие нейроны обладают свойствами саморегуляции по принципу возвратного торможения (рис. 16.25, слева). Во всех двигательных отростках подобных нейронов медиатором, очевидно, служит рилизинг–гормон. Таким образом, эти клетки гипофизотропной зоны являются, с одной стороны, конечными интегрирующими нейронами, а с другой–эндокринными гормон–продуцирующими клетками [28].

Гипоталамус и сердечно–сосудистая система

За механизмы регуляции гемодинамики (т. е. артериального давления в большом кругу кровообращения, сердечного выброса и распределения крови), действующие по принципу простых сервосистем, отвечают нижние отделы ствола мозга (рис. 16.14; циркуляторный центр. Эти отделы получают информацию от артериальных баро– и хеморецепторов и механорецепторов предсердий и желудочков сердца и посылают сигналы к различным структурам сердечно–сосудистой системы по симпатическим и парасимпатическим эфферентным волокнам. Такая бульбарная регуляция гемодинамики в свою очередь управляется высшими отделами ствола мозга, и в особенности гипоталамуса. Эта регуляция осуществляется благодаря нервным связям между гипоталамусом и циркуляторным центром продолговатого мозга, а также благодаря прямым связям между гипоталамусом и преганглионарными вегетативными нейронами. Высшая нервная регуляция сердечно–сосудистой системы со стороны гипоталамуса осуществляется при всех наиболее сложных вегетативных реакциях, для управления которыми простой саморегуляции недостаточно. К таким реакциям можно отнести, например, терморегуляцию, регуляцию приема пищи, защитное поведение, физическую деятельность (см. ниже) и т. д.

Приспособительные реакции сердечно–сосудистой системы во время работы. Механизмы приспособления гемодинамики при физической работе представляют значительный теоретический и практический интерес. При физической нагрузке повышается сердечный выброс (главным образом в результате увеличения частоты сокращений сердца) и одновременно возрастает кровоток в скелетных мышцах. В то же время кровоток через кожу и органы брюшной полости снижается (см. рис. 16.26). Эти приспособительные циркуляторные реакции возникают практически одновременно с началом работы. Они инициируются в центральной нервной системе –в гипоталамусе. У собаки при электрическом раздражении латеральной области гипоталамуса на уровне мамиллярных тел возникают точно такие же вегетативные реакции, как и при беге на тредбане. У животных в состоянии наркоза электрическое раздражение гипоталамуса может сопровождаться локомоторными актами и учащением дыхания. Путем небольших изменений положения раздражающего электрода можно добиться не зависящих друг от друга вегетативных и соматических реакций. Все эти эффекты устраняются при двусторонних поражениях соответствующих зон; у собак при таких поражениях исчезают приспособительные реакции сердечно–сосудистой системы к работе, и при беге на тредбане такие животные быстро устают. Эти данные свидетельствуют о том, что в латеральной области гипоталамуса расположены группы нейронов, отвечающие за адаптацию гемодинамики к мышечной работе. В свою очередь эти отделы гипоталамуса контролируются корой головного мозга. Неизвестно, может ли осуществляться такая

Рис. 16.26. Вегетативные реакции, сопровождающие пищевое и оборонительное поведение при электрическом раздражении гипоталамуса у кошки (по Folkow, Rubinstein. Acta physiol. Scand., 65, 292 (1966) с изменениями)

регуляция изолированным гипоталамусом, так как для нее необходимо, чтобы к гипоталамусу поступали особые сигналы от скелетных мышц [49].

Гипоталамус и поведение

Электрическое раздражение маленьких участков гипоталамуса с помощью микроэлектродов сопровождается возникновением у животных типичных поведенческих реакций. Эти реакции почти столь же разнообразны, как и естественные видоспецифические типы поведения конкретного животного. Важнейшие из таких реакций—это оборонительное поведение и бегство, пищевое поведение (потребление пищи и воды), половое поведение и терморегуляторные реакции. Все эти поведенческие комплексы обеспечивают выживание особи и вида, поэтому их можно назвать гомеостатическими процессами в широком смысле слова. В состав каждого из этих комплексов входят соматомоторный, вегетативный и гормональный компоненты.

При локальном электрическом раздражении каудального отдела гипоталамуса (рис. 16.24, область 2) у бодрствующей кошки возникает оборонительное поведение. Оно проявляется в таких типичных соматомоторных реакциях, как выгибание спины, шипение, расхождение пальцев и выпускание когтей, а также сопровождается вегетативными реакциями–учащенным дыханием, расширением зрачков и пилоэрекцией в области спины и хвоста. Артериальное давление и кровоток в скелетных мышцах при этом возрастают, а кровоток в кишечнике и интенсивность перистальтики снижаются (рис. 16.24, справа). Такие вегетативные реакции связаны главным образом с возбуждением адренергических симпатических нейронов. В защитном поведении участвуют не только соматомоторная и вегетативная реакции, но и гормональные факторы. Из мозгового вещества надпочечников в кровь выбрасываются катехоламины (см. рис. 16.5). Возбуждение гипоталамо–гипофизарной системы приводит к выбросу АКТГ из аденогипофиза, в результате чего усиливается высвобождение кортикостероидов из коры надпочечников.

Аналогичные поведенческие реакции могут возникать у диэнцефальных кошек с сохраненным гипоталамусом в ответ на естественное (болевое или неболевое) раздражение кожи. Поскольку переднего мозга у таких животных нет, их поведение не соответствует окружающей обстановке. При разрушении каудального отдела гипоталамуса болевые раздражения вызывают лишь фрагменты оборонительного поведения. Эти данные свидетельствуют о том, что нервные механизмы оборонительного поведения расположены в задней части гипоталамуса.

Пищевое поведение, также связанное со структурами гипоталамуса, по своим реакциям почти противоположно оборонительному поведению. Пищевое поведение возникает при местном электрическом раздражении зоны, расположенной в гипоталамусе на 2–3 мм дорсальнее зоны оборонительного поведения (рис. 16.24, область 1). В этом случае наблюдаются все реакции, характерные для животного в поисках пищи. Подойдя к миске, животное с искусственно вызванным пищевым поведением начинает есть, даже если оно не голодно, и при этом пережевывает несъедобные предметы. При исследовании вегетативных реакций можно обнаружить, что такое поведение сопровождается увеличенным слюноотделением, повышением моторики и кровоснабжения кишечника и снижением мышечного кровотока (рис. 16.26). Все эти типичные изменения вегетативных функций при пищевом поведении служат как бы подготовительным этапом к предстоящему приему пищи. Во время пищевого поведения повышается активность парасимпатических нервов желудочно–кишечного тракта.

Принципы организации гипоталамуса. Данные систематических исследований гипоталамуса при помощи локального электрического раздражения свидетельствуют о том, что в этом центре существуют нервные структуры, управляющие самыми разнообразными поведенческими реакциями. В опытах с использованием других методов, например разрушения или химического раздражения, это предположение было подтверждено и расширено.

В качестве примера можно привести афагию (отказ от пищи), возникающую при поражениях латеральных областей гипоталамуса, электрическое раздражение которых приводит к пищевому поведению (так называемых пищевых центров, или центров голода). Разрушение медиальных областей гипоталамуса, раздражение которых тормозит пищевое поведение (центров насыщения), сопровождается гиперфагией (потреблением чрезмерного количества пищи). Для химического раздражения нейронных популяций можно использовать такие вещества, которым приписывают роль медиаторов в гипоталамусе, например норадреналин, ацетилхолин, глицин, g–аминомасляная кислота, нейропептиды. Так, микроинъекция норадреналина в гипоталамус приводит к резкому возрастанию потребления пищи, а микроиньекция ацетилхолина к увеличению потребления жидкости [27].

Области гипоталамуса, раздражение которых приводит к поведенческим реакциям, существенно перекрываются. В связи с этим пока еще не удалось выделить функциональные или анатомические скопления нейронов, отвечающие за то или иное поведение. Так, ядра гипоталамуса, выявляемые при помощи нейрогистологических методов (см. рис. 16.22), лишь весьма приблизительно соответствуют (или вовсе не соответствуют) областям, раздражение которых сопровождается поведенческими реакциями. Таким образом, нервные образования, обеспечивающие формирование целостного поведения из отдельных реакций, не следует рассматривать как четко очерченные анатомические структуры (на что могло бы натолкнуть существование таких терминов, как «центр голода» и «центр насыщения»).

Нейронная организация гипоталамуса, благодаря которой это небольшое образование способно управлять множеством жизненно важных поведенческих реакций и нейрогуморальных регуляторных процессов, остается загадкой. Возможно, группы нейронов гипоталамуса, отвечающие за выполнение какой–либо функции, отличаются друг от друга афферентными и эфферентными связями, медиаторами, расположением дендритов и т.д. Можно предположить, что в малоизученных нами нервных цепях гипоталамуса заложены многочисленные программы. Активация этих программ под влиянием нервных сигналов от вышележащих отделов мозга (например, лимбической системы) и/или сигналов от рецепторов и внутренней среды организма может приводить к различным поведенческим и нейрогуморальным регуляторным реакциям (рис. 16.27).

В течение длительного времени предполагали, что краниальные отделы гипоталамуса ответственны за соматические вегетативные и эндокринные реакции, способствующие восстановлению и сохранению резервов организма, а также пищеварению и выделению. Эти функции связывали с возбуждением парасимпатической системы и в совокупности называли трофотропной реакцией. Считалось также, что возбуждение каудальных частей гипоталамуса приводит к активации норадренергической симпатической системы, мобилизации энергии организма и увеличению его способности к физической нагрузке.

Рис. 16.27. Схема функциональной организации поведенческих программ, заложенных в гипоталамусе

Такие эффекты получили название эрготропных реакций. Согласно подобным представлениям, введенным Гессом [14], гипоталамус состоит из двух различных морфофункциональных отделов, и их взаимодействие отражает антагонизм между симпатическим и парасимпатическим отделами периферической вегетативной нервной системы. Многочисленные эксперименты, проведенные с целью подтвердить или опровергнуть эту гипотезу, внесли большой вклад в понимание функциональной роли гипоталамуса. Однако сама эта гипотеза, по–видимому, носит чересчур общий характер, чтобы объяснить различные функции этого центра.

Функциональные расстройства у людей с повреждениями гипоталамуса. У человека нарушения деятельности гипоталамуса бывают связаны главным образом с неопластическими (опухолевыми), травматическими или воспалительными поражениями. Подобные поражения могут быть весьма ограниченными и захватывать передний, промежуточный или задний отдел гипоталамуса. У таких больных наблюдаются сложные функциональные расстройства (за исключением несахарного диабета). Характер этих расстройств определяется, кроме всего прочего, остротой (например, при травмах) или длительностью (например, при медленно растущих опухолях) процесса. При ограниченных острых поражениях могут возникать значительные функциональные нарушения, в то время как при медленно растущих опухолях эти нарушения начинают проявляться, лишь когда процесс зашел далеко. В табл. 16.3 перечислены сложные функции гипоталамуса и нарушения этих функций. Расстройства восприятия, памяти и цикла сон/бодрствование частично связаны с повреждением восходящих и нисходящих путей, соединяющих гипоталамус с лимбической системой (см. рис. 16.23 и 16.29, Б) [28].

16.6. Лимбическая система и поведение

Головной мозг, интегративная деятельность которого обеспечивает целенаправленное поведение человека, можно схематично разделить на новую кору и лимбическую систему. При осуществлении поведенческих реакций новая кора (неокортекс) управляет преимущественно пространственно–временными взаимоотношениями организма с окружающей средой, а также отвечает за формально-логическое мышление и стереогностические способности. Лимбическая же система обусловливает главным образом эмоциональный настрой человека и побуждения к действию (т. е– мотивации и эмоции), а также процессы научения и запоминания. Лимбическая система придает информации, поступающей от внутренней среды и окружающего мира, то особое значение, которое она имеет для каждого

Таблица 16.3. Функциональные расстройства при повреждениях гипоталамуса у человека [28]

	Передний отдел гипоталамуса и преоптическая область	Промежуточный отдел гипоталамуса	Задний отдел гипоталамуса
Функция	Регуляция цикла сон/бодрствование терморегуляция, регуляция эндокринных функций	Восприятие сигналов, энергетический и водный баланс, регуляция эндокринных функций	Восприятие сигналов, поддержание сознания, терморегуляция, интеграция эндокринных функций
Поражения:
Острые	Бессонница, гипертермия, несахарный диабет	Гипертермия, несахарный диабет, эндокринные нарушения	Сонливость, эмоциональные и вегетативные нарушения, пойкилотермия
Хронические	Бессонница, сложные эндокринные расстройства (например, раннее половое созревание), эндокринные расстройства, связанные с поражением срединного возвышения, гипотермия, отсутствие чувства жажды	Медиальный: нарушения памяти. эмоциональные расстройства, гиперфагия, ожирение, эндокринные нарушения	Амнезия, эмоциональные нарушения пойкилотермия вегетативные расстройства, сложные эндокринные нарушения (например, раннее половое созревание)
Хронические		Латеральный: эмоциональные нарушения, потеря аппетита, истощение, отсутствие чувства жажды

человека, и тем самым определяет характерную для него целенаправленную деятельность.

Лимбическая система состоит из филогенетически древних отделов переднего мозга и их производных–подкорковых структур. Впервые термин «большая лимбическая доля» был предложен Брока (см. [47]). Вначале под этим названием понимали лишь зоны коры, расположенные в виде двустороннего кольца на границе неокортекса (limbus означает «край») и отделяющие его от ствола мозга и гипоталамуса. К лимбической системе относили поясную и гиппокампову извилины, а также другие участки коры, простирающиеся рядом с волокнами от обонятельной луковицы (рис. 16.29, А). Поскольку всем этим структурам приписывали обонятельную функцию, их называли также обонятельным мозгом (риненцефалон). В дальнейшем Мак–Лин [47, 48] дал корковым и подкорковым образованиям переднего мозга, изученным Брока, чисто описательное название – «лимбическая система». Он считал, что все эти образования представляют собой функционально единый комплекс нервных структур, ответственный за механизмы возникновения и проявления эмоционального поведения у млекопитающих [48].

На основании функциональных, нейроанатомических, этологических и филогенетических признаков Мак–Лин [48] предложил разделить мозг млекопитающих на три отдела–древний мозг рептилий (protoreptilian), древний мозг млекопитающих (paleomammalian) и новый мозг млекопитающих (neomammalian) (рис. 16.28). Древний мозг рептилий состоит из ствола мозга, промежуточного мозга и базальных ганглиев. Он контролирует стереотипные, преимущественно врожденные поведенческие акты (инстинкты), имеющие большое значение для выживания. Этому отделу не свойственна функциональная пластичность, поэтому он может обеспечивать жизнедеятельность

лишь в условиях постоянства окружающей среды. К древнему мозгу млекопитающих относят структуры лимбической системы. Согласно Мак–Лину, формирование этого отдела было первым этапом на пути к возникновению сознания. Мак–Лин назвал этот мозг “висцеральным мозгом”, поскольку к нему поступает большое количество информации от внутренних органов; информация эта имеет большое значение для формирования и эмоциональной окраски памяти. Древний мозг млекопитающих способен изменять и преодолевать жесткие генетические детерминированные программы поведения; в нем содержатся структуры, отвечающие за видоспецифическое поведение млекопитающих. Новый мозг млекопитающих образован неокортексом. В этом отделе, преимущественно

Рис. 16.28. Схема подразделения мозга на три основных отдела (по Мак–Лину [48])

на подсознательном уровне, обрабатываются сигналы от внутренних органов. Кроме того, в неокортексе происходят пространственно–временной анализ информации из окружающей среды и построение концепций и схем поведенческих актов. Именно этот отдел отвечает за прогнозирование и вносит изменения в «консервативные», «традиционные» программы поведения, заложенные в старом мозгу млекопитающих.

Подобное подразделение носит спекулятивный характер. Нет данных о том, что когда–либо существовали пресмыкающиеся, мозг которых соответствовал древнему мозгу рептилий. Насколько нам известно, в мозгу всех живущих в настоящее время пресмыкающихся имеются структуры, аналогичные образованиям лимбической системы и неокортекса. В то же время такое подразделение может быть оправдано с той точки зрения, что оно отражает взаимосвязи, существующие между основными поведенческими актами и крупными анатомическими отделами мозга. Таким образом, модель Мак–Лина служит как бы схемой иерархической организации головного мозга и поведения.

Элементы лимбической системы

В лимбической системе присутствуют трехслойная кора (аллокортекс) и пятислойная кора (переходная кора, мезокортекс), занимающая промежуточное положение между аллокортексом и шестислойным неокортексом (изокортексом). К корковым областям лимбической системы относятся гиппокамп (аммонов рог, зубчатая извилина и основание гиппокампа, или субикулум), парагиппокампови извилина (энторинальная область и предоснование гиппокампа, или пресубикулум), поясная извилина (вместе с подмозолистой извилиной) и филогенетически старые структуры обонятельного мозга (обонятельные луковицы, обонятельные бугорки и области коры, расположенные над миндалиной). Многие авторы относят к лимбической системе также орбитофронтальную, островковую и частично височную кору. К подкорковым структурам в лимбической системе относятся миндалина, септальные ядра (с прилежащим ядром и диагональным пучком Брока), и переднее таламическое ядро. Многие исследователи причисляют к лимбической системе преоптическую область, гипоталамус и мамиллярные тела (рис. 16.29).

Афферентные и эфферентные связи структур лимбической системы как между собой, так и с другими отделами головного мозга чрезвычайно разнообразны (рис. 16.29,Б). Некоторые из этих связей еще не известны. Наиболее выражены мощные реципрокные связи между лимбической системой и гипоталамусом. Гипоталамус и мамиллярные тела соединены с гиппокампом и септальной областью посредством свода, с миндалиной–посредством терминальной полоски и амигдалофугального пучка (на рис. 16.29, Б не изображены), а с переднезадними частями обонятельного мозга–посредством

Рис. 16.29. Лимбическая система. А. Расположение лимбической системы в виде кольца по краю неокортекса. Б. Афферентные и эфферентные связи лимбической системы. ЛСМ лимбическая область среднего мозга

медиального пучка переднего мозга. Через гипоталамус и мамиллярные тела лимбическая система соединена со средним мозгом (лимбической областью среднего мозга, на рис. 16.29, А –ЛСМ; см. также рис. 16.23) [24, 25].

Для лимбической системы очень характерны многочисленные цепи возбуждения. Возможно, что замкнутый путь, состоящий из парагиппокамповой извилины, гиппокампа, свода, перегородки, мамиллярного тела, переднего отдела таламуса, поясной извилины и пояса, служит важным нервным образованием, отвечающим за эмоции [47] и формирование памяти [24, 25].

Лимбическая система сообщается с новой корой в области лобной и височной долей (рис. 16.29, .5). Височные области отвечают главным образом за передачу информации от зрительной, слуховой и соматосенсорной коры к миндалине и гиппокампу. Лобные области, возможно, служат основным отделом новой коры, регулирующим деятельность лимбической системы. Кроме того, из всей новой коры только эти области непосредственно связаны с гипоталамусом.

Функции лимбической системы

Лимбическая система контролирует эмоциональное поведение, управляя тем самым всей совокупностью внутренних факторов, мотивирующих деятельность животного и человека. Она обеспечивает общее усовершенствование приспособления организма к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. Если в результате поражения лимбической системы по причине патологического процесса или экспериментального воздействия это приспособление нарушается, поведение становится неадекватным: нарушается пищевое поведение, страдает деятельность, направленная на сохранение особи и вида, нарушается социально–половое поведение. Все эти поведенческие акты, нервная основа которых заложена в гипоталамусе и верхних отделах среднего мозга, управляются лимбической системой. У животного они составляют видоспецифическое поведение. У человека эмоциональное поведение, возможно, имеет аналогии с видоспецифическим поведением животных: при повреждениях лимбической системы эмоциональное поведение нарушается. В последующих разделах мы рассмотрим функции некоторых отделов лимбической системы на основании клинических и экспериментальных данных.

Миндалина. У человека миндалина (амигдала, миндалевидное тело) представляет собой высокодифференцированное подкорковое ядерное образование крупных размеров, расположенное в глубине височной доли (рис. 16.29). У кошки или обезьяны электрическое раздражение различных отделов миндалины вызывает в принципе те же эффекты, которые наблюдаются при электрической стимуляции гипоталамуса. К этим эффектам относятся как простейшие гомеостатические, так и поведенческие реакции, в которых принимают участие вегетативная, эндокринная и соматическая системы.

Двустороннее разрушение миндалины у животного не сопровождается серьезными нарушениями гомеостатических функций, регулируемых гипоталамусом. Напротив, поведение такого животного резко изменяется. После двусторонней амигдалэктомии обезьяны утрачивают способность к социальному внутригрупповому поведению. Такие животные не могут дать социальную оценку экстероцептивной информации (особенно зрительной, слуховой и обонятельной), необходимой для группового поведения, а также связать эту информацию с их собственным эмоциональным состоянием (настроем), определяющим их внутригрупповые симпатии или антипатии (т.е. элементарные единицы внутригрупповых взаимоотношений). Амигдалэктомированные обезьяны избегают остальных членов группы и производят впечатление встревоженных и неуверенных в себе животных.

При содержании в клетке у таких обезьян возникают классические симптомы синдрома Клювера–Бьюси. Этот синдром был впервые описан Клювером и Бьюси [43] в результате наблюдений над макаками–резусами, у которых были удалены обе височные доли, включая крючок, миндалину и гиппокамп (рис. 16.29). У таких обезьян резко нарушалось аффективное поведение, что сопровождалось следующими симптомами: психической слепотой (неспособностью отличить съедобные предметы от несъедобных); выраженными оральными рефлексами (обезьяны хватают губами и берут в рот все предметы без разбора); нарушением пищевых привычек; гиперсексуальностью; любопытством по отношению к любому предмету, попадающему в поле зрения; резкими нарушениями реакций страха и аффективного поведения. Проявления синдрома Клювера–Бьюси у обезьян, содержащихся в клетке, на первый взгляд противоречат изменениям поведения у амигдалэктомированных обезьян, находящихся в стаде. Однако общим для них является то, что такие животные утрачивают способность, во–первых, оценить значение информации, поступающей от окружающей среды (у приматов это в основном зрительная и слуховая информация), и, во–вторых, связать эту информацию со своим собственным аффективным состоянием. Это приводит к нарушению нормального взаимодействия особи с окружающей средой, и, в частности, социальных отношений с членами стада и чужаками [19].

Полагают, что поведенческие расстройства у амигдалэктомированных обезьян связаны с нарушением двусторонней передачи информации между височными долями и структурами гипоталамуса. В результате такого нарушения исчезает способность к оценке сенсорной информации в соответствии с эмоциональным состоянием животного. В таком случае за эту оценку отвечает именно миндалина. В пользу подобных представлений свидетельствуют следующие факты.

1. В электрофизиологическом эксперименте можно показать, что раздражение первичных сенсорных областей новой коры приводит при участии височных долей к возбуждению нейронов миндалины.

2. У человека эпилептические припадки при очаге в височной доле сопровождаются сложными нарушениями сенсомоторных и вегетативных функций. В этих случаях патологическое возбуждение возникает в височной доле и распространяется на миндалину. В начале приступа, до того как возбуждается миндалина, у таких больных часто возникают сложные галлюцинации, касающиеся событий из прошлого. Такие же галлюцинации у этих больных можно вызывать путем точечного электрического раздражения височной доли [19, 23, 37].

Клинические и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в височно–амигдалярной системе содержатся важные нервные образования, отвечающие за приобретенное мотивационное поведение и эмоции. Возможно, в этой системе происходит сопоставление сложной поступающей сенсорной информации с информацией, накопленной в процессе жизненного опыта (т. е. с памятью). В результате этого поступающая информация приобретает значимость для организма и в дальнейшем через миндалину приводит к запуску тех эмоциональных поведенческих реакций, которые в прошлом оказались полезными в аналогичных условиях. При этом миндалина оказывает активирующее и/или ингибирующее влияние на соответствующие гипоталамические механизмы [19, 37].

Неизвестно, каким образом в новую кору поступает информация об аффективном состоянии, т.е. как мы осознаем эмоции. Возможно, что сигналы от гипоталамуса, мамиллярных тел и лимбических областей среднего мозга поступают через передние отделы таламуса к поясной извилине (рис. 16.29), а через медиодорсальные отделы таламуса–к лобным долям либо что информация поступает непосредственно от миндалины к новой коре [23]. Мы не знаем также, каким образом организм научается связывать биологически значимые (и особенно социально значимые) сигналы из внешней среды со своим аффективным состоянием. Была предложена гипотеза, согласно которой информация об окружающей среде (из височных областей коры) и о состоянии внутренней среды организма (от гипоталамуса) конвергирует на нейронах миндалины, изменяя их синаптические связи. В этом случае должно происходить формирование очень стабильных и длительно сохраняющихся следов памяти, и в результате могут образовываться постоянные связи между сигналами из окружающей среды и мотивационными поведенческими реакциями [19, 37].

Лимбическая система и эмоции

Хотя каждый из нас знает, что такое эмоции, дать этому состоянию точное научное определение невозможно [18]. Обычно под эмоциями понимают наши чувства и настроения и их проявления в поведении и реакциях со стороны вегетативной и эндокринной систем. Так, если человек смотрит увлекательный фильм, у него повышаются артериальное давление, частота сокращений сердца, потоотделение и содержание катехоламинов в крови. К эмоциям относятся все отрицательные и положительные аффективные состояния от тревоги и страха до чувства любви и счастья. Эмоции можно почувствовать только интроспективно. Мы можем осознать их и благодаря тому, что владеем речью, делиться ими друг с другом. Кроме того, проявления эмоций в поведении и вегетативных и эндокринных реакциях доступны объективному научному анализу, и выраженность этих проявлений при различных эмоциональных состояниях может быть оценена.

До настоящего времени все попытки объективно описать и классифицировать эмоции на основе сопровождающих их двигательных, вегетативных и эндокринных реакций были неудачными. Таким путем можно лишь очень грубо анализировать эмоциональные состояния. В связи с этим пришлось отказаться от двух подходов к проблеме эмоций, которые могли бы иметь важное теоретическое и практическое значение.

1. Оказалось невозможным создать рабочую классификацию эмоций на основе одних лишь вегетативных реакций без учета интроспективных данных и применения метода аналогий.

2. Попытки использовать вегетативные и эндокринные расстройства в качестве объективных диагностических критериев при аффективных нарушениях, сопровождающих так называемые психосоматические заболевания, не дали ожидаемых результатов, Проявления эмоций, очевидно, обусловлены главным образом наследственными врожденными механизмами [б]. Эти проявления, несомненно, имеют большое значение с эволюционной точки зрения, являясь сигналами при общении между особями одного и того же вида, а также разных видов. Например, когда у разъяренной обезьяны шерсть становится дыбом, это служит явным сигналом как для других обезьян, так и для прочих животных. Следовательно, эмоциональное поведение нужно рассматривать, по всей видимости, как один из аспектов видоспецифического поведения. Эмоции имеют также значение интравертированных сигналов, так как благодаря им особь приспосабливается к изменениям окружающей среды, вырабатывая новые реакции.

Возникновение эмоций у млекопитающих связано с их познавательными способностями, т.е. с восприятием и оценкой сенсорных сигналов, а также с механизмами памяти. Двигательные, вегетативные и эндокринные компоненты эмоционального состояния – это, с одной стороны, проявление таких познавательных процессов; с другой стороны, все эти реакции могут в свою очередь влиять на эмоции по принципу обратной афферентации. В настоящее время не существует единой общепризнанной научной теории эмоций, а также точных данных о том, в каких центрах и каким образом эти эмоции возникают и каков их нервный субстрат. Возможно, в развитии и дифференцировке эмоций участвуют все структуры лимбической системы, гипоталамус, лимбическая область среднего мозга и лобные области коры. В пользу этого свидетельствует, например, тот факт, что при органических заболеваниях мозга (опухолях, воспалительных и системных заболеваниях), поражающих вышеописанные структуры, а также при внешних повреждениях этих структур эмоциональное поведение больного часто изменяется. Вместе с тем стереотаксическое разрушение небольших участков этих структур может приводить к улучшению состояния или излечению больных, страдающих такими невыносимыми и не поддающимися консервативному лечению психическими расстройствами, как компульсивный невроз, неутолимое половое влечение, состояние тревоги, депрессия и т. п. При стереотаксических операциях удаляют или изолируют такие образования, как передняя часть поясной извилины, пояс, свод, пути от лобных долей коры и ядра таламуса, гипоталамуса или миндалины. Само собой разумеется, что к подобным оперативным вмешательствам следует относиться с осторожностью, так как они приводят к необратимым, а иногда нежелательным и непредсказуемым изменениям личности (о психохирургии).

Довольно распространенное эмоциональное нарушение из тех, с которыми приходится сталкиваться практическому врачу,–это состояние тревоги. Для него характерно беспокойство и возбуждение; больной считает, что ему угрожает реальная или вымышленная опасность, бороться с которой он бессилен. Состояние тревоги проявляется в таких двигательных нарушениях, как чрезмерная жестикуляция и мимика, а также в таких вегетативных расстройствах, как потливость, тахикардия, экстрасистола, гипертония, нарушения деятельности желудочно–кишечного тракта (понос), бессонница, сухость во рту и расширение зрачков. Состояние тревоги может быть также нечетко выраженным, проявляясь лишь нарушением какой–либо одной вегетативной функции; в этом случае обычно ставят диагноз «вегетативная дисфункция» или «психосоматическое заболевание» [18, 23].

Моноаминергические системы и поведение

Центральная организация моноаминергических систем. По–видимому, моноаминергические нейронные системы имеют большое значение в общей регуляции поведения человека и животных. К ним относятся дофаминергические, норадренергические и серотонинергические системы, берущие начало в области ствола мозга и иннервирующие практически все отделы головного мозга.

Если обработать ткань альдегидами или глиоксалевой кислотой, то содержащиеся в ткани моноамины образуют с этими веществами комплексы с характерной флуоресценцией в ультрафиолетовых лучах (при этом длина волны испускаемого света для каждого моноамина своя). Эта особенность используется в гистофлуоресцентной микроскопии для обнаружения тел, аксонов и окончаний моноаминергических нейронов в центральной нервной системе.

Тела норадренергических нейронов (рис. 16.30, слева) расположены отдельными группами в продолговатом мозгу и мосту, и особенно в голубом пятне (locus coeruleus); восходящие аксоны идут главным образом в составе медиального пучка переднего мозга. Аксоны, проходящие в дорсальных отделах ствола мозга, исходят преимущественно из голубого пятна. Они иннервируют различные структуры среднего мозга, таламуса и переднего мозга, и прежде всего миндалину, гиппокамп, поясную извилину, энторинальную область коры и новую кору. Норадренергическая иннервация неокортекса по сравнению с дофаминергической (см. ниже) более диффузная и равномерная. Аксоны, занимающие в стволе мозга более вентральное положение, иннервируют преимущественно структуры среднего мозга, гипоталамус, преоптическую область и обонятельную луковицу. Некоторые норадренергические нейроны посылают двигательные окончания к передним, боковым и задним рогам спинного мозга (в частности, к желатинозной субстанции) и мозжечку. Некоторые норадренергические нейроны голубого пятна обладают хорошо развитыми коллатералями, идущими одновременно к неокортексу, гиппокампу, мозжечку и спинному мозгу.

Недавно адренергические нейроны были обнаружены также в нижних отделах головного мозга – рострально–вентролатеральной области продолговатого мозга (см. рис. 16.14). Полагают, что эти нейроны играют особую роль в регуляции гемодинамики.

Тела дофаминергических нейронов (рис. 16.30, слева), образующих так называемую мезотеленцефальную дофаминергическую систему, лежат в вентральных отделах среднего мозга. Нейроны, занимающие более латеральное положение (в компактной части черной субстанции), иннервируют образования неостриатума (скорлупу и хвостатое ядро). Разрушение этих нейронов приводит к паркинсонизму. Нейроны, занимающие в вентральной части среднего мозга более медиальное положение, иннервируют главным образом ядра лимбической системы (миндалину, перегородку и обонятельный бугорок), а также области алло–и неокортекса (в основном лобные доли, поясную извилину и энторинальную область коры). Большая часть дофаминергических аксонов идет вместе с отростками норадренергических нейронов в составе медиального пучка переднего мозга. Дофаминергические нейроны обнаружены также в гипоталамусе; короткие аксоны этих нейронов направляются к срединному возвышению и, возможно, участвуют в высвобождении рилизинг–гормонов. Кроме того, дофаминергические нейроны располагаются в перивентрикулярных отделах продолговатого мозга, посылая отростки главным образом к образованиям ствола мозга и промежуточного мозга.

Рис. 16.30. Схема центральных моноаминергических систем (по Ander et al. Acta Physiol. Scand., 67, 313 (1966) с изменениями)

Тела серотонинергических нейронов (рис. 16.30, справа) располагаются в срединных и околосрединных ядрах (ядрах срединного шва) продолговатого мозга, в мосту и нижних отделах среднего мозга. Их отростки частично идут в составе медиального пучка переднего мозга и так же, как аксоны норадренергических нейронов, иннервируют практически все отделы промежуточного мозга и переднего мозга. Отростки некоторых серотонинергических нейронов поступают к спинному мозгу и мозжечку [5, 20, 24].

Моноаминергические системы и внутримозговое самораздражение. Если крысе вживить раздражающий электрод в медиальный пучок переднего мозга в области латеральных отделов гипоталамуса, поместить ее в камеру Скиннера и предоставить возможность осуществлять самораздражение, нажимая на рычаг (см. рис. 6.25), то это самораздражение можно использовать как подкрепление при

выработке оперантных условных рефлексов. При этом внутримозговая стимуляция усиливает исследуемую поведенческую реакцию. Это раздражение обладает столь выраженным подкрепляющим действием, что животное обычно предпочитает его всем другим видам поощрения, включая пищу. Крысы и обезьяны с электродами в области срединного пучка переднего мозга осуществляют постоянное самораздражение столь интенсивно, что возникает опасность гибели животного от истощения. Частота нажиманий на рычажок достигает 7000 в час.

Подробное исследование всех структур мозга с применением метода самораздражения показало, что стимуляция практически всей лимбической системы, лобных долей, латеральных областей гипоталамуса и путей от среднего мозга, моста и верхних отделов продолговатого мозга оказывает подкрепляющий эффект. Однако наиболее выражен этот эффект при раздражении медиального пучка переднего мозга, который связывает верхние отделы среднего мозга, гипоталамус и лимбическую систему (рис. 16.31, А). Существуют также области мозга,

Рис. 16.31. Сопоставление участков мозга, самораздражение которых сопровождается положительным и отрицательным подкреплением, с расположением центральных катехоламинергических систем. А. Области самораздражения. Б. Норадренергические системы (изображены красным) и дофаминергические системы (изображены серым) мозга крысы (по [27] с изменениями)

раздражение которых приводит не к подкрепляющему эффекту, а к реакции избегания. Таких областей значительно меньше; они располагаются в перивентрикулярных отделах промежуточного мозга и среднего мозга (рис. 16.31, А). Области положительного и отрицательного подкрепления частично перекрываются.

Многочисленные экспериментальные данные, а также теоретические соображения позволяют предположить, что нервные структуры, раздражение которых вызывает положительный или отрицательный подкрепляющий эффект, не идентичны известным образованиям, отвечающим за те или иные гомеостатические реакции [12, 28]. Области, раздражение которых приводит к подкреплению или избеганию, получили название «центров» удовольствия и неудовольствия, приближения и избегания или вознаграждения и наказания. Существование подобных центров свидетельствует в пользу гипотезы о том, что положительные и отрицательные эмоции возникают при возбуждении определенных структур головного мозга.

Результаты, полученные в опытах с самораздражением на животных, применимы также к человеку. Когда больному во время нейрохирургической операции дают возможность раздражать собственный мозг, то при этом раздражении могут возникать приятные или неприятные ощущения. Больные описывают эти ощущения как удовлетворение, радость, покой и комфорт или, напротив, как уныние, беспокойство, тревогу или страх.

В первых же опытах, имевших целью поиск нервных образований, ответственных за положительное подкрепление, было обнаружено, что участки мозга, с которых можно получить самораздражение, почти полностью совпадают с зонами иннервации катехоламинергическими нейронами (рис. 16.31). Выраженность подкрепляющего эффекта приблизительно соответствует плотности этой иннервации. Совпадение областей «вознаграждения» и расположения моноаминергических нейронов свидетельствует о том, что катехоламинергические системы либо сами по себе являются зонами, отвечающими за положительное подкрепление, либо синаптически связаны с этими зонами. В пользу подобной гипотезы свидетельствуют следующие данные.

1. После перерезки медиального пучка переднего мозга эффект самораздражения через электроды,вживленные краниальнее области перерезки, либо исчезает, либо ослабевает.

2. Если в желудочки мозга или непосредственно в центральные катехоламинергические образования ввести 6–гидроксидофамин–вещество, избирательно разрушающее катехоламинергические нейроны,–самораздражение исчезает.

3. На эффект самораздражения влияют вещества, действующие на метаболизм, депонирование, выброс или поглощение катехоламинов либо на постсинаптические катехоламинергические рецепторы (рис. 16.32) [12, 27]. Неизвестно, какая из двух систем–дофаминергическая или норадренергическая – в большей степени отвечает за самораздражение и положительное подкрепление. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что возбуждаются обе эти системы. Нервные механизмы, опосредующие изменения поведения при активности катехоламинергических систем, изучены плохо. Не исключено, что во многих областях головного мозга катехоламины играют роль не медиаторов, а нейромодуляторов [20].

В электрофизиологических экспериментах было показано, что норадренергические нейроны голубого пятна (рис. 16.30 и 16.31,Б) оказывают ингибирующее действие почти на все иннервируемые ими образования ЦНС. Поскольку эти нейроны возбуждаются во время различных стрессовых воздействий, считают, что их ингибирующий эффект играет двоякую роль: 1) степень возбуждения ЦНС при стрессе уменьшается и тем самым нервная система предохраняется от перевозбуждения; 2) возбудимость клеток нервной системы поддерживается на постоянном уровне с целью оптимальной передачи сигналов. В связи с этим представляет интерес тот факт, что афферентные волокна поступают к голубому пятну от тех отделов головного мозга, которые отвечают за аффективное поведение, в частности от структур лимбической системы, гипоталамуса и среднего мозга. Норадренергические нейроны голубого пятна по своим морфологическим, биохимическим и электрофизиологическим свойствам весьма сходны с периферическими норадренергическими нервными клетками. Есть данные о том, что многие норадренергические волокна, исходящие от нижних частей ствола мозга, иннервируют артериолы и капилляры коры больших полушарий. Подобные нейроны могут участвовать в регуляции кровотока через кору, и их можно рассматривать как центральный отдел симпатической нервной системы [24, 25, 34].

Моноаминергические системы и психотропные препараты. У людей довольно часто встречаются различные психические расстройства. Примерно 1 % всего населения земного шара страдает шизофренией, а у 15–30% в тот или иной период жизни наблюдаются различные формы депрессии [23]. О механизмах развития этих, а также многих других психических заболеваний и о лежащих в их основе нарушениях функций ЦНС известно очень мало. Возможно, все эти патологические состояния связаны с нарушениями деятельности высших нервных центров и главным образом лимбической системы. В последние три десятилетия для лечения таких заболеваний было разработано множество лекарственных препаратов. Изучение влияния этих психотропных препаратов на поведение человека

Рис. 16.32. Влияние различных препаратов на процессы в центральном дофаминергическом синапсе и на эффекты самораздражения (см. также рис. 16.31)

и животных (психофармакология) и на различные нервные центры (нейрофармакология) показало, что большинство таких веществ прямо или косвенно влияет на функцию центральных моноаминергических систем. В связи с этим моноаминергическим системам отводят важную роль в развитии многих психических заболеваний. Возможно, что в основе таких заболеваний лежат нарушения активности моноаминергических систем или что эти системы играют какую–то пока еще не известную роль в возникновении и характере проявления психических расстройств. Роль моноаминергических систем в психических заболеваниях может заключаться в том, что эти системы опосредуют действие психотропных препаратов.

Состояния тревоги, напряженности и раздражительности, сопровождающие как неврозы, так и органические поражения мозга, часто лечат транквилизаторами бензодиазепинового ряда–седуксеном, элениумом и т.д. Эти препараты снижают интенсивность обменных процессов в моноаминергических системах. Полагают, что их действие обусловлено главным образом снижением метаболизма серотонина, в результате чего при некоторых условиях может подавляться деятельность центров отрицательного подкрепления (рис. 16.31, А).

Общим механизмом в развитии депрессий различного происхождения может быть недостаточная возбудимость центральных норадренергических систем. Трициклические антидепрессанты типа имизина потенцируют синаптическое действие норадреналина и серотонина, блокируя их пресинаптическое поглощение. Напротив, вещества, истощающие депо катехоламинов в нейронах ЦНС (например, резерпин; см. рис. 16.32), часто вызывают депрессию.

Одним из наиболее загадочных, тяжелых и разнообразных психических заболеваний является шизофрения. Эта болезнь относится к группе эндогенных психозов. Для нее характерны следующие основные проявления: нарушение ассоциативного мышления, неадекватность аффектов, отчужденность от окружающего мира и утрата связей с ним, аутизм. К второстепенным (вторичным) симптомам, имеющим важное значение для дифференциальной диагностики шизофрении, относятся: слуховые галлюцинации, бред величия и другие виды бреда. Неизвестно, какие нервные нарушения лежат в основе шизофрении, однако полагают, что эти нарушения связаны главным образом с нарушениями в синтезе восприятия, памяти и поступления информации от внутренней среды. В таком случае шизофрения может быть обусловлена нарушением связей между новой корой и лимбической системой. Особую роль в развитии этого заболевания отводят центральной дофаминергической мезолимбической/мезокортикальной системе (рис. 16.30 и 16.31, Б). Нейролёптики –производные фенотиазина (например, аминазин, или chlorpromazine) и бутирофенона (например, галоперидол), широко используемые во всем мире для лечения шизофрении, блокируют центральные дофаминовые рецепторы (рис. 16.32). Вещества, стимулирующие высвобождение дофамина (например, производные амфетамина; рис. 16.32), могут вызывать психоз, проявления которого практически не отличаются от симптомов шизофрении, либо обострять латентную или уже начавшуюся шизофрению [5, 23, 51].

16.7. Литература

Учебники и руководства

1. Bulbring E., Eroding A. F., Jones A. W., Tomita T. Smooth muscle: an assessment of current knowledge. London. Edward Arnold, 1981.

2. Burnstock G., Costa M. Adrenergic Neurons. London. Chapman and Hall, 1975.

3.Cannon W. В. The wisdom of the body. 2nd Edition. New York, W. W. Norton & Co., Inc., 1939.

4.Cervero F., Morrison J. F. B. (eds.). Visceral Sensation. Progerss in Brain Res. 67. Amsterdam, New York, Oxford. Elsevier Biomedical Press, 1986.

5.Cooper J. R., Bloom F. E., Roth R. H. The biochemical basis of neuropharmacology. 4th Edition. New York, Oxford. Oxford University Press, 1982.

6.Darwin C. The expression of the emotions in man and animals. London. John Murray, 1872.

7.Davson H., Segal M. B. Introduction to Physiology, Vol. 3, Chapter 4. "Control Mechanisms in the Alimentary Process", pp. 276–403. London. Academic Press. New York. Grune and Stratton, 1976.

8.Folkow В., Neil E. Circulation. New York, London, Toronto. Oxford University Press, 1971.

9.Gabella G. Structure of the autonomic nervous system. London. Chapman and Hall, 1976.

10.Oilman A.G., Goodman L.S., Oilman A. Pharmacological Basis of Therapeutics. 6th Edition. New York. Macmillan Publ. Co. Inc., 1980.

11. Gullmann L. Spinal cord injuries. 2nd Edition. Oxford. London, Edinburgh, Melbourne. Blackwell Scientific Publi' cations, 1976.

12. Hall R.D., Bloom F.E., Olds J. Neuronal and neurochemical sucstrates of reinforcement. Neuroscience Research Program Bulletin, Cambridge, Mass. MIT Press, 1977.

13. Handbook of Physiology. Section 7. Endocrinology, Vol. VI. Adrenal Gland, American Physiological Society, Washington D.C., 1975.

14. Hess W.R. Die functionelle Organisation des vegetativen Nervensystaems. Basel. Benno Schwabe, 1948.

15. Janig W., Brooks C.McC. The autonomic nervous system in health and disease: neurobiology and pathophysiology. J. auton. Nerv. Syst, 7, 193–415 (1983).

16. Jonson R.H., Spalding J.M.K. Disorders of the autonomic nervous system. Oxford. London, Edinburgh, Melbourne. Blackwell Scientific Publications, 1974.

17. Kandel E. R., Schwartz J.J. Principles of neural science. 2nd Edition. Amsterdam, New York, Oxford. Elsevier Biomedical Press, 1985.

18. Levi L. (ed.). Emotions. Their parameters and measurement. New York. Reven Press, 1975.

19. Livingslone К. W.. Hornykiewicz (eds.). Limbic mechanisms. New York, London. Plenum Press, 1978.

20. Mason S. T. Catecholamines and behavior. Cambridge. Cambridge University Press, 1984.

21. Masters W.H.. Johnson V.E. Human Sexual Response. Boston. Little Brown and Co., 1966.

22. Morgane P., Panksepp J. (eds.). Handbook of Hypothalamus. Vol. 1–3. New York. Marcel Dekker, 1980/81. ,

23. Nicholi A. M., Jr. (ed.). The harvard guide to modern psychiatry. Cambridge, Mass. London. The Belknap Press

of Harvard University Press, 1978.

24. Nieuwenhuys R. Chemoarchitecture of the brain. Berlin–Heidelberg–New York–Tokyo. Springer Verlag, 1985.

25. Nieuwenhuys R; Voogd J., van Hujzen Chr. The human central nervous system. 2nd Edition. Berlin, Heidelberg, New York. Springer Verlag, 1981.

26. Nilsson S. Autonomic nerve function in the vertebrates. Berlin, Heidelberg, New York. Springer Verlag, 1983.

27. Olds J. Driven and reinforcements. Behavioral studies of hypothalamic functions. New York. Raven Press, 1977.

28. Reichlin S., Baldessarini R. J., Martin J. B. The hypothalamus. Research publication: Association for research in nervous and mental disease. Vol. 56. New York. Raven Press, 1978.

Оригинальные статьи и обзоры

29. Bell С. Autonomic nervous control of reproduction: circulatory and other factors. Pharmacol. Rev., 24, 657–736 (1972).

30. Bors E., Comarr A. E. Neurological disturbances of sexual function with special reference to 529 patients with spinal cord injury. Urol. Survey, 10, 191–222 (1960).

31. Chalmers J. P. (ed.). Control of blood pressure. Clinical and Exper. Hyper.–Theory and Practice A6, 1 & 2 (1984).

32. Elfvin L.–G. (ed.). Autonomic ganglia. Chichester, New York, Brisbane, Toronto, Singapore. John Willey & Sons (1983).

33. Flemig W.W., McPhillips J.J., West/all D.P. Postjunctional supersensitivity and subsensitivity of excitable tissues to drugs. Ergeb. Physiol, 68, 55–119 (1973).

34. Foote S. L., Bloom F. E., Aston–Jones G. Nucleus locus ceruleus: new evidence of anatomical and physiological specilicity. Physiol. Rev., 63, 844–914 (1983).

35. Furchtgott R. F. The classification of adrenoceptors (adrenergic receptors). An evaluation from the standpoint of receptor theory. In: Handbook of Experimental Pharmacology Volume XXXIII "Catecholamines", Blaschko H., Muscholl E. (eds.) pp. 282–335. Berlin–Heidelberg–New York. Springer Verlag, 1972.

36. Gershon M.D. The enteric nervous system. Ann. Rev. Neurosci., 4, 227–272 (1981).

37. Gloor P. Temporal lobe epilersy. In: Eleftheriou B. E. (ed.). "The Neurobiology of the Amygdala". pp. 423–457. New York. Plenum Press, 1972.

38. Groat W. C. de: Nervous control of the urinary bladder of the cat. Brain Res., 87, 201–211 (1975),

39. Janig W. Organization of the lumbar sympathetic outflow to skeletal muscle and skin of the cat hindlimb and tail. Rev. Physiol. Biochem. Pharmacol., 102, 119–213 (1985).

40. Janig W. Causalgia and reflex sympathetic dystrophy: in which way is the sympathetic nervous system involved? Trends in Neurosciences, 8, 471–477 (1985).

41. Janig W. Pre– and postganglionic vasoconstrictor neurons:

differentiation, types, and discharge properties. Ann. Rev. Physiol., 50, 525–539 (1988).

42. Janig W., McLachlan E. M. Organization of lumbar spinal outflow to distal colon and pelvic organs. Physiol. Rev., 67, 1332–1409 (1987).

43. Kluver H., Вису Р. С. Preliminary analysis of function of the temporal lobe in monkeys. Arch. Neurol. Psychiat, 42, 979–1000 (1939).

44. Kuhn R. A. Functional capacity of the isolated human spinal cord. Brain, 73, 1–51 (1950).

45. Longer S. Z. Presynaptic regulation of the release of catecholamines. Pharmacol. Rev., 32, 337—362 (1981).

46. Levitzki A. Catecholamine Receptors. Rev, Physiol. Biochem. Pharmacol., 82, 1–26 (1978).

47. MacLean P. D. Psychosomatic disease and the "visceral brain". Recent developments bearing on the Papez theory of emotion. Psychosom Med.,11, 338–353 (1949).

48. MacLean P. D. The triune brain, emotion and scientific bias. In: Internsive Study Program in the Neurosciences. Neurosciences Research Program. Chapter 23, pp. 336–349, New York. Rockefeller University Press, 1970.

49. Rushmer R. F. Structure and function of the cardiovascular system. Philadelphia, London, Toronto. Saunders, 1972.

50. Schuster M. M., Mendeloff A.T., Motor action of rectum and anal sphincters in continence and defecation. In:

Handbook of Physiology Section 6: Alimentary Canal. Vol. IV: Motility. American Physiological Society Washington D. C. pp. 2121–2145 (1968).

51. SnynderS.H. Neurotransmittera and CNS disease: schizophrenia. Lancet, 2, 970–974 (1982).

52. Starke К. Regulation of noradrenaline release by presynaptic receptor systems. Rev. Physiol. Biochem. Pharmacol., 77, 1–124 (1977).

53. Szurszewski J. H. Physiology of mammalian prevertebral ganglia. Ann. Rev. Physiol., 43, 53–68 (1981).

Орган или система	Стимуляция		Адренорецепторы
	Парасимпатических нервов	Симпатических нервов


Сердце
	Уменьшение частоты сокращений	Увеличение частоты сокращений	β
	Уменьшение силы сокращений (предсердий)	Увеличение силы сокращений	β


Кровеносные сосуды
Артерии кожи и слизистых		Сужение	α
Артерии брюшной полости		Сужение	α
Артерии скелетных мышц		Расширение (только под действием адреналина крови Расширение (холинергическое)	β
Артерии сердца (коронарные)	Расширение (?)	Сужение	α
Артерии полового члена, а также возможно, клитора и малых половых губ	Расширение	?
Вены	–	Сужение	α
Сосуды мозга	Расширение (?)	Сужение	α
Желудочно–кишечный тракт
Продольные и циркулярные мышцы	Усиление моторики	Ослабление моторики	α и β
Сфинктеры	Расслабление	Сокращение	α
Капсула селезенки	–	Сокращение	α
Мочевой пузырь
Детрузор	–	Расслабление	β
Внутренний сфинктер	Сокращение	Сокращение	α
Половые органы
Семенные пузырьки	–	Сокращение	α
Семявыносящий проток	–	Сокращение	α
Матка	–	Расслабление (в зависимости от вида животного и гормонального фона)	β
Внутренние глазные мышцы
Мышца, расширяющая зрачок		Сокращение (мидриаз)	α
Сфинктер зрачка	Сокращение (миоз)	–	α
Цилиарная мышца	Сокращение (аккомодация)	Незначительное расслабление	α
Трахео–бронхиальные мышцы	Сокращение	Расслабление (в основном под действием адреналина)	α
Мышцы, поднимающие волосы		Сокращение	b
Экзокринные железы
Слюнные железы	Обильное выделение серозного секрета	Небольшое выделение слизистого секрета (из подчелюстной железы)	α
Слезные железы	Секреция	–	b
Пищеварительные железы	Секреция	Снижение секреции или —	b
Железы носоглотки	Секреция	?	α
Бронхиальные железы	Секреция	Секреция (холинергическая)	α
Потовые железы	–	Гликогенолиз	α
Метаболизм
Печень	–	Глюконеогенез	b
Жировые клетки	–	Липолиз (повышение уровня свободных жирных кислот	b
Секреция инсулина (β–клетками островка Лангерганса)	–	Снижение	α

Сердце

Кровеносные сосуды

Экзокринные железы

Метаболизм

Синаптическая организация периферического отдела вегетативной нервной системы

Функциональная анатомия гипоталамуса

Гипоталамо–гипофизарная система