БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004
17. КООРДИНАЦИЯ И РЕГУЛЯЦИЯ У ЖИВОТНЫХ
17.2. Нервная система (ЦНС и ПНС)
17.2.3. Вегетативная нервная система
Автономная (от греч. autós — сам и nomós — «закон», т. е. «самоуправляемая»), или вегетативная, нервная система является частью периферической нервной системы и регулирует активность внутренних органов, в том числе частоту сердечных сокращений, перистальтику, потоотделение. Она состоит из мотонейронов, иннервирующих гладкую мускулатуру внутренних органов. Эти мышцы, таким образом, тоже являются непроизвольными — управлять их сокращениями по собственной воле мы, как правило, не можем. Работа автономной нервной системы складывается из рефлексов, называемых висцеральными (внутренностными), дуги которых проходят через спинной или головной мозг и в основном не контролируются сознанием. Однако известны и исключения. Например, работа мышц-сфинктеров анального отверстия и мочевого пузыря, связанная соответственно с дефекацией и мочеиспусканием, находится под контролем сознания и этим функциям приходится обучаться. Существует мнение, что усилием воли и научением можно контролировать и многие другие автономные виды активности; например, физиологическую основу многих форм медитации и расслабления составляет управление вегетативными функциями, и некоторые люди уже достигли заметных успехов в регуляции частоты сердечных сокращений и в снижении кровяного давления с помощью сознания или «силы воли». Однако в целом работа этой системы осуществляется все же непроизвольно и управляется центрами в продолговатом мозге (отдел заднего мозга) и гипоталамусе (также структура головного мозга) (см. разд. 17.2.4). Эти центры получают и интегрируют сенсорную информацию и, координируя ее с информацией от других отделов нервной системы, формируют адекватную ответную реакцию.
Вегетативная нервная система состоит из нейронов двух типов — преганглионарных и постганглионарных. Тела преганглионарных нейронов лежат в головном или спинном мозге, а их немиелинизированные аксоны покидают центральную нервную систему в составе вентральных корешков сегментарного нерва и образуют синапсы с дендритами постганглионарных нейронов. Тела постганглионарных нейронов находятся в ганглии, а немиелинизированные аксоны направляются к органу-эффектору (рис. 17.18).
Вегетативная нервная система подразделяется на две системы — симпатическую (СНС) и парасимпатическую (ПНС). Эти системы различаются главным образом по организации своих нейронов и эти различия показаны на рис. 17.18.
Рис. 17.18. Упрощенная схема основных элементов парасимпатической (А) и симпатической (Б) нервной системы. Сенсорные нейроны к автономной нервной системе не относятся.
В СНС клеточные синапсы и тела постганглионарных нейронов находятся главным образом в парных ганглиях, располагающихся рядом со спинным мозгом. Они объединены в два параллельных ему симпатических ствола, соединяющихся в непарном ганглии на уровне копчика. В средней части туловища каждый симпатический ганглий связан непосредственно со спинным мозгом белой соединительной ветвью, а с ближайшим спинальным нервом — серой соединительной ветвью (рис. 17.19). Ганголии ПНС и ее постганглионарные нейроны находятся вблизи эффекторных органов или непосредственно в них (рис. 17.18).
Другие различия двух систем касаются природы нейромедиатора, высвобождаемого постганглионарными нейронами, их воздействий на эффекторы и условий, в которых они становятся активными. Эти различия представлены в табл. 17.4.
Рис. 17.19. Упрощенная схема расположения симпатического ганглия и его связей со спинным мозгом и спинномозговым нервом.
Таблица 17.4. Различия между симпатической (СНС) и парасимпатической (ПСН) нервной системой
Особенность или свойство |
СНС |
ПНС |
|
Происхождение нервных волокон |
Головной, грудной и поясничный отделы ЦНС |
Головной и крестцовый отделы ЦНС |
|
Местонахождение ганглиев |
Вблизи спинного мозга и в брыжейке |
Вблизи эффектора |
|
Длина аксонов |
Короткие преганглионарные волокна. Длинные постганглионарные волокна |
Длинные преганглионарные волокна. Короткие постганглионарные волокна. |
|
Число аксонов |
Много постганглионарных аксонов |
Мало постганглионарных аксонов |
|
Распределение аксонов |
Преганглионарные волокна иннервируют обширные области |
Преганглионарные волокна иннервируют ограниченные участки |
|
Область влияния |
Генерализованное действие |
Местное действие |
|
Нейромедиатор на уровне эффекторов |
Норадреналин |
Ацетилхолин |
|
Общие эффекты |
Повышение уровня метаболитов, например сахара в крови Повышение интенсивности метаболизма Ускорение ритмической активности, например частоты сердечных сокращений Активизация сенсорных функций |
Снижение уровня метаболитов, например сахара в крови Не влияет на интенсивность метаболизма Замедление ритмической активности, например частоты сердечных сокращений Нормализация сенсорной активности |
|
Общий эффект |
Возбуждающий гомеостатический |
Тормозный гомеостатический |
|
Условия активизации |
Доминирует во время опасности, стресса и нагрузки; управляет реакциями на стресс |
Доминирует в покое; контролирует обычные, «повседневные» физиологические функции |
|
Как правило, СНС и ПНС оказывают противоположные (антагонистические) воздействия на иннервируемые ими органы, что позволяет организму быстро и точно регулировать активность внутренних органов, поддерживая таким образом стабильное состояние внутренней среды. Например, повышение частоты сердечных сокращений в результате выделения норадреналина симпатическими нейронами компенсируется высвобождением ацетилхолина парасимпатическими нейронами. Это не позволяет сердцу работать в чересчур ускоренном ритме и в конечном итоге, когда секреция обоих медиаторов будет уравновешена, нормальный сердечный ритм восстанавливается. Обобщенно антагонистические эффекты обеих систем представлены в табл. 17.5. Внимательное изучение этой таблицы даст достаточно полное представление о функциях СНС и ПНС. Схема их строения приведена на рис. 17.20.
Таблица 17.5. Эффекты симпатической (СНС) и парасимпатической (ПНС) нервных систем в организме
Область тела или орган |
СНС |
ПНС |
Голова |
Расширяет зрачки Не влияет Подавляет слюноотделение |
Сужает зрачки Стимулирует слезотечение Стимулирует слюноотделение |
Сердце |
Увеличивает амплитуду и частоту сокращений |
Уменьшает амплитуду и частоту сокращений |
Легкие |
Расширяет бронхи и бронхиолы Усиливает вентиляцию легких |
Сужает бронхи и бронхиолы Уменьшает вентиляцию легких |
Кишечник |
Угнетает перистальтику Угнетает секрецию пищеварительных соков Усиливает сокращение анального сфинктера |
Усиливает перистальтику Стимулирует секрецию пищеварительных соков Подавляет сокращение анального сфинктера |
Кровеносная система |
Сужает артериолы кишечника и гладких мышц; расширяет артериолы головного мозга и скелетных мышц Повышает кровяное давление Увеличивает объем крови за счет сокращения селезенки |
Поддерживает постоянный тонус артериол кишечника, гладких и скелетных мышц, головного мозга Снижает кровяное давление Не влияет |
Кожа |
Вызывает сокращение мышц, поднимающих волосы (волосы «встают дыбом», появляется «гусиная кожа») Сужает артериолы в коже конечностей Усиливает потоотделение |
Не влияет Расширяет артериолы в коже лица Не влияет |
Почки |
Уменьшает диурез |
Не влияет |
Мочевой пузырь |
Усиливает сокращение сфинктера мочевого пузыря |
Расслабляет сфинктер мочевого пузыря |
Половой член |
Вызывает эякуляцию |
Стимулирует эрекцию |
Эндокринные железы |
Вызывает выброс адреналина из мозгового вещества надпочечников |
Не влияет |
Рис. 17.20. Схема симпатической и парасимпатической нервной системы. Вместе они образуют автономную (вегетативную) нервную систему, обеспечивающую часть непроизвольных (автоматических, или безусловно-рефлекторных) реакций организма. Сплошными линиями обозначены преганглионарные нервные волокна, а штриховыми — постганглионарные.