Пищеварительная, дыхательная, мочевая и половая системы, расположенные в грудной, брюшной и тазовой полостях, – это внутренние органы. Большинство из них устроены в виде четырехслойных трубок, снабженных железами. Стенки всех трубчатых органов состоят из внутренней складчатой слизистой оболочки, подслизистой основы, мышечной и наружной оболочки (рис. 1.9). В отличие от поперечнополосатых скелетных мышц, в большинстве внутренних органов мышцы гладкие, непроизвольные, т. е. неподконтрольные сознанию. Железы, расположенные в стенках трубок и вне их, вырабатывают слизь, которая увлажняет слизистую оболочку и защищает ее от повреждения, ферменты и различные биологически активные вещества.
Рис. 1.9. Строение пищеварительной трубки, поперечное сечение: 1 – брыжейка; 2 – сложная пищеварительная железа; 3 – проток железы; 4 – просвет органа; 5 – подслизистое нервное сплетение (Мейсснера); 6 – мышечно-кишечное нервное сплетение (Ауэрбаха); 7 – продольный слой мышечной оболочки; 8 – круговой слой мышечной оболочки; 9 – собственная пластинка слизистой оболочки; 10 – одиночный лимфоидный узелок; 11 – подслизистая основа; 12 – серозная оболочка
Пищеварительная система
Жизнь человека невозможна без постоянного получения источников энергии и веществ для построения клеток. Все необходимые вещества человек получает из пищи, которая переваривается органами пищеварительной системы. Пища обрабатывается механически и химически, пищевые вещества расщепляются до простых соединений, которые всасываются, непереваренные остатки выделяются (рис. 1.10). Началом пищеварительной системы является полость рта, в которой расположены язык, зубы и слюнные железы.
Язык человека – удивительный орган, выполняющий множество функций: восприятие вкуса, жевание, участие в членораздельной речи, сосание молока новорожденным и грудным ребенком. Язык образован поперечнополосатой мышечной тканью, его движения произвольные, они зависят от сознания. Поверхность языка покрыта вкусовыми сосочками (рис. 1.11). Роль языка в жизни человека очень велика. Об этом хорошо знали в древности. Если хотели заставить человека замолчать навсегда, ему отрезали язык. Вот как описывает язык легендарный древнегреческий философ и баснописец Эзоп: «Есть ли что на свете лучше и прекраснее, чем язык? Разве не языком держится вся философия и вся ученость? Без языка нельзя сделать ничего. Порядок в государстве, законы, постановления – все это существует лишь благодаря языку. Всей нашей жизни основа – язык; нет ничего лучше на свете… Что же на свете хуже языка? Язык несет нам раздоры, заговоры, обманы, побоища, зависть, распри, войну; разве может быть что-то еще хуже, еще презреннее, чем язык».
Рис. 1.10. Строение пищеварительной системы: 1 – околоушная (слюнная) железа; 2 – мягкое нёбо; 3 – глотка; 4 – язык; 5 – пищевод; 6 – желудок; 7 – поджелудочная железа; 8 – проток поджелудочной железы; 9 – тощая кишка; 10 – нисходящая ободочная кишка; 11 – поперечная ободочная кишка; 12 – сигмовидная ободочная кишка; 13 – наружный сфинктер заднего прохода; 14 – прямая кишка; 15 – подвздошная кишка; 16 – червеобразный отросток (аппендикс); 17 – слепая кишка; 18 – подвздошно-слепокишечный клапан; 19 – восходящая ободочная кишка; 20 – правый (печеночный) изгиб ободочной кишки; 21 —двенадцатиперстная кишка; 22 – желчный пузырь; 23 – печень; 24 – общий желчный проток; 25 – сфинктер привратника желудка; 26 – поднижнечелюстная (слюнная) железа; 27 – подъязычная (слюнная) железа; 28 – нижняя губа; 29 – полость рта; 30 – верхняя губа; 31 – зубы верхней челюсти; 32 – твердое нёбо
Рис. 1.11. Схема строения языка: а: 1 – срединная бороздка языка; 2 – грибовидные сосочки; 3 – листовидные сосочки; 4 – желебоватые сосочки; 5 – пограничная борозда; 6 – язычная миндалина; 7 – надгортанник; б: 1 – грибовидные сосочки; 2 – нитевидные сосочки; 3 – желебоватые сосочки; 4 – лимфоидные узелки; 5 – конические сосочки
Зубы. У взрослого человека 32 постоянных зуба (рис. 1.12, а). На каждой половине верхней и нижней челюстей, начиная от средней линии вправо и влево, располагаются: два резца (захватывают и откусывают пищу), один клык (дробит, разрывает пищу), два малых коренных и три больших коренных зуба (растирают и перемалывают пищу). У ребенка зубы начинают прорезаться на шестом-седьмом месяце, процесс заканчивается к трем годам жизни, примерно с 7–7,5 лет молочные зубы сменяются постоянными. У ребенка 20 молочных зубов (рис. 1.12, б): на каждой половине челюсти два резца, один клык и два больших коренных зуба. Помимо жевания зубы участвуют в членораздельной речи, окрашивая звук. Очень важна формообразующая роль зубов. Обратите внимание на лицо ребенка до шести месяцев, взрослого человека и старика, у которого выпали зубы. Здоровые зубы обеспечивают нормальное функционирование жевательных мышц, от силы и развития которых зависит рельеф и форма лицевого отдела черепа. Следует тщательно пережевывать пищу. У мужчин, как правило, зубы крупнее, чем у женщин, особенно большие коренные, лучше развиты жевательные мышцы, и в связи с этим более выражен рельеф лицевого отдела черепа.
В ротовой полости находится огромное количество желез, вырабатывающих от 0,5 до 2 л слюны, которая содержит ферменты, слизь, минеральные вещества и лизоцим – противомикробный фактор. Большинство желез – мелкие, начиная от одноклеточных. Кроме того, есть три пары крупных желез (околоушные, поднижнечелюстные и подъязычные).
В ротовой полости начинается переработка пищи, она измельчается, увлажняется слюной и смешивается с ней, частично расщепляются углеводы. Молекулы веществ, обладающих вкусом, растворяются в слюне и попадают во вкусовые почки, вызывая вкусовые ощущения. Лизоцим слюны дезинфицирует полость рта.
Рис. 1.12. Зубы верхней челюсти: а – постоянные зубы: 1 – медиальный резец; 2 – ралеральный резец; 3 – клык; 4 – первый малый коренной зуб; 5 – второй малый коренной зуб; 6 – первый большой коренной зуб; 7 – второй большой коренной зуб; 8 – третий большой коренной зуб; б – молочные (сменные) зубы ребенка 4-х лет: 1 – резцы; 2 – клык; 3 – коренные зубы; 4 – альвеола третьего постоянного зуба
Из ротовой полости частично переработанная пища благодаря рефлекторному акту глотания переходит в глотку, представляющую собой воронкообразный канал, стенки которого снабжены мощными поперечнополосатыми мышцами. Благодаря их сокращению пищевой комок переходит из глотки в пищевод. В глотке различают три части: носовую, ротовую и гортанную. В глотке человека происходит перекрест дыхательного и пищеварительного путей. При глотании мягкое нёбо обособляет носоглотку, гортань поднимается, надгортанник опускается и прикрывает вход в нее, язык отодвигается назад, пища поступает в пищевод. При дыхании корень языка прижимается к нёбу, закрывая выход из полости рта, а надгортанник поднимается, открывая вход в гортань, куда устремляется струя воздуха.
Пищевод – трубка цилиндрической формы, в стенках которой хорошо развита мышечная оболочка. В верхней трети пищевода она образована поперечнополосатой мышечной тканью, которая в средней трети постепенно сменяется гладкой мышечной тканью, в нижней трети находится только гладкая мышечная ткань. Благодаря последовательному сокращению мышц в направлении сверху вниз пищевой комок передвигается в желудок очень быстро: жидкая пища в течение 1–2 с, плотная – 3–9 с. Пищевод проходит в брюшную полость через пищеводное отверстие диафрагмы и переходит в желудок (рис. 1.13).
Рис. 1.13. Пищевод и желудок (схема): 1 – шейная часть; 2 – пищевод; 3 – грудная часть; 4 – тело желудка; 5 – брюшная часть
Рис. 1.14. Желудок (вскрыта его передняя часть): 1 – кардиальная вырезка; 2 – дно желудка; 3 – передняя стенка; 4 – тело желудка; 5 – большая кривизна желудка; 6 – желудок; 7 – привратниковая пещера; 8 – канал привратника; 9 – привратниковая (пилорическая) часть; 10 – угловая вырезка; 11 – канал желудка; 12 – малая кривизна желудка; 13 – кардиальное отверстие; 14 – кардиальная часть
Желудок человека расположен под диафрагмой в левом подреберье и надчревьи. Форма желудка весьма изменчива, она зависит от положения тела и количества съеденной пищи, емкость желудка взрослого мужчины варьирует от 1,5 до 4 л. Начальная часть желудка (кардиа) влево переходит в расширенное дно, которое в свою очередь продолжается в тело. Выход из желудка (привратник) имеет мощный кольцевой мышечный сфинктер (рис. 1.14). В складчатой слизистой оболочке расположено огромное количество желез, которые вырабатывают в сутки 1,5–2,5 л кислого желудочного сока с содержанием фермента пепсиногена, соляной кислоты, реннина, внутреннего антианемического фактора и слизи. Под влиянием желудочного сока белки частично переваривают пищу. Мощная мышечная оболочка желудка способствует перемешиванию пищи, в результате чего образуется полужидкая масса – химус, поступающая отдельными порциями в двенадцатиперстную кишку. В желудке всасываются вода, спирт, сахара, соли.
Тонкая кишка длиной 5–7 м образует множество петель. Она подразделяется на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишки. Именно здесь протекает большая часть процессов переваривания пищи и всасывания ее содержимого. Площадь внутренней поверхности тонкой кишки увеличивается за счет наличия на ней большого количества напоминающих пальцы выростов, которые называются ворсинками. Расположенные в слизистой оболочке кишечника железы секретируют пищеварительные ферменты и слизь. В двенадцатиперстную кишку поступает желчь из желчного пузыря (через общий желчный проток) и сок поджелудочной железы. В месте впадения подвздошной кишки в толстую кишку находится сложное анатомическое устройство – подвздошно-слепокишечный клапан, снабженный мышечным сфинктером и двумя «губами». Клапан периодически открывается, пропуская содержимое небольшими порциями в толстую кишку. Закрытие клапана препятствует обратному затеканию содержимого толстой кишки в подвздошную кишку.
Толстая кишка состоит из слепой кишки с червеобразным отростком (аппендиксом), ободочной (восходящей, поперечной, нисходящей и сигмовидной) и прямой кишки (см. рис. 1.10). Здесь осуществляется всасывание воды, из непереваренных веществ, поступающих из тонкой кишки, формируется кал. Содержимое кишечника продвигается благодаря ритмичным мышечным сокращениям гладких мышц кишечной стенки.
Прямая кишка – конечный отдел кишечника, заканчивается задним проходом, снабженным мощным замыкающим устройством. Это два сфинктера (жома) – непроизвольный внутренний, образованный гладкими мышцами, и произвольный наружный, образованный поперечнополосатыми мышцами.
Кишечник имеет множество желез, расположенных в стенке, и две крупные железы (печень и поджелудочная железа), расположенные вне стенки.
Печень – самая большая железа в организме человека, ее вес достигает 1200–1600 г. Печень расположена в правом подреберье под диафрагмой. Печень обильно снабжается кровью из двух источников. Оттекающая от кишечника венозная кровь, содержащая питательные вещества из переваренной пищи, поступает в печень по воротной вене. Артериальная кровь, обогащенная кислородом, направляется в печень по печеночной артерии. В течение минуты через печень проходит от 850 до 1500 мл крови. Не зря анатомы называют печень «самой нагруженной гаванью во всей реке жизни». Печень – главная лаборатория организма. В печени протекают важнейшие процессы углеводного, белкового и жирового обмена. Именно печень регулирует содержание сахара в крови, преобразуя избыток глюкозы в организме в гликоген. В печени происходит образование желчи, которая затем поступает в желчный пузырь, перед тем как попасть в двенадцатиперстную кишку. В течение суток печень человека образует от 0,5 до 1,0 л желчи, которая эмульгирует жиры в тонкой кишке, чтобы они могли расщепиться и усвоиться. Кроме того, в печени осуществляется синтез фибриногена и протромбина (основных веществ, влияющих на процесс свертывания крови), а также гепарина, препятствующего избыточному свертыванию крови. Печень играет важную роль в процессе обезвреживания ядовитых веществ и удалении поврежденных эритроцитов крови, а также других нежелательных для организма веществ (например, женского полового гормона эстрогена у мужчин). В печени синтезируется витамин А, который накапливается в ней вместе с другими витаминами (B12, D, К). Печень часто поражается в результате гепатита.
Внимание! Злоупотребление алкоголем нарушает функцию печени и часто приводит к развитию цирроза печени.
Поджелудочная железа значительно меньше печени, она расположена позади желудка и состоит из двух желез: внутренней и внешней секреции. Внутреннюю секрецию осуществляют группы клеток – островки Лангерганса (их у взрослого человека от 200 тыс. до 1,8 млн), синтезирующие и выделяющие в кровь гормоны инсулин и глюкагон, участвующие в регуляции углеводного, белкового и жирового обмена. Внешнюю секрецию выполняют ацинусы, вырабатывающие сок поджелудочной железы, который содержит большое количество участвующих в пищеварении ферментов (трипсин и др.). Сок выделяется в двенадцатиперстную кишку.
Пищеварение – процесс расщепления (переваривания) пищи в пищеварительном тракте до такого вида, в котором она может быть усвоена и ассимилирована. Процесс пищеварения включает механическую обработку пищи (пережевывание, перемешивание и размельчение), а также химическое воздействие на нее пищеварительных ферментов и других веществ (желчи, кислоты и т. д.). Химическая обработка пищи начинается в полости рта с воздействия на нее слюны, однако большая ее часть протекает в желудке и тонкой кишке, где пища подвергается воздействию желудочного сока, сока поджелудочной железы и сока тонкой кишки. Белки расщепляются до аминокислот, жиры – до жирных кислот и глицерина, углеводы – до простых Сахаров. Аминокислоты и простые сахара всасываются в кровь; вода, минеральные вещества, витамины, жирные кислоты и глицерин – в лимфу.
Брюшная полость
Под диафрагмой находится брюшная полость, которая переходит в полость таза, закрытую внизу диафрагмой таза. В брюшной полости располагаются такие органы пищеварения, как желудок, печень, кишечник и др., мочевые органы – почки, мочевой пузырь и др.; у женщин в брюшной полости также находятся яичники и матка. Брюшная полость выстлана брюшиной, которая состоит из двух листков. Париетальная брюшина выстилает непосредственно стенки брюшной полости, а висцеральная брюшина покрывает расположенные в брюшной полости внутренние органы (рис. 9 на цв. вклейке). Листки непрерывно переходят со стенок брюшной полости на органы, а с органов – на стенки, тем самым формируя полость брюшины. Небольшое количество жидкости смачивает брюшину и находящиеся в ней органы, что предотвращает их трение и облегчает их движение.
Дыхательная система
Дыхание – это процесс газообмена между организмом и внешней средой, в результате чего поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Эту важнейшую функцию, без которой человек не может прожить даже короткое время, выполняет дыхательная система, включающая полость носа, глотку, гортань, трахею, бронхи и легкие (рис. 1.15).
Рис. 1.15. Дыхательная система: 1 – диафрагма; 2 – ребро; 3 – хрящевое кольцо не позволяет трахее опадать во время дыхания; 4 – правое легкое; 5 – пищевод, по нему пища попадает в желудок; 6 – гортань, в ней находятся голосовые связки; 7 – носовая полость, здесь воздух согревается, очищается и увлажняется; 8 – глотка; 9 – надгортанник закрывает вход в гортань во время глотания; 10 – трахея; 11 – бронхи; 12 – левое легкое; 13 – межреберная мышца двигает ребра; 14 – сердце
Начало дыхательной системы – полость носа, куда поступает воздух. Здесь находится орган обоняния, который анализирует качество воздуха. В полости носа воздух согревается, увлажняется слизью, после этого поступает в носовую, затем в ротовую части глотки и в гортань.
Гортань – удивительный орган человека: через гортань вдыхаемый воздух поступает в трахею, гортань – орган голосообразования. Подчеркнем – не орган речи, а голосообразования! Гортань человека – самый прекрасный и совершенный музыкальный инструмент. Гортань расположена в передней части шеи над трахеей. Основу ее составляют девять хрящей (рис. 10 на цв. вклейке): надгортанник, щитовидный, перстневидный, черпаловидный (два), рожковидный (два) и клиновидный (два); они соединяются между собой с помощью суставов и связок, снабжены поперечнополосатыми мышцами. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой. В гортани расположена пара голосовых складок, образованных голосовыми связками, покрытыми слизистой оболочкой. За счет их вибрации у человека при выдохе образуется голос (рис. 1.16). Мышцы изменяют степень натяжения связок и их взаимное расположение.
Рис. 1.16. Положение голосовых связок при действиях различных мышц гортани. Голосовая щель закрыта (I), открыта (II) и резко расширена (III): а – ларингоскопическая картина: 1 – надгортанник; 2 – надгортанный бугорок; 3 – голосовая складка; 4 – рожковидный бугорок; 5 – клиновидный бугорок; 6 – складка преддверия; б – схема различных положений голосовых связок, голосовой щели и черпаловидных хрящей: 1 – пластинка (правая) щитовидного хряща; 2 – голосовая связка; 3 – черпаловидный хрящ; 4 – задняя перстнечерпаловидная мышца; 5 – латеральная перстнечерпаловидная мышца; 6 – поперечная перстнечерпаловидная мышца; 7 – щиточерпаловидная мышца
Трахея – дыхательная трубка, начинающаяся от гортани и разделяющаяся на два главных бронха на уровне V грудного позвонка. Верхняя часть трахеи располагается непосредственно под кожей, за исключением того места, где ее окружает щитовидная железа. Скелет трахеи образован 16–20 гиалиновыми хрящевыми полукольцами, связанными между собой кольцевыми связками. Перепончатая задняя стенка трахеи не препятствует прохождению пищи по пищеводу.
Бронхи. Трахея делится на два главных бронха, они, в свою очередь, последовательно делятся затем на долевые бронхи (в правом легком три, в левом – два); последние делятся на сегментарные (по 10 с каждой стороны), субсегментарные и т. д. (рис. 1.17). В стенках бронхов имеются гиалиновые хрящи, которые по мере деления бронхов уменьшаются в размерах и исчезают в бронхиолах.
Рис. 1.17. Ветвление бронхов в правом и левом легких: а: 1 – трахея; 2 – главные бронхи; 3 – долевые бронхи; 4 – сегментарные бронхи; 5 – долька; 6 – ацинус; 7 – нижняя доля правого легкого; 8 – сегмент; б: 1, 2 – главные бронхи; 3, 4 – долевые и сегментарные бронхи; 5—15 – ветви сегментарных бронхов, дольковый бронх и его разветвления (не показаны); 16 – конечная бронхиола; 17–19 – дыхательные бронхиолы (три порядка ветвлений); 20–22 – альвеолярные ходы (три порядка ветвлений); 23 – альвеолярные мешочки
Легкие представляют собой эластичные воздухоносные органы, которые могут расширяться и сжиматься под действием движений ребер и диафрагмы во время дыхания. Атмосферный воздух попадает в легкие через воздухоносные пути: носовую полость, глотку, гортань, трахею. Каждое легкое разделяется глубокими щелями на доли: правое – на три, левое – на два (рис. 1.18). Доли образованы сегментами (в левом легком их 9, в правом – 10). Каждому сегментарному бронху соответствует бронхолегочный сегмент; сегменты, в свою очередь, сформированы легочными дольками (в одном сегменте около 80 долек), разделенными междольковыми соединительнотканными перегородками. В верхушку каждой дольки входит претерминалъная долъковая бронхиола, которая разветвляется на 3–7 мельчайших концевых (терминальных) бронхиол диаметром 0,5–0,15 мм каждая.
Рис. 1.18. Правое и левое легкие. Левое легкое разрезано во фронтальной плоскости, вид спереди: 1 – правое легкое; 2 – верхушка легкого; 3 – гортань; 4 – трахея; 5 – левое легкое; 6 – верхняя доля; 7 – главный бронх левого легкого; 8 – нижняя доля; 9 – нижний край; 10 – сердечная вырезка; 11 – медиальный край правого легкого; 12 – нижняя доля; 13 – косая щель; 14 – средняя доля; 15 – горизонтальная щель; 16 – верхняя доля правого легкого
Ацинус – функциональная и структурная единица легкого – система разветвлений одной терминальной (концевой) бронхиолы, которые несут на себе до 20 000 альвеол (рис. 1.19). Альвеола – воздушный пузырек неправильной формы. Альвеолы разделены межальвеолярными перегородками и выстланы изнутри альвеолоцитами. Альвеолы оплетены густой сетью кровеносных капилляров. Стенка альвеолы образует вместе с капиллярной стенкой воздушно-кровяной (аэрогематический) барьер, через который происходит газообмен между воздухом и кровью. Поглощенный из атмосферы кислород диффундирует в кровь, а поступающий из кровеносного русла через легочные капилляры углекислый газ – в альвеолы.
Содержащийся в эритроцитах гемоглобин обладает уникальным свойством обратимым образом соединяться с кислородом и является той средой, в которой кислород переносится по организму к различным тканям и органам. Его соединение с кислородом осуществляется в момент, когда кровь проходит через легкие; освобождение кислорода происходит в момент достижения кровью тканей. В норме в крови содержится 120–180 г/л гемоглобина (в среднем 158 г/л у мужчин и 140 г/л
Рис. 1.19. Строение ацинуса легкого: 1 – терминальная бронхиола; 2 – дыхательная бронхиола первого порядка; 3 – дыхательные бронхиолы второго порядка; 4 – дыхательные бронхиолы третьего порядка; 5 – альвеолярные ходы; 6 – альвеолярные мешочки; 7 – альвеолы у женщин). Однако этот показатель колеблется в зависимости от возраста, состояния здоровья, географических условий (высота над уровнем моря) и т. д. Уменьшение содержания гемоглобина ниже 130 г/л (мужчины) и 120 г/л (женщины) называется анемией (от греч. a-, an– начальная часть слова со значением отрицания, haima – кровь). Сразу после диффузии в эритроциты 02 связывается с гемоглобином, в результате чего образуется оксигемоглобин (HbO2). Оксигемоглобин является той формой, в которой кислород переносится из легких в различные ткани организма, где затем происходит его освобождение. Углекислый газ (СO2) в эритроцитах также связан с гемоглобином. Гемоглобин, связанный с CO2, называется карбогемоглобином (HbCO2).
Функция дыхательной системы
В процессе легочного дыхания чередуются вдох, во время которого атмосферный воздух, насыщенный кислородом, поступает в альвеолы, и выдох, при котором воздух, обогащенный углекислым газом, удаляется в окружающую среду. Вдох осуществляется благодаря сокращению наружных межреберных мышц и диафрагмы (главные мышцы), кроме них участвуют и другие мышцы. В акте выдоха участвуют внутренние межреберные мышцы и диафрагма (главные), а также мышцы брюшного пресса. Мышцы воздействуют на реберно-позвоночные суставы, поднимая (вдох) и опуская (выдох) ребра. Во время вдоха диафрагма уплощается, во время выдоха поднимается и куполы выдаются в грудную клетку. В зависимости от того, преобладает ли при дыхании поднимание ребер или уплощение диафрагмы, различают грудной (реберный) и брюшной (диафрагмалъный) тип дыхания. Первый тип преобладает у мужчин, второй – у женщин. Однако с возрастом в связи с уменьшением подвижности грудной клетки у мужчин увеличивается роль брюшного дыхания. Брюшное дыхание преобладает у работников физического труда, певцов. У беременных женщин по мере увеличения срока беременности возрастает роль грудного дыхания.
Дыхательные движения передаются от грудной клетки к легким через плевральную полость, в которой меняется давление. Так, перед вдохом давление в плевральной полости составляет 756 мм рт. ст., а во время выдоха оно увеличивается до 758 мм рт. ст. Иными словами, давление в плевральной полости отрицательное (атмосферное давление 760 мм рт. ст.). Вместе с тем при нормальном вдохе давление снижается до 758 мм рт. ст., а при выдохе повышается до 762 мм рт. ст.
Легочная вентиляция меняется в зависимости от состояния организма, чем больше физическая нагрузка, тем больше легочная вентиляция. И наоборот, при гиподинамии легочная вентиляция уменьшается.
Интенсивность легочной вентиляции определяется глубиной вдоха и частотой дыхательных движений. Для суждения о состоянии дыхательной системы определяют ряд показателей. Одним из наиболее информативных показателей легочной вентиляции служит минутный объем воздуха (MOB), который оценивается по объему воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за одну минуту. У взрослого здорового человека частота дыхания в покое составляет 12–16 в 1 мин, MOB – 6—10 л/мин, при работе он возрастает до 30—100 л/мин. В течение жизни человек делает около 700 млн вдохов и вдыхает 300–350 млн л воздуха.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – наибольший объем воздуха, который может выдохнуть человек после максимального вдоха. Обычно для определения жизненной емкости легких используется спирометр. Жизненная общая емкость легких у взрослого мужчины составляет примерно 5,5 л, однако во время нормального дыхания обменивается только 500 мл воздуха. ЖЕЛ – один из важнейших показателей состояния дыхательной системы, который зависит от возраста мужчины, размеров его тела, а главное, от его физической активности. После 40–45 лет ЖЕЛ уменьшается, причем тем больше, чем ниже физическая активность (рис. 1.20).
Рис. 1.20. Механизм дыхания (схема): а – вдох; б – выдох; 1 – диафрагма давит снизу; 2 – легкие расширяются; 3 – воздух поступает в легкие; 4 – межреберные мышцы сокращаются; 5 – диафрагма поднимается вверх; 6 – легкие сжимаются; 7 – воздух выходит из легких; 8 – межреберные мышцы расслабляются
Сложная работа дыхательной системы призвана приспосабливать внешнее дыхание к постоянно меняющимся условиям внешней и внутренней среды организма. Эта деятельность регулируется нервной системой. В продолговатом мозге расположены центры вдоха и выдоха. Попеременные раздражения этих центров обусловливают ритмичные чередования вдоха и выдоха. К дыхательным центрам постоянно поступают сигналы о степени растяжения легких.
Важную роль в регуляции дыхания играют рН артериальной крови, напряжение в ней СO2 и 02. Так, например, увеличение напряжения СO2 в артериальной крови (гиперкапния) приводит к повышению минутного объема дыхания. Как правило, при этом возрастает как дыхательный объем, так и частота дыхательных движений. Если снижается рН артериальной крови по сравнению с нормальным уровнем, вентиляция легких увеличивается. Как правило, при этом возрастают как дыхательный объем, так и частота дыхательных движений. Если снижается рН артериальной крови по сравнению с нормальным уровнем, вентиляция легких увеличивается. Снижение напряжения 02 в артериальной крови (гипоксия) сопровождается увеличением вентиляции легких. При этом газы крови и рН могут воздействовать на нейроны дыхательных центров как непосредственно, так и путем возбуждения особых рецепторов – хеморецепторов, которые расположены в стенках некоторых крупных сосудов (общей сонной артерии, дуги аорты).
Физическая активность приводит к увеличению вентиляции легких, т. к. сокращающиеся мышцы используют больше кислорода. Кроме того, на дыхательные центры действуют сильные температурные воздействия, температура тела, различные гормоны, боль.
Мочеполовой аппарат
Мочевая и половая системы тесно связаны между собой по своему происхождению и расположению органов (рис. 1.21).
Мочевая система
Мочевая система, удаляющая из организма шлаки, состоит из почек, образующих мочу, и мочевыводящих путей. К ним относятся почечные чашки, лоханки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал. Мочеиспускательный канал мужчины (в отличие от женского) является одновременно органом мочевой системы и половой системы. Он служит и для выведения мочи, и для введения спермы в женское влагалище.
Почка – парный орган, осуществляющий удаление из крови и выведение из организма азотсодержащих шлаков, особенно мочевины. Почки располагаются забрюшинно в поясничной области с обеих сторон от позвоночника. На фронтальном разрезе почки видно наружное корковое и внутреннее мозговое вещества (см. рис. 1.21). Почка образована множеством (до 1 млн) нефронов, каждый из которых состоит из почечного тельца и канальца. В почечном тельце происходит фильтрация первичной мочи из крови, поступающей под некоторым давлением, в канальцах – обратное всасывание (реабсорбция) воды и различных веществ в кровеносное русло. Образующаяся моча через систему трубочек поступает в почечные чашки, затем в почечную лоханку, а оттуда через мочеточник в мочевой пузырь. Количество окончательной мочи по сравнению с количеством первичной резко уменьшается (до 1,5 л в сутки), в то же время возрастает концентрация веществ, не подвергающихся обратному всасыванию. С мочой из организма удаляются конечные продукты азотистого обмена: мочевина, мочевая кислота и креатинин. Важной составляющей мочи является также хлорид натрия. В моче присутствуют следы свыше 100 различных веществ.
Рис. 1.21. Мочеполовой аппарат мужчины, вид спереди и справа: 1 – почка; 2 – корковое вещество почки; 3 – почечные пирамиды; 4 – почечная лоханка; 5 – мочеточник; 6 – верхушка мочевого пузыря; 7 – срединная пупочная связка; 8 – тело мочевого пузыря; 9 – тело полового члена; 10 – спинка полового члена; 11 – головка полового члена; 12 – дольки яичка; 13 – яичко; 14 – придаток яичка; 15 – семявыносящие протоки; 16 – корень полового члена; 17 – бульбоуретральная железа; 18 – перепончатая часть мочеиспускательного канала; 19 – простата; 20 – семенной пузырек; 21 – ампула семявыводящего протока; 22 – дно мочевого пузыря; 23 – почечные ворота; 24 – почечная артерия; 25 – почечная вена
Мочевой пузырь предназначен для накопления мочи, выделяемой почками. Основную массу его стенок составляет хорошо развитый слой гладких мышц. Моча попадает в мочевой пузырь через мочеточники, опорожнение мочевого пузыря контролируется двумя сфинктерами: внутренним (гладкомышечным) и наружным (поперечнополосатым). Шейка мочевого пузыря переходит в мочеиспускательный канал, который у мужчин проходит через простату (см. рис. 1.21).
Биологическая и психосоциальная сущность пола
Человек разумный(Homo sapiens) как представитель одного биологического вида состоит из двух половин (а может быть, двух подвидов): мужчины и женщины. Одна из самых древних на Земле цивилизаций – Китайская – ставит в основу первичного закона мироздания разделение мужского (Ян) и женского (Инь) начал, т. е. космическую половую дифференцировку. Напомним, что и согласно Библии «Бог сотворил человека… Мужчиной и женщиной сотворил он их» (Быт., 1:27). Единое человеческое существо сотворено в двух полах, и только вместе они способны выразить полностью идею человека. Что же собой представляет пол человека? Генетический пол человека зависит от наличия или отсутствия Y-хромосомы. Все клетки женского организма имеют две половые Х-хромосомы, мужского – одну Х– и одну Y-хромосому. Генетический пол определяет истинный, или гонадный пол (от греч. gone – семя), т. е. пол, обусловленный строением половой железы (яичка или яичника). В свою очередь, истинный пол представляет гаметный (от греч. gametes – супруг, gamete – супруга) пол, т. е. способность желез порождать сперматозоиды или яйцеклетки, и гормональный пол, или способность вырабатывать мужские (андрогены) или женские (эстрогены) половые гормоны.
Именно половые гормоны определяют морфологический пол, т. е. развитие мужских или женских половых органов и вторичных половых признаков, и мозговой (церебральный) пол (табл. 1.3).
Таблица 1.3. Пол человека
И наконец, гражданский пол – это пол, официально зарегистрированный при рождении.
Ощущение половой принадлежности подчиняется закономерностям осознания человеком своей сущности вообще и включает положительное свойство принадлежности к определенной мужской или женской половине человечества и отрицательное свойство исключения из той или иной группы.
Крупнейший современный специалист в области транссексуальности Р. Столлер различает несколько понятий в области половой принадлежности: собственно биологический пол (генетический, гонадный, гаметный и гормональный), род – психологические и культурные характеристики индивидуума; ядро родовой сущности – убежденность человека в его принадлежности именно к этому, а не другому полу, складывается в раннем возрасте (до 2 лет) и сохраняется в течение всей жизни человека.
В 1956 г. было доказано, что именно половые хромосомы определяют генетический пол. Прав был великий Аристотель, утверждавший: «Мужчина порождает мужчину». Сегодня известно, что именно Y-хромосома, которой обладают только мужчины, направляет развитие индифферентных половых желез по мужскому пути, превращая их в яички. Лишь в 1990 г. английский ученый Питер Гудфеллоу открыл в Y-хромосоме ген SRY, ответственный за этот процесс. В конце восьмой недели эмбрионального развития ген SRY экспрессирует специальный белок, который способствует формированию извитых семенных канальцев и образованию клеток Лейдига, которые начинают продуцировать тестостерон, т. е. превращению индифферентных половых желез в яички.
Совсем недавно американский ученый, профессор У. Пэйдж установил, что в Y-хромосоме имеется особый ген DAZ, который отвечает за плодовитость мужчины. Позднее Пэйдж обнаружил еще 12 ранее неизвестных генов. Таким образом, сегодня в Y-хромосоме известно 20 генов. Одиннадцать из них, включая DAZ, благоприятствуют мужской плодовитости, все они начинают экспрессироваться, лишь оказавшись в сперматозоиде после его созревания. Остальные девять имеют аналоги в Х-хромосоме. Они регулируют развитие эмбриона. Пэйдж утверждает, что больше генов в Y-хромосоме нет. Почему? По мнению ученого, Y-хромосома не участвует в кроссинговере, вернее, Y-хромосома обменивается лишь своим кончиком, который содержит несколько таких же генов, как в Х-хромосоме. Но основная часть Y-хромосомы, где содержится SRY-ген, не участвует в кроссинговере. Могло ли это произойти по воле слепого случая в результате эволюции?!
Продукция тестостерона у плода человека начинается примерно в конце третьего месяца. Под влиянием тестостерона формируются мужские половые органы. Если на ранних этапах развития блокировать секрецию тестостерона, у животного XY развиваются половые органы самки (мужской псевдогермафродитизм). Если же на ранних стадиях плоду XX имплантировать тестостерон, развиваются более или менее характерные мужские половые органы (женский псевдогермафродитизм).
Интересно, что если мышиному эмбриону женского пола (XX) ввести на ранних стадиях ген SRY, развивается бесплодный самец, который, однако, способен совокупиться с самкой. В то же время, если постоянно вводить эмбриону XX тестостерон, у него развиваются яичники, но одновременно половой член и семявыносящие протоки. Развивающееся яичко продуцирует важный гормон – АМН (антимюллеров гормон), который препятствует сохранению мюллеровых протоков, из которых образуются матка, маточные трубы и влагалище. А секретируемый тестостерон способствует сохранению вольфовых протоков и формированию из них протоков придатков яичка, семявыносящих протоков, семенных пузырьков и семявыбрасывающих протоков, а также развитию наружных мужских половых органов.
В 1994 г. группа американских и итальянских исследователей, возглавляемых Джованни Камерино, открыла на хромосоме X ген DSS, который направляет развитие индифферентной половой железы в яичник. Иными словами, ген DSS играет у эмбриона XX такую же роль, как ген SRYy эмбриона XY.
В организме и мужчин, и женщин вырабатываются одни и те же половые гормоны – мужские, андрогены (тестостерон) и женские (эстрогены и прогестерон), но у мужчин преобладают первые (их уровень в 6 раз выше, чем у женщин), у женщин – вторые.
Пол определяет биологическую, психологическую и социальную жизнь человека, его половое воспитание, половое самосознание, половое поведение, половую роль и выбор полового партнера.
Имеются определенные половые различия головного мозга, которые также обусловлены действием половых гормонов, в частности тестостерона во внутриутробном периоде. По мнению Н. Гесшвинда (N. Geschwind, 1982) именно тестостерон влияет на скорость роста развивающегося мозга и ответственен за различия в строении мозга у женщин и мужчин.
Между полами имеются не только значительные морфологические различия. Велики половые различия в психике, которые имеют под собой биологическую основу. Так, например, у женщин в среднем лучше развиты вербальные способности (от лат. verbalis – словесный), а у мужчин – математические и пространственные. Мальчики, как правило, научаются говорить и читать позже, чем девочки. Следует подчеркнуть, что генетический пол детерминирует все признаки.
Сегодня, в начале XXI в. эти различия выражены еще больше. Организацией экономического сотрудничества и развития ООН были проведены исследования с целью протестировать представителей 43 развитых стран для выяснения их достижений в образовательной сфере. Результаты оказались полной противоположностью тому, что могли бы ожидать ученые поколение назад. Девочки лучше учатся в школе, чаще поступают в престижные вузы, которые заканчивают с отличием – тоже чаще юношей. В результате они добиваются хороших успехов на карьерном поприще. В Великобритании 63 % женщин и только 51 % мужчин к 30-летнему возрасту имеют престижную и требующую высокой квалификации работу. Эта же картина наблюдается в США, Японии, Италии, Испании, Германии, Франции и Австралии.
Такая диспропорция объясняется благоразумием девочек, которые задумываются о будущем раньше своих сверстников мужского пола. Как сказал один из опрошенных англичан, «девушки достигают большего в школе, потому что они смотрят в будущее, в то время как мальчики смотрят на девочек».
Мужская половая система
Мужская половая система включает внутренние и наружные мужские половые органы. К внутренним мужским половым органам относятся яички, придатки яичек, семявыносящий проток, семенные пузырьки, семявыбрасывающий проток, мочеиспускательный канал, простата и бульбоуретральные железы; к наружным – половой член и мошонка.
Яичко – парная мужская половая железа, в которой вырабатываются сперматозоиды и секретируется мужской половой гормон тестостерон (андроген); его выработка осуществляется под контролем секретируемых гипофизом гонадотропинов. Яички плода образуются в брюшной полости, но к моменту рождения опускаются в мошонку, где они находятся при более низкой температуре, благоприятствующей образованию и развитию сперматозоидов. Яичко образовано 250–300 конусовидными дольками, каждая из которых состоит из 2–4 длинных (длиной 30–70 см каждый) семенных извитых канальцев, где происходит развитие сперматозоидов (рис. 1.22). Стенка семенного канальца выстлана слоем сперматогенного эпителия (от греч. sperma – семя, genesis – происхождение), который состоит из сперматогенных клеток, находящихся на разных стадиях развития, и поддерживающих клеток (клеток Сертоли). Последние образуют микроокружение развивающихся сперматозоидов и осуществляют их питание. Созревание сперматозоидов происходит в придатке яичка, в котором также вырабатывается жидкость, разбавляющая сперму. Расположенные между извитыми семенными канальцами интерстициальные клетки (клетки Лейдига) производят тестостерон – главный гормон мужчины. Именно он направляет развитие эмбриона по мужскому типу, стимулирует развитие и функционирование мужских половых органов, возникновение вторичных мужских половых признаков (рост волос на лице и теле по мужскому типу, становление голоса, рост костей и мышц). Тестостерон регулирует половое поведение. В течение всей жизни мужчины тестостерон регулирует сперматогенез. Перефразируя классика, можно сказать: «Тестостерон – наше все!»
С возрастом извитые семенные канальцы склерозируются, в них увеличивается количество соединительной ткани и уменьшается количество половых клеток. Но это не катастрофа.
Рис. 1.22. Схема строения яичка и его придатка (по И. В. Алмазову и Л. С. Сутулову): 1 – семявыносящий проток; 2 – выносящие канальцы яичка; 3 – проток придатка; 4 – средостение яичка; 5 – сет яичка; 6 – прямые семенные канальцы; 7 – извитые канальцы; 8 – долька яичка; 9 – сообщения между семенными канальцами соседних долек; 10 – белочная оболочка; 11 – долька придатка яичка
Обратите внимание! Способность производить сперматозоиды сохраняется у мужчин до глубокой старости. Высокая физическая, психическая и сексуальная активность тормозит склерозирование яичек и способствует постоянной выработке полноценных подвижных сперматозоидов и тестостерона.
Сперматогенез – это процесс образования сперматозоидов, при котором из одной диплоидной клетки-предшественницы в результате мейоза возникают четыре гаплоидных сперматозоида.
Сперматозоид – зрелая мужская половая клетка. Удлиненная закругленная головка занята в основном ядром, которое спереди окутано акросомой. Акросома содержит ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки, что способствует проникновению в нее сперматозоида. Жгутик позволяет сперматозоиду передвигаться со скоростью около 3,5 мм/мин, это имеет важное значение для достижения яйцеклетки и ее оплодотворения (мышечные сокращения матки также способствуют продвижению сперматозоиду от влагалища к яйцеклетке). В промежуточной части спирально расположены митохондрии, снабжающие сперматозоид энергией для движения (рис. 11 на цв. вклейке).
Придаток яичка состоит из 12–15 долек, образованных извитыми выносящими канальцами яичка, которые переходят в штопорообразно закрученный проток придатка, в свою очередь, переходящий в семявыносящий проток, длина которого составляет около семи метров. Сперматозоиды пассивно продвигаются по канальцам в течение нескольких дней. За это время они созревают и становятся способными к оплодотворению. До момента эякуляции сперматозоиды накапливаются и хранятся в придатке яичка.
Семенной пузырек – боковой вырост конечного отдела каждого семявыносящего протока, представляющий собой сильно извитую трубочку. Выводной проток пузырька, соединяясь с конечным отделом семявыносящего протока, образует семявыбрасывающий проток, открывающийся в предстательную часть мочеиспускательного канала (рис. 1.23).
Рис. 1.23. Конечный отдел (ампула) семявыносящих протоков, семенные пузырьки и простата, вид спереди. Ампулы семявыносящих протоков и семенные пузырьки вскрыты фронтальным (продольным) разрезом. Передняя часть простаты удалена, вскрыта предстательная часть мочеиспускательного канала: 1 – семявыносящий проток; 2 – семенной пузырек; 3 – выделительный проток; 4 – семявыбрасывающий проток; 5 – предстательная часть мочеиспускательного канала; 6 – простата; 7 – предстательная маточка; 8 – семенной холмик; 9 – перепончатая часть мочеиспускательного канала; 10 – устье семявыбрасывающего протока; 11 – ампула семявыносящего протока
Простата – один из важнейших органов мужчины, ее не зря называют «вторым сердцем мужчины». Простата – состоящий из 30–60 желез железисто-мышечный орган, окруженный пучками гладкой мышечной ткани (см. рис. 1.23). Железы вырабатывают входящий в состав спермы жидкий щелочной секрет. Простата обладает и эндокринной функцией, она синтезирует множество биологически активных веществ, в том числе и простагландины, которые выделяются в кровь. Начальный отдел мочеиспускательного канала мужчины проходит через простату. Между простатой и яичками существуют положительные и отрицательные связи. Обратите внимание на рис. 1.24.
Рис. 1.24. Простатотекстикулярное взаимодействие (феномен Белова): 1 – повышение секреторной активности яичек стимулирует функции и развитие простаты; 2 – понижение секреторной активности яичек подавляет функции простаты и может привести к ее атрофии; 3 – повышенное поступление секрета простаты в кровяное русло (в периоды полового воздержания) тормозит секреторную активность яичек; 4 – снижение секреторной активности простаты (при учащении половых актов) стимулирует деятельность яичек. Символом «+» обозначено повышение внутрисекреторной активности, знаком «-» – понижение
Простата – один из наиболее нежных и ранимых органов мужчины. Но об этом позже (см. разд. «Заболевания половой системы» главы 3).
Сперма – густая беловатая или сероватая вязкая жидкость со специфическим запахом, напоминающим запах свежих каштанов. В состав спермы входят вода, слизь, сахар (фруктоза), служащий источником энергии для сперматозоидов, огромное количество биологически активных веществ, включая простагландины. Последние вызывают сокращение гладких мышц матки и маточных труб, способствуя продвижению сперматозоидов в половых путях женщины. Во время одного семяизвержения выбрасывается 3–5 мл спермы, в которой содержится 300–500 млн сперматозоидов, находящихся в семенной жидкости во взвешенном состоянии.
Обратите внимание! Это должен знать каждый мужчина. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, в норме после разжижения спермы при комнатной температуре в течение 20–30 мин необходимо, чтобы: 1) объем эякулята был больше 2 мл (2–6 мл); 2) рН от 7,2 до 7,8; 3) количество сперматозоидов больше 40 мл (более 2×106 мл-1); 4) количество морфологически нормальных сперматозоидов – более 50 % или более 30 % сперматозоидов с нормальной головкой; 5) сперматозоидов с поступательным движением более 50 %, из них половина движущихся быстро (>25 мкм/с); 6) отсутствие антиспермальных антител (MAR < 10 %); 7) содержание фруктозы более 13 ммоль на эякулят; 8) содержание цинка более 2,4 ммоль на эякулят; 9) содержание лейкоцитов менее 1,0×106 мл-1. Эякулят, соответствующий перечисленным требованиям, классифицируется как нормозооспермия.
Мошонка представляет собой выпячивание передней стенки живота, в котором расположены яички и придатки яичек. Мошонка играет важную роль в жизни мужчины, являясь своеобразным термостатом, мошонка поддерживает в яичках температуру более низкую, чем в брюшной полости. Такая температура необходима для нормальной функции яичек – образования сперматозоидов, их сохранения и синтеза тестостерона. Нужная температура поддерживается за счет сокращения или расслабления гладких мышц мошонки. Если окружающая температура снижается, мышцы сокращаются, температура внутри мошонки повышается, яички приподнимаются. При повышении температуры тела мышцы расслабляются, мошонка отвисает.
Обратите внимание! Это должен знать каждый мужчина. Состояние мошонки – надежный признак нормальной или пониженной температуры мужчины. У здорового мужчины кожа мошонки сокращена, мошонка приподнята.
Распространенное заблуждение. В холодную погоду надо носить теплое белье, чтобы «не простудить» яички. Это не так! Не перегревайте мошонку, не носите теплое белье (и термобелье) в помещении. Если вы длительно находитесь на улице при температуре ниже -15 °С, можно только в это время носить теплое белье.
Мужской половой член (фаллос, пенис) выполняет две функции: выведение мочи и введение спермы в женское влагалище. Для этого служит мужской мочеиспускательный канал. Мочеиспускание осуществляется только в спокойном состоянии органа. Половой член образован двумя пещеристыми телами и одним губчатым, через которое проходит мочеиспускательный канал (рис. 12 на цв. вклейке). Губчатое тело заканчивается головкой. Пещеристые тела и головка полового члена образованы системой тонкостенных кровеносных сосудов – ячеек (каверн), которые при наполнении кровью сильно расширяются, в результате чего возникает эрекция. Половой член значительно увеличивается в размерах, становится твердым. Только в этом состоянии он может проникнуть в женское влагалище, совершая половой акт.
В человеческом теле все совершенно, прекрасно и удивительно. Эрекция – пожалуй, одно из величайших чудес. Как же происходит это чудо? Стенки артерий полового члена богаты гладкими мышечными волокнами. Артерии открываются прямо в ячейки. При спокойном состоянии полового члена мышцы стенок артерий сокращены, и артерии извитые. Они еще называются улитковыми, или завитковыми. При половом возбуждении гладкие мышцы артерий расслабляются, артерии выпрямляются, кровь устремляется в ячейки, которые расширяются, сдавливая вены. Поэтому кровь не оттекает (рис. 13 на цв. вклейке). После семяизвержения гладкие мышцы завитковых артерий сокращаются, в связи с этим артерии вновь извиваются, доступ крови прекращается, кровь оттекает, половой член расслабляется.
Несколько распространенных заблуждений
С древнейших времен и до наших дней фаллос является символом могущества, силы, превосходства. Вспомним древнегреческого бога Приапа – бога плодородия людей, животных и земли. Его огромный фаллос обожествлялся. И сегодня с размерами фаллоса связано много заблуждений. Каждого мужчину с детства и до старости волнует один и тот же вопрос: «А достаточно ли велик мой половой член?» Интересный пример из моей практики. Ко мне обратилась пожилая женщина с просьбой принять ее 44-летнего сына, который несколько раз пытался покончить жизнь самоубийством. С матерью сын откровенен. Причина – маленький пенис. Он никогда не был женат и не был близок с женщиной. Мужчина, назову его К. А., пришел ко мне на прием. Он здоров, половые органы развиты нормально, пенис в спокойном состоянии имел длину 7,7 см, окружность 8,4 см; в состоянии эрекции он увеличивался до 12 см (длина) и 12,1 см (окружность). Еще в подростковом возрасте сверстники убедили его в том, что его пенис «карликовый», и это наложило неизгладимый отпечаток на всю жизнь. Мне удалось объяснить К. А., что он нормальный мужчина и что пенис его обычный. Через несколько месяцев я был свидетелем на его свадьбе. Жене 31 год, их жизнь (в том числе и половая!) сложилась удачно, родились двое детей. Жена почти регулярно испытывала оргазм во время секса.
Еще одно общепринятое заблуждение. Только мужчина – обладатель большого полового члена способен удовлетворить женщину. Это совсем не так! Я провел специальное исследование 114 сексуально активных здоровых мужчин в возрасте от 17 до 25 лет. У 98 из них размеры полового члена в спокойном состоянии колебались в пределах от 7 до 11,5 см (длина) и от 8 до 13 см (окружность), в эрегированном – соответственно от 7,4 до 17,5 см и от 9,8 до 14,1 см. Лишь у четырех мужчин эрегированный пенис был короче 7,4 см и у двух длиннее 17,5 см. При этом важно, что эрекция в значительной мере уравнивает размеры полового члена. Пенис меньших размеров при эрекции относительно увеличивается больше, чем пенис большого размера. Лишь при длине полового члена в спокойном состоянии менее 5 см могут возникнуть затруднения.
Порноиндустрия выработала еще один стереотип: чернокожие мужчины – сексуальные гиганты и обладатели огромных пенисов. На самом деле это не так. У меня была возможность провести исследование величины пенисов у 22 чернокожих студентов в возрасте от 18 до 26 лет. Размеры не отличались от тех, которые я обнаружил у европейских мужчин.
Внимание! Размеры полового члена не влияют на потенцию мужчины и его способность доставить женщине сексуальное удовлетворение.
Обрезание – польза и вред
Крайняя плоть – свободная круговая складка кожи, скрывающая головку полового члена. Между головкой и крайней плотью образуется небольшое пространство, в него выделяется беловатый секрет желез крайней плоти – смегма. У многих народов в силу религиозных или этнических причин производится удаление крайней плоти. Оно описано в Библии и даже изображено на древнеегипетской фреске II тысячелетия до н. э. По мнению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), Американской академии педиатрии «обрезание крайней плоти имеет потенциальные выгоды и преимущества». У обрезанных мальчиков и впоследствии у мужчин в 11 раз реже возникают инфекции мочевых путей, чем у необрезанных. По данным ВОЗ у женщин, живущих половой жизнью с обрезанными мужчинами, реже развивается рак шейки матки (статистически достоверно). Специалисты связывают это с тем, что в смегме имеются канцерогенные вещества. Есть еще дополнительное преимущество обрезания. После удаления крайней плоти головка полового члена остается обнаженной, она не защищена и, следовательно, постоянно подвергается внешним воздействиям, эпидермис утолщается, кожа становится более грубой и менее чувствительной, на ней появляется множество мелких (микроскопических) рубцов. По этой причине обрезанные мужчины могут удлинять время полового акта и задерживать время наступления семяизвержения.
И еще одна очень важная новость. Специалисты по СПИДу считают, что обрезание играет роль в профилактике этого страшного заболевания. Причина – описанное утолщение и огрубление кожи. Более толстая кожа меньше повреждается, поэтому менее доступна для вируса. Исследования в этой области продолжаются.
Женская половая система
Эта книга – о мужчине и для мужчины. Но всегда, во все времена женщина – тайна, женщина, ее тело и душа интересуют мужчину, пожалуй, даже больше, чем он сам. И поэтому мы расскажем об особенностях женского тела, в частности, о женских половых органах. Они, подобно мужским, подразделяются на внутренние половые органы (яичники, маточные трубы, матка и влагалище) и наружные половые органы (женская половая область и клитор). Первые расположены в полости малого таза, вторые – видны снаружи (рис. 1.25).
Яичник – основной женский половой орган, в котором в ответ на воздействие гонадотропных гормонов, секретируемых передней долей гипофиза, регулярно вырабатываются яйцеклетки и стероидные гормоны. Парные яичники расположены в полости малого таза с обеих сторон от матки. В каждом яичнике находится большое количество фолликулов, внутри которых и происходит развитие яйцеклеток, однако до конца созревает лишь небольшая их часть. Фолликулярные клетки, окружающие яйцеклетку, секретируют женский половой гормон эстроген и небольшое количество мужского полового гормона. После овуляции (выход зрелой яйцеклетки в свободную брюшную полость) на месте разорванного фолликула образуется желтое тело, которое начинает вырабатывать гормон прогестерон. Эстроген и прогестерон контролируют все происходящие в матке на протяжении менструального цикла и беременности изменения (эстрогены контролируют образование и развитие женских половых органов, развитие вторичных половых признаков, половое поведение). Процесс образования яйцеклетки в яичнике начинается еще у плода. Однако первичные половые клетки (первичные ооциты) плода не изменяются вплоть до периода полового созревания, когда одна из них начинает расти (рис. 1.26). После овуляции яйцеклетка попадает в маточную трубу. Созревание яйцеклетки завершается только после ее оплодотворения сперматозоидом, в результате чего образуется новый организм – зигота.
Рис. 1.25. Мочеполовой аппарат женщины, вид спереди и справа: 1 – почка; 2 – мочеточник; 3 – дно матки; 4 – полость матки; 5 – тело матки; 6 – брыжейка маточной трубы; 7 – ампула маточной трубы; 8 – бахромки трубы; 9 – брыжейка матки (широкая связка матки); 10 – мочевой пузырь; 11 – слизистая оболочка мочевого пузыря; 12 – устье мочеточника; 13 – ножка клитора; 14 – тело клитора; 15 – головка клитора; 16 – наружное отверстие мочеиспускательного канала (уретры); 17 – отверстие влагалища; 18 – большая железа преддверия (бартолинова железа); 19 – луковица преддверия; 20 – женский мочеиспускательный канал (женская уретра); 21 – влагалище; 22 – влагалищные складки; 23 – отверстие матки; 24 – канал шейки матки; 25 – круглая связка матки; 26 – яичник; 27 – фолликул яичника; 28 – везикулярный привесок; 29 – придаток яичника (надъяичник); 30 – трубные складки
Маточная (фаллопиева) труба парная, открывается одним своим концом в полость матки, другим – в брюшную полость. После оплодотворения в трубе зигота перемещается в полость матки.
Матка – полый мышечный орган, в котором происходит созревание плода. Во время беременности гладкие мышечные клетки резко увеличиваются в размерах. Перед родами масса матки достигает 1–1,5 кг, у нерожавшей женщины – 40–50 г.
Влагалище – полая трубка, простирающаяся от шейки матки до половой щели и проходящая через промежность. Стенки влагалища весьма эластичны, во время родов через влагалище довольно свободно проходит ребенок. Вход во влагалище снабжен огромным количеством нервных окончаний, остальная часть слизистой оболочки слабо иннервирована.
Загадочная точка G – правда или вымысел? В 1940 г. крупный гинеколог профессор Э. Графенберг открыл в женском влагалище зону, названную в его честь «точкой G». На передней стенке влагалища на расстоянии 2–5 см от входа есть богато иннервируемая зона площадью от 0,5 до 2,5 см2. При половом возбуждении она увеличивается в размерах. Многочисленные исследования подтверждают наличие точки G. Но вот ее роль в возникновении чувственных ощущений и оргазма весьма индивидуальна. У одних она очень чувствительна, у других почти индифферентна.
Рис. 1.26. Схема развития фолликулов яичника. Овуляция, образование желтого тела (по В. Г. Елисееву и др.): 1 – примордиальный фолликул; 2 – первичные (растущие) фолликулы; 3 – вторичные (пузырчатые) фолликулы (граафовы пузырьки); 4 – овуляция; 5 – желтые тела; 6 – атретическое тело; 7 – рубец на месте желтого тела; 8 – строма яичника; 9 – кровеносный сосуд
Еще одно распространенное заблуждение. Большинство мужчин (совершенно необоснованно!) уверены в том, что большое влагалище – признак весьма интенсивной половой жизни и большого количества сексуальных партнеров. Это совсем не так. На самом деле после родов расслабляются мышцы промежности, окружающие влагалище, поэтому оно и расширяется. Более того, активная половая жизнь ведет к усилению тонуса этих мышц и сужению просвета влагалища.
Девственная плева – тонкая складка слизистой оболочки, пленка, закрывающая вход во влагалище, начиная с момента рождения, которая обычно спонтанно перфорируется до полового созревания. Если отверстие в девственной плеве очень маленькое, то в результате ее разрыва при первом половом сношении у женщины наблюдаются незначительные кровянистые выделения. До сих пор ученым не удалось выяснить, зачем нужна девственная плева и каков ее биологический смысл. А между тем с этим ненужным органом связано огромное количество трагедий, убийств. До сих пор у многих народов отсутствие крови при первом половом акте (дефлорации) приводит к обвинению в разврате, в лучшем случае к разрыву брачного договора и отсылке девушки в родительский дом, в худшем – к побиению камнями или даже отсечению головы.
Но, увы, большинство людей эту особенность женского организма не знали, не знают или не хотят знать.
Наружные женские половые органы, или вульва, хорошо иннервированы и включают лобок, большие и малые половые губы, преддверие влагалища и клитор (рис. 14 на цв. вклейке). О клиторе необходимо рассказать подробно.
Клитор – аналог мужского полового члена. Кстати, оба они имеют одинаковое происхождение и строение. Клитор образован двумя пещеристыми телами и головкой. При половом возбуждении происходит эрекция клитора. По образному выражению величайших сексологов XX века У. Мастерса и В. Джонсон, клитор – «уникальный орган, единственной функцией которого является фокусирование и аккумуляция сексуальных ощущений и эротической радости».
Молочная железа. И еще об одном органе, который во все времена являлся символом женственности, – это женская грудь, молочная железа. С научной точки зрения она даже не является половым органом. Это видоизмененная потовая железа, т. е. железа кожи. Молочная железа у женщин вырабатывает молоко, но лишь после родов во время кормления грудью. Железа состоит из 15–20 железистых долей, окруженных жировой тканью. Доли делятся междольковыми перегородками на дольки. В период кормления альвеолы молочных желез продуцируют молоко, поступающее из железистых долек по протокам, которые соединяются, укрупняются и образуют 15–20 млечных протоков. Протоки направляются радиально к соску. Перед соском млечные протоки расширяются и образуют млечный синус, или ампулы, которые предназначены для накопления и сохранения молока. Каждый млечный проток опорожняется через отдельное отверстие на соске молочной железы. Пигментированная область вокруг соска называется ареолой.
Распространенное заблуждение. Чем больше грудь женщины, тем женщина более темпераментна. Это совсем не так. Полностью отсутствует взаимосвязь между размером груди и чувственностью. Это придумали плохо знающие женщин мужчины.
Овариально-менструальный цикл. Жизнь женщины протекает циклически, женский репродуктивный цикл имеет ритм с периодичностью более суток. Такие ритмы называются инфрадианными. О биологических ритмах человека мы подробно расскажем в разд. «Психическое здоровье» главы 2. Овариально-менструальный цикл – это периодические изменения, протекающие в организме женщины при отсутствии у нее беременности и заключающиеся в том, что через каждые четыре недели (лунный месяц) в яичнике созревает яйцеклетка и проникает в просвет матки. Этот цикл длится до наступления менопаузы. В настоящее время менструации начинаются, как правило, у девочек в возрасте 11–14 лет, реже немного раньше (9—10 лет) или позже (15–16 лет). После 45–50 лет у большинства женщин наступает менопауза, когда яичники прекращают вырабатывать яйцеклетки через каждые четыре недели. Прекращаются менструации, после чего женщина оказывается не способной к рождению детей. Менопауза связана с изменением характера синтеза половых гормонов, что иногда приводит к появлению приливов крови к лицу, сердцебиения и сухости слизистой оболочки влагалища. У некоторых женщин также наблюдаются эмоциональные расстройства.
Распространенное заблуждение. Менопауза – конец активной жизни женщины, она перестает интересоваться сексом, теряет либидо, не испытывает оргазм. Это совсем не так! Наоборот, у многих женщин либидо усиливается, половая жизнь становится более интенсивной. В связи с отсутствием опасности забеременеть женщина более раскована и свободна.
Половое развитие
Половое развитие мужчины протекает на протяжении всей его жизни. Но критическим является период полового созревания, который обычно начинается в 11 лет и продолжается до 15–16 лет. Очень важны и последующие 2–3 года – 16–18 лет. Существенные преобразования связаны с усиленным синтезом тестостерона яичками. В периоде полового созревания содержание тестостерона у юношей увеличивается в 10–20 раз. Высокий уровень тестостерона стимулирует рост костей, который происходит особенно активно в 14–15 лет.
Половое созревание можно условно разделить на четыре периода (табл. 1.4).
У юношей процесс полового созревания начинается с увеличения яичек и их придатков, полового члена, простаты, семявыносящих протоков, семенных пузырьков. Очень важным проявлением полового созревания являются поллюции (ночные семяизвержения) у юношей, которые оказывают и серьезное психологическое влияние. Вначале оволосение лобка происходит по женскому типу, набухают грудные железы, к концу периода (15–16 лет) начинается рост волос на лице, теле, в подмышечных впадинах, на лобке (по мужскому типу), пигментируется кожа мошонки, еще больше увеличиваются половые органы. Все это – хорошо видимые доказательства превращения юноши в мужчину. Затем появляются волосы на конечностях, потом на животе и позже всего на груди. Доказано, что степень оволосения тела зависит от уровня мужского полового гормона тестостерона в организме. Тестостерон оказывает серьезное влияние на рост гортани, в связи с чем меняется тембр голоса. Это происходит в 13–14 лет. В связи с акселерацией ломка голоса в настоящее время наступает на 4–5 лет раньше, чем 100 лет тому назад.
Таблица 1.4. Изменения при половом созревании у мальчиков
В период полового созревания юноши сильно меняются – не только анатомически и физиологически, но психологически. Для нормального развития и преодоления различных комплексов важна атмосфера в семье, поведение родителей.
Несколько советов родителям.
1. В доме должна царить атмосфера доверия. Ваш ребенок должен смело задавать Вам любой вопрос. Дети, начиная с 8–9 лет, должны знать, что с ними произойдет в периоде полового созревания, чтобы впоследствии не испытывать страх.
2. Преодолейте неловкость, смущение и отвечайте на все вопросы ребенка любого возраста. Никогда не говорите: «Сейчас ты еще маленький, расскажу, когда ты вырастешь».
3. Не бойтесь своего незнания. Если затрудняетесь ответить на какой-нибудь вопрос, честно признайтесь в этом своему ребенку. Обещайте узнать и рассказать. Обязательно сдержите свое обещание.
4. Называйте половые органы правильно. Помните – у человека нет органов «хороших» и «плохих».
5. Никогда не приходите в ярость, не ругайте, не пугайте и не наказывайте ребенка, если он:
♦ произносит «матерные» слова;
♦ занимается мастурбацией;
♦ играет в сексуальные игры.
В этих случаях лучше всего отреагировать шуткой. Спокойно и в доступной форме объясните ребенку, почему он не должен так поступать. Если Вы не знаете, как это сделать, посоветуйтесь с компетентным специалистом и после этого поговорите с ребенком.
6. Объясните ребенку строение и функцию различных органов и систем, в том числе и половых. Обратите внимание ребенка на морально-этические аспекты секса.
7. Говорите о сексуальных проблемах так же, как Вы говорите о любимых животных или развлечениях, о еде или гигиене, о смене дня и ночи. Старайтесь иллюстрировать то, что Вы говорите. Не ведите долгих бесед.
8. Не бойтесь говорить ребенку правду. Избегайте разговоров об аистах и капусте.
9. Рассказывайте и девочкам, и мальчикам о менструации, эрекции, поллюциях.
10. С самого начала полового созревания расскажите о противозачаточных средствах, гомосексуализме, проституции и болезнях, передаваемых половым путем.
11. Обязательно расскажите своему ребенку о педофилии (педофилия – вид сексуального поведения, при котором взрослые стремятся провести половой акт с ребенком) и способах самозащиты от этого.
Сердечно-сосудистая система
Сердечно-сосудистая система объединяет сердце и кровеносные сосуды, образующие два круга кровообращения: большой и малый. Сердечно-сосудистая система транспортирует кровь по всему телу человека, снабжая кислородом и питательными веществами клетки, ткани и унося продукты их жизнедеятельности (рис. 15 на цв. вклейке).
Сердце всегда, во все времена считалось и считается главным органом человека. Эмоции считаются порождением сердца: «сердечная история» – любовная; «сердце бьет тревогу» – тревожная; «сердце воробьиное» – ничтожный человек; «сердце-вещун» – чует добро и зло; «сердце горит любовью» – исполнено горячей любви; «сердце исходит кровью», «обливается кровью» – о горе; «сердце не на месте» – о переживаниях. Всего не перечислишь. Хотя известно, что эмоции – функция мозга (см. разд. «Психическое здоровье» главы 2). Человек живет, пока сердце работает. Остановка сердца – смерть.
Сердце – полый мышечный орган конусообразной формы, расположенный между легкими; его верхушка направлена вниз, вперед и влево. Размеры сердца не превышают размера сжатого кулака. Его стенки образованы в основном поперечнополосатой сердечной мышцей (миокардом), которая окружена эпикардом и выстлана эндокардом. Перегородка делит сердце на правую и левую половины, каждая из которых, в свою очередь, образована расположенным вверху предсердием и находящимся под ним желудочком (рис. 16 на цв. вклейке).
Обедненная кислородом кровь из полых вен поступает в правое предсердие, откуда через правое предсердно-желудочковое отверстие, по краям которого расположен предсердно-желудочковый трехстворчатый клапан, попадает в правый желудочек. Он сокращается и перекачивает кровь в легкие через отверстие легочного ствола, отверстие закрыто клапаном, который образован тремя полулунными заслонками, свободно пропускающими кровь из желудочка в легочный ствол. Соприкасаясь своими концами, они, подобно наполненным карманам, закрывают отверстие и препятствуют обратному току крови. Это происходит после опорожнения желудочка. Обогащенная кислородом кровь затем возвращается через легочные вены в левое предсердие, а из него поступает в левый желудочек через левое предсердно-желудочковое отверстие, снабженное двустворчатым клапаном. Это вызывает сокращение левого желудочка, в результате чего кровь выбрасывается в аорту, снабженную клапаном, состоящим из трех полулунных заслонок, имеющих такое же строение, как и клапан легочного ствола. Из аорты кровь разносится по всему организму. Направление кровотока внутри сердца контролируется клапанами (рис. 17 на цв. вклейке).
Обратите внимание! Сегодня у мужчин уже после 35–40 лет в миокарде обычно начинается некоторое увеличение количества соединительной ткани, в ней появляются жировые клетки. По мере старения многие мышечные клетки замещаются соединительной тканью – сердце склерозируется. Эти изменения могут быть в значительной мере замедлены или даже предотвращены благодаря регулярной физической нагрузке и правильному питанию.
Большой круг кровообращения. В замкнутой сердечно-сосудистой системе кровь движется благодаря сокращению миокарда (сердечной мышцы) и гладких мышц стенок кровеносных сосудов. Артерии несут кровь от сердца в различные органы, по венам кровь оттекает от органов к сердцу. По артериям, кроме легочной артерии и ее ветвей, течет артериальная кровь, обогащенная кислородом (рис. 18 на цв. вклейке). Аорта начинается из левого желудочка сердца (луковица аорты), восходящая аорта, изгибаясь влево (дуга аорты), спускается вниз перед позвоночником (нисходящая аорта). На этом пути от аорты отходит множество больших и малых ветвей. От выпуклой стороны дуги отходят три крупных сосуда: плечеголовной ствол (справа), левые общая сонная и подключичная артерии. От плечеголовного ствола отходят правая подключичная и правая общая сонная артерия. Подключичные артерии снабжают кровью шею и верхние конечности, сонные – голову и содержимое черепа. Участок нисходящей аорты от дуги аорты до диафрагмы называется грудной аортой, от нее отходят сосуды, кровоснабжающие стенки и органы грудной полости (бронхи, пищевод, легкие и др.). Участок аорты, расположенный под диафрагмой, – брюшная аорта кровоснабжает стенки и органы брюшной полости. На уровне IV поясничного позвонка она разделяется на две общие подвздошные артерии – правую и левую каждая. Общая подвздошная артерия разделяется на наружную и внутреннюю подвздошные артерии. Наружная подвздошная артерия питает нижнюю конечность, внутренняя – стенки и органы малого таза. Полые вены собирают кровь из всех других вен и несут ее к правому предсердию. Нижняя полая вена образуется в результате соединения правой и левой общих подвздошных вен; она получает кровь от всех частей тела, которые расположены ниже диафрагмы. Верхняя полая вена образуется в результате соединения двух безымянных вен, собирает кровь от органов головы, шеи, груди и рук.
Воротная вена собирает кровь из непарных органов брюшной полости: селезенки, поджелудочной железы, большого сальника, желчного пузыря и пищеварительного тракта, начиная с кардиального отдела желудка и кончая верхним отделом прямой кишки. В отличие от всех прочих вен, воротная вена, войдя в ворота печени, вновь распадается на все более мелкие ветви, вплоть до синусоидальных капилляров печени, которые впадают в центральную вену печеночной дольки. Вены, укрупняясь, собираются в печеночные вены, впадающие в нижнюю полую вену. Воротная вена несет в печень продукты пищеварения, которые используются печенью, вредные вещества обезвреживаются.
Кровоснабжение сердца. Две венечные артерии, правая и левая, ветви которых широко анастомозируют между собой, снабжают сердце кровью. Они разветвляются до капилляров во всех трех оболочках стенки сердца. Кровь собирается в сердечные вены, далее – в венозный синус, который вливается непосредственно в правое предсердие.
Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке. Бедная кислородом и богатая углекислым газом кровь из правого желудочка сердца поступает в легочную артерию, откуда переносится во все расположенные в легких капиллярные сети, оплетающие альвеолы. В них происходит газообмен, в процессе которого из крови удаляется углекислый газ, и кровь обогащается кислородом. Насыщенная кислородом кровь затем поступает в вены, которые, соединившись в четыре легочные вены, возвращают кровь в левое предсердие.
По всем венам, кроме легочной вены, к сердцу течет венозная кровь, по легочным венам в сердце направляется обогащенная кислородом артериальная кровь.
Основные события – собственно обмен веществ между кровью и тканями – происходят в микроциркуляторном русле, представленном самыми мелкими артериями – артериолами, капиллярами и мельчайшими венулами (рис. 19 на цв. вклейке). Наиболее важный отдел кровеносной системы – это капилляры, именно они осуществляют обмен веществ и газообмен. Общая обменная поверхность капилляров взрослого мужчины достигает 1000 м2. Кровь течет из аорты, в которой давление высокое (в среднем 100 мм рт. ст.), через капилляры, где давление очень низкое (15–25 мм рт. ст.), через систему сосудов, в которых давление прогрессивно уменьшается. Из капилляров кровь поступает в венулы (давление 12–15 мм рт. ст.), затем в вены (давление 3–5 мм рт. ст.). В полых венах, по которым венозная кровь притекает в правое предсердие, давление всего 1–3 мм рт. ст., а в самом предсердии около 0 мм рт. ст. Соответственно скорость кровотока уменьшается с 50 см/с в аорте до 0,07 см/с в капиллярах и венулах.
Лимфатическая система
Лимфатическая система – комплекс сосудов, которые переносят с лимфой из тканевой жидкости в кровеносное русло электролиты, воду, белки и т. д. Лимфатическая система состоит из разветвленных в органах и тканях лимфатических капилляров (лимфокапилляров), лимфокапиллярных сетей, лимфатических сосудов, стволов и протоков. По пути следования лимфатических сосудов лежат лимфатические узлы, относящиеся к органам иммунной системы. Лимфа всасывается в лимфатические капилляры и попадает в лимфатические сосуды, которые имеют специальные клапаны, предотвращающие обратный ток лимфы. В состав лимфатической системы входят два крупных коллектора – грудной проток и правый лимфатический проток, по которым лимфа возвращается в кровеносное русло (грудной проток впадает в левый венозный угол, правый лимфатический проток – в правый венозный угол, образованные слиянием внутренней яремной и подключичной вен).
Лимфа образуется из тканевой жидкости, в ней содержится около 20 г/л белка. За сутки у взрослого человека образуется около 2 л лимфы. Скорость тока лимфы мала, однако она возрастает в 10–15 раз при физической нагрузке, т. к. именно мышечные сокращения в основном способствуют движению лимфы.
Функция сердечно-сосудистой системы
Миокард – это поперечнополосатая мышечная ткань. Как всем мышечным тканям, миокарду присущи три важных свойства: раздражимость, возбудимость и сократимость. В основе всех физиологических реакций лежит раздражимость – способность живой клетки реагировать на раздражитель. Раздражитель – это любой фактор внешней или внутренней среды, который действуя на живую структуру (клетку, ткань, орган, организм) способен вызывать ее активную реакцию. Возбудимость – способность активно реагировать на раздражение путем генерации электрического импульса, который передается на различные расстояния. Сократимость – способность сокращаться (уменьшать длину волокон) и совершать работу при сокращении.
С детства большинство мужчин помнят простой эксперимент – изолированное (вынутое из тела) сердце лягушки способно длительно сокращаться без нервного импульса при наличии кислорода и питательных веществ. Почему? Сердце обладает еще одним важным свойством – автоматизмом (от греч. automatos – самодействующий, самопроизвольный). Это связано с автономной проводящей системой сердца, один из элементов которой генерирует нервный импульс.
Проводящая предсердно-желудочковая система сердца состоит из синусно-предсердного узла (Киса – Флака), который является водителем ритма (пейсмекером), предсердно-желудочкового узла (Ашоффа – Тавара), предсердно-желудочкового пучка (пучка Гиса), его ножек и разветвлений (волокна Пуркинье). Проводящая система образована сердечными проводящими волокнами, богато иннервируемыми нервами вегетативной нервной системы. Предсердия связаны между собой синусно-предсердным узлом, а предсердия и желудочки – предсердно-желудочковым пучком (рис. 20 на цв. вклейке). Синусно-предсердный узел генерирует 60–70 импульсов в минуту, которые вызывают сокращения предсердий, импульсы передаются на предсердно-желудочковый узел, с него на предсердно-желудочковый пучок, далее – на его ножки, разветвления и миокард желудочков. Миокард сокращается ритмически.
Частота, скорость проведения импульса и сила сокращений регулируются вегетативной нервной системой (см. разд. «Вегетативная нервная система» далее в этой главе). Симпатические нервы оказывают положительное влияние (учащение сердечных сокращений и увеличение их силы), парасимпатические – отрицательное (урежение сердечных сокращений и уменьшение их силы). Кора головного мозга регулирует деятельность сердечных центров через гипоталамус.
Сокращение сердечной мышцы обеспечивает нагнетательную функцию сердца. Движение крови по сосудам происходит главным образом благодаря нагнетательной функции сердца и сокращению скелетных мышц. Сердце – это насос, нагнетающий кровь в сосуды.
Как показали современные исследования, каждое поперечнополосатое мышечное волокно является своеобразным «периферическим сердцем», сокращение которого способствует продвижению крови по микроциркуляторному руслу. Мышцы, сокращаясь, способствуют движению крови по венам нижней половины тела против силы тяжести. Поэтому физическая активность облегчает работу сердца, а гиподинамия требует усиленной работы сердца, что является одним из важных факторов нарушения его функции.
В работе сердца чередуются сокращение (систола) и расслабление (диастола). Во время общего расслабления сердца (диастола) кровь из полых и легочных вен поступает соответственно в правое и левое предсердия. После этого наступает сокращение (систола) предсердий. Процесс сокращения начинается у места впадения верхней полой вены в правое предсердие и распространяется по обоим предсердиям, в результате чего кровь из предсердий через предсердно-желудочковые отверстия нагнетается в желудочки. Затем в стенках сердца начинается волна сокращений желудочков, которая распространяется на оба желудочка, и кровь нагнетается в отверстия легочного ствола и аорты, в это время предсердно-желудочковые клапаны закрываются. После этого наступает пауза. Систола предсердий длится 0,1 с, систола желудочков – 0,3 с, общая пауза – 0,4 с. Эти три фазы составляют сердечный цикл – совокупность процессов, происходящих в сердце в течение одного полного цикла сокращения и расслабления. Итак, во время одного сердечного цикла предсердия сокращаются 0,1 с и отдыхают 0,7 с; желудочки соответственно 0,3 и 0,5 с. В течение суток сердце сокращается 8 ч и 16 ч отдыхает.
В связи с изменением давления в полостях сердца клапаны сердца, легочной артерии и аорты открываются или закрываются. В начале систолы желудочков предсердно-желудочковые клапаны закрываются, а полулунные клапаны аорты и легочной артерии открываются. В период диастолы желудочков происходит систола предсердий, предсердно-желудочковые клапаны открываются, желудочки заполняются кровью. Возвращению крови из аорты и легочного ствола препятствуют полулунные клапаны.
Частота сердечных сокращений в минуту составляет в возрасте 1 года около 125 уд/мин, в 2 года – 105, в 3 года – 100, в 4 – 97, в возрасте от 5 до 10–90, с 10 до 15–75—78, с 15 до 50–70, с 50 до 60–74, с 60 до 80–80 уд/мин. Несколько любопытных цифр: в течение суток сердце бьется около 108 000 раз, в течение жизни – 2,8–3,1 млрд раз; через сердце проходит 225–250 млн л крови.
Сердце приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям жизни человека. В покое желудочки взрослого человека выталкивают в сосудистую систему около 5 л крови в минуту. Этот показатель – минутный объем кровообращения (МОК) – при тяжелой физической работе возрастает в 5–6 раз. Соотношение между МОК в покое и при максимально напряженной мышечной работе говорит о функциональных резервах сердца, а значит, о функциональных резервах здоровья. Адекватная физическая нагрузка обеспечивает оптимальное функционирование сердечно-сосудистой системы и высокие функциональные резервы сердца. В то же время кровоток через сосуды самого сердца достигает 5 % общего МОК. При интенсивной физической работе этот показатель возрастает в 3–4 раза. Количество крови, выбрасываемое каждым желудочком во время систолы, составляет от 70 до 100 мл – это ударный, или систолический, объем крови. Этот показатель также увеличивается при физической нагрузке.
Средняя масса сердца взрослого человека составляет 300–320 г (0,5 % массы тела), в то же время в покое сердце потребляет около 25–30 мл 02 в минуту – около 10 % общего потребления 02 в покое. При интенсивной мышечной деятельности потребление 02 сердцем возрастает в 3–4 раза. В зависимости от нагрузки коэффициент полезного действия (КПД) сердца составляет от 15 до 40 %. КПД современного тепловоза достигает 14–15 %. Сердце человека работает эффективнее тепловоза!
Биоэлектрическая активность сердца регистрируется с помощью электрокардиографии, полученная кривая называется электрокардиограммой (ЭКГ). Впервые ЭКГ была записана 1887 г. А. Уоллером. В начале XX века В. Эйнтховен разработал прибор для точной регистрации небольших колебаний электрических потенциалов – струнный гальванометр. Эйнтховен предложил также три точки тела, на которые следует накладывать электроды. В 1924 г. Эйнтховену была присуждена Нобелевская премия «за открытие механизма электрокардиограммы». Нормальная ЭКГ состоит из нескольких зубцов и комплекса колебаний, который Эйнтховен назвал Р, QRS и Т. Небольшой зубец Р отражает электрическую активность предсердий, а быстрый высокоамплитудный комплекс QRS и более медленный зубец Т – электрическую активность желудочков (рис. 1.27).
Рис. 1.27. Нормальная ЭКГ человека, полученная путем биполярного отведения от поверхности тела в направлении длинной оси сердца (по Г. Антони)
Итак, кровь течет из области высокого давления в области низкого давления. Артериальное давление (АД) – это давление, развиваемое кровью в артериях. Это важнейший показатель, отражающий деятельность сердечно-сосудистой системы в целом. Стабильность АД поддерживается многими механизмами гомеостаза. Максимальное давление во время систолы называется систолическим давлением, минимальное во время диастолы – диастолическим, разница между ними составляет пульсовое давление. У человека традиционно АД исследуют с помощью ртутного манометра, поэтому его выражают в миллиметрах ртутного столба (в настоящее время существует множество модификаций аппаратов для определения АД). Для измерения АД нижнюю треть плеча оборачивают надувной резиновой манжетой аппарата, в которую с помощью ручной резиновой груши накачивают воздух. Для выпуска воздуха служит клапан, поэтому можно установить давление на любом уровне и измерить его с помощью манометра, соединенного с манжетой. Стетоскоп накладывают на кожу передней локтевой области в зоне прохождения плечевой артерии. В результате нагнетания воздуха в манжету плечевая артерия сдавливается. Затем медленно открывают клапан, воздух начинает выходить из нее, и поэтому давление в манжете уменьшается. Когда оно становится ниже систологического, кровь проходит через артерию, и начинают прослушиваться короткие четкие звуки, пульсовые удары – определяется систологическое давление. Давление в манжете, при котором звуки пульсовых ударов вновь быстро исчезают, соответствует диастолическому (рис. 21 на цв. вклейке). У человека в возрасте от 20 до 40 лет систолическое давление составляет 100–120 мм рт. ст., диастолическое – 70–80 мм рт. ст.
Колебания кровотока, связанные с систолой и диастолой, создают пульсовую волну. Частота сердечных сокращений (пульса) у взрослого человека в условиях покоя составляет от 60 до 80 ударов в одну минуту. Пульс исследуется путем простого прощупывания лучевой артерии в области лучезапястного сустава, при этом обращают внимание на частоту пульса, его ритм (ритмичный, аритмичный), высоту (высокий, низкий), напряжение (твердый, мягкий). Частота пульса человека зависит от физической работы и эмоционального состояния, высота – от ударного объема, напряжение – от артериального давления. Общий объем крови в сосудах человека у мужчин составляет в среднем 75–77 мл/кг массы тела (около 5,4 л), у женщин – 65 мл/кг (около 4,5 л). У взрослого человека лишь около 9 % всей крови находится в сосудах малого круга кровообращения, около 84 % – в сосудах большого круга кровообращения и около 7 % – в полостях ссрдца.
Лимфоидная система (органы кроветворения и иммунной системы)
Одним из основных условий существования человека является способность организма сопротивляться внедрению инфекции или других чужеродных веществ. Эту функцию выполняет защитная система.
Иммунитет (от лат. immunitas – освобождение от чего-либо) – это защита от любых чужеродных веществ, включая и собственные измененные клетки (например, злокачественные). Основной механизм иммунитета – это распознавание своего и чужого.
В ответ на внедрение любого чужеродного или потенциально опасного вещества (антигена) организм начинает вырабатывать белки-антитела, которые циркулируют в крови, связываются с антигенами и обезвреживают их.
Иммунная система – совокупность органов, отвечающих за наличие в организме иммунитета. Центральными органами иммунной системы (лимфоидными органами) являются тимус и костный мозг; периферическими – лимфатические узлы, селезенка, лимфоидная ткань органов пищеварительной, дыхательной систем и мочеполового аппарата (миндалины, лимфоидные узелки, лимфоидные бляшки тонкой кишки) (рис. 22 на цв. вклейке). Основными клетками иммунной системы являются лимфоциты, которые заселяют все органы этой системы и постоянно присутствуют в крови ((1,5–4,0)×109 л-1). Они принимают участие в иммунных реакциях и подразделяются на В-лимфоциты, вырабатывающие циркулирующие в крови антитела, и Т-лимфоциты, которые отвечают главным образом за клеточный иммунитет, т. е. уничтожают чужеродные клетки или собственные измененные (например, злокачественные) или погибшие клетки.
Костный мозг располагается в костномозговых полостях (см. разд. «Скелет и его соединения» ранее в этой главе). У новорожденного ребенка эти полости целиком заполнены кроветворной тканью (красный костный мозг), однако впоследствии с возрастом красный костный мозг в диафизах трубчатых костей конечностей заменяется жировой тканью (желтый костный мозг). Красный костный мозг у взрослого человека располагается в ячейках губчатого вещества плоских и губчатых костей, эпифизов длинных трубчатых костей. У взрослого мужчины общая масса костного мозга составляет 2,5–3 кг, около половины – красный костный мозг. Красный костный мозг является одновременно центральным органом кроветворения и иммунной системы. В нем образуются клетки крови и лимфоциты. Тимус – второй центральный орган иммунной системы, расположен позади рукоятки грудины. В тимусе созревают Т-лимфоциты, осуществляющие клеточный иммунитет. Периферические органы иммунной системы расположены на путях возможного внедрения в организм микробов и других чужеродных веществ или на путях следования образовавшихся в самом организме чужеродных веществ (напр., злокачественных клеток). Лимфатические узлы расположены по ходу следования лимфатических сосудов. Скопления лимфатических узлов имеются во многих областях человеческого тела (например, в паховой области, подмышечных впадинах, позади ушной раковины). Они образованы лимфоидной тканью и осуществляют фильтрацию лимфы, предотвращая попадание чужеродных частиц в кровоток; кроме того, в них образуются лимфоциты. Миндалины – скопления лимфоидной ткани, расположенные в области зева, корня языка и носоглотки. К ним относятся парные небные и трубные и непарные язычная и глоточная миндалины. Они защищают организм от различных инфекций. В толще слизистой оболочки и подслизистой основы аппендикса, пищеварительной трубки, органов дыхания, мочевых и половых органов имеются лимфоидные узелки. Они являются «сторожевыми постами».
Наряду с иммунитетом организм человека обладает неспецифической сопротивляемостью, которая зависит от многочисленных факторов. К ним относится непроницаемость здоровой кожи и слизистых оболочек для микроорганизмов; непроницаемость барьеров между кровью и тканями: наличие бактерицидных веществ в биологических жидкостях организма (слюна, слеза, спинномозговая жидкость, кровь); выделение вирусов почками; фагоцитарная система (макрофаги и микрофаги – нейтрофильные гранулоциты); гидролитические ферменты; интерферон; лимфокины; система комплемента и др. Неспецифические защитные факторы обеззараживают даже вещества, с которыми организм ранее не встречался. Специфические начинают действовать после первичного контакта с антигеном.
Здоровье человека и естественный процесс старения зависят от состояния лимфоидной системы и неспецифической сопротивляемости организма. Назовем обе эти системы термином «защитная система». Большинство заболеваний также связано с этими системами. Следует особо подчеркнуть, что защитная система очень ранима. Огромное количество факторов угнетает наши защитные силы. Перечислим некоторые основные из них: злоупотребление алкоголем; курение; наркотики; психоэмоциональный стресс; гиподинамия (сниженная физическая активность) и гипокинезия (уменьшение объема движений); дефицит сна; избыточная масса тела; неправильное питание; дефицит витаминов и некоторых минеральных элементов; эмоциональное состояние.
Давно и хорошо известно, что оптимисты – люди, удовлетворенные своей жизнью, работой, творчеством, счастливые в любви и семейной жизни – болеют реже и дольше живут, чем пессимисты. Действительно состояние психики человека влияет на его здоровье. Эндорфины (см. разд. «Эндокринные железы» далее в этой главе) не только изменяют восприятие боли и улучшают настроение, они стимулируют защитные механизмы, активируют клетки иммунной системы, повышая эффективность ее борьбы с вредными агентами. Как показали исследования последнего десятилетия, проведенные в США, на поверхности иммунных клеток имеются рецепторы к эндорфинам.
В США исследовали 5000 больных. Оказалось, что примерно у 30 % из них заболеванию предшествовали трагические события (тяжелая болезнь или смерть супруга или супруги, ребенка, развод, потеря работы, уход на пенсию и т. д.). Впоследствии большое число людей было разделено на две группы: I – группа повышенного риска – люди, перенесшие трагические события; II – группа малого риска, люди, не имевшие этого. В группе повышенного риска в течение последующих 8 мес. заболело 49 %, в группе малого риска – лишь 9 %.
Анализ обширной отечественной и зарубежной литературы позволяет утверждать, что алкоголь, наркотики и табакокурение оказывают губительное действие на иммунную систему и факторы неспецифической сопротивляемости. Алкоголь, табак и наркотики непосредственно поражают иммунные клетки и дестабилизируют центральные регуляторные механизмы иммунитета. Кроме того, эти вещества усиливают перекисное окисление жиров и увеличивают образование свободных радикалов. Это вызывает усиленный расход витаминов А, Е и С и приводит к повышению чувствительности организма человека к инфекции, увеличению частоты возникновения злокачественных опухолей, развитию аутоиммунных заболеваний, нарушению кроветворения и восстановительных процессов.
Итак, защитная система, включающая иммунитет и неспецифические факторы, защищает человека практически от всех болезней, начиная от банальной простуды и заканчивая злокачественными и сердечно-сосудистыми заболеваниями, осуществляет выздоровление при уже развившихся заболеваниях, способствуя выздоровлению.
И сегодня бытует серьезное заблуждение, исходящее от врачей, – существуют два состояния: здоровье или болезнь. На самом деле между ними множество переходных ступеней. Изменение здоровья начинается с появления субъективных симптомов. Признаки, свидетельствующие о нарушениях защитной системы, крайне разнообразны и многочисленны. Это усталость, утомляемость, депрессия, раздражительность, апатия, уныние, бессонница, нарушение работоспособности, кашель, мышечная слабость, выпадение волос, ухудшение зрения, нарушение пищеварения и аппетита, головные боли и боли в опорно-двигательном аппарате, увеличение лимфатических узлов. И многие, многие другие. Одним из важнейших факторов, влияющих на защитные механизмы, является состояние нашей психики, эмоции, отношение к жизни. В этом состоянии мужчина может еще помочь себе сам. Он должен изменить свое питание, увеличить физическую активность; больше бывать на свежем воздухе, начать принимать витамины, средства, повышающие неспецифическую сопротивляемость; больше радоваться; уделять время любимым занятиям; урегулировать сексуальные отношения.
Если мужчина этого не делает, к описанным симптомам присоединяются признаки заболевания, которые уже диагностируются врачом: повышение (или понижение) артериального давления, изменения состава крови. На этом этапе уже необходимо вмешательство врача, которое в сочетании с перечисленными выше собственными действиями может вернуть человеку здоровье. В противном случае развивается конкретная болезнь, которая требует определенного лечения.
Защитная система активно противостоит преждевременному старению. Великий римский оратор Цицерон призывал: «Следует противиться старости, всячески поддерживая в себе жизненные силы». Сегодня, перефразируя Цицерона, можно утверждать: «Следует противиться старости, всячески поддерживая и укрепляя иммунитет и неспецифическую сопротивляемость организма».
Кровь – совсем особый сок
Эти слова великого писателя, поэта, ученого И. В. Гёте созвучны Библии: «Кровь – это душа человека». Ведь жизнь человека связана с кровью и зависит от крови. Кровь циркулирует в кровеносных сосудах, она доставляет все необходимое клеткам и тканям (в том числе кислород, питательные вещества, гормоны и др.) и, что не менее важно, уносит все вредные вещества, подлежащие выведению из организма. Общее количество крови у взрослого мужчины 5–6 л (в среднем 5,4 л).
Внимание! Потеря 50 % крови смертельна, потеря 30 % опасна, допустима лишь потеря до 10 % крови.
Кровь состоит из клеток, которые находятся во взвешенном состоянии в жидкой среде – плазме крови (рис. 23 на цв. вклейке). Плазма содержит до 91 % воды, 6,5–8 % белков (около 70 г/л). Плазма образована растворами различных неорганических солей натрия, калия, кальция и др., множеством других микроэлементов и биологически активных веществ (см. рис. 22 на цв. вклейке). В крови находятся безъядерные клетки эритроциты – (4,0–5,0)×1012 л-1, лейкоциты – (4,0–6,0)×109 л-1, среди которых выделяют зернистые, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты (моноциты). В крови имеются также кровяные пластинки (тромбоциты), число которых составляет (180,0—320,0)×109 л-1. В крови постоянно присутствуют клетки иммунной системы – лимфоциты. Эритроциты (от греч. erythros – красный), или красные кровяные тельца, безъядерные клетки, имеющие форму двояковогнутых дисков. Эритроцит заполнен гемоглобином, осуществляющим перенос кислорода и углекислого газа. Общее количество эритроцитов взрослого мужчины достигает 25×1012, а общая площадь поверхности всех эритроцитов – около 3800 м2. Если сложить все эритроциты в один ряд, длина цепочки составит 175 000 км, ею можно было бы опоясать земной шар более четырех раз.
В 1900–1901 гг. венский ученый К. Ландштейнер открыл группы крови. В 1930 г. ему была присуждена Нобелевская премия «за открытие групп крови человека». К. Ландштейнер описал четыре группы крови (табл. 1.5). Он обнаружил, что при смешивании плазмы крови одного человека и эритроцитов другого часто происходит их склеивание (агглютинация). Это приводит к закупориванию мелких сосудов, что может повлечь за собой смертельный исход. В сыворотке крови группы 0 содержатся групповые антитела анти-А и анти-В; в сыворотке группы А имеются только антитела анти-В, в сыворотке группы В – антитела анти-А, а в сыворотке АВ групповые антитела отсутствуют. Следовательно, в соответствии с формулой Ландштейнера в сыворотке крови содержатся только те антитела (изоагглютинины), которые не агглютинируют эритроциты этой группы, поэтому при необходимости человеку следует переливать кровь только той же группы.
Таблица 1.5. Группы крови человека
В 1940 г. Ландштейнер открыл еще один фактор крови – резус (Rh-фактор), который впервые был обнаружен у обезьяны макаки резус. У 85 % людей эритроциты несут на своей поверхности Rh-антиген – это Rh-положительные (Rh+), у других он отсутствует, их называют резус-отрицательными (Rh-). Если человеку Rh-перелить кровь от донора с Rh+, то у первого в течение двух-четырех месяцев будут продуцироваться Rh-антитела, и если ему перелить еще раз Rh+ кровь, то произойдет агглютинация Rh+ эритроцитов. Ландштейнер обнаружил связь между Rh-фактором и желтухой новорожденных. Если Rh– женщина беременна от Rh+ мужчины, плод может оказаться Rh+. Тогда при первой беременности в организме матери вырабатываются Rh-антитела. При последующей беременности, если эта женщина вынашивает Rh+ плод, ее Rh-антитела проникают через плаценту в кровь плода и вызывают у него агглютинацию эритроцитов, что приводит к желтухе новорожденного.
Каждый мужчина хоть раз в жизни задумывается о проблеме отцовства. Определение групп крови родителей и ребенка может развеять сомнение (табл. 1.6).
Таблица 1.6. Группы крови родителей и детей
Но… встречаются печальные исключения. Много лет тому назад я оперировал пятилетнего мальчика по поводу острого аппендицита (был я тогда совсем молодым врачом). Перед операцией в детском хирургическом отделении ему была определена группа крови – III. На следующий день к врачу обратился взволнованный отец: «Доктор, этого не может быть. Вы ошиблись, у Димы не может быть III группа крови, т. к. у нас с женой и у старшей дочери – первая. У нас с женой счастливый брак, мы страстно любим друг друга, я полностью ей доверяю!» Повторное определение группы крови ничего не изменило – III! Разговор с мамой ничего не прояснил. Мать утверждала, что за всю жизнь у нее не было другого мужчины. Конечно, ни я (доктор), ни муж не поверили. Трагический исход. Иск мужа о разводе сразу же был удовлетворен: III группа крови мальчика – неопровержимое доказательство неверности жены! Неопровержимое?.. Я забыл об этой истории, а спустя 10 лет попалась статья индийского врача из Бомбея в английском медицинском журнале, в которой доктор Бхенд описал результат, удививший врачебный мир: у отца I группа крови, у матери – II, у ребенка – III. Объяснения этому чуду никто не мог дать. И лишь спустя несколько десятилетий была найдена разгадка. Группа крови человека определяется двумя генами: один прямо, а другой косвенно кодирует фермент, без которого данная группа не может реализоваться. Но именно второй фактор наиболее важен. В описанном мною случае у одного из родителей, по-видимому, была III группа крови, но второй ген был дефектным, значит, не вырабатывался фермент, который бы эту группу реализовал, почему и была «симуляция» I группы. Эта патология названа «Бомбейским фенотипом». И хотя встречается она не более чем у 0,8–0,9 % людей, о ней следует помнить. И мужчины в аналогичной ситуации не должны принимать роковое решение.
Лейкоциты (от греч. leukos – белый) – ядросодержащие клетки, обладающие амебоидной подвижностью. В одном микролитре крови здорового человека содержится 4000–8000 лейкоцитов. Если сложить все лейкоциты человека в один ряд, он вытянется на расстояние около 525 км. Среди лейкоцитов различают гранулоциты и агранулоциты. Гранулоциты – зернистые лейкоциты, в которых при окрашивании в цитоплазме видны гранулы. Такие клетки могут быть классифицированы на основе цвета, в который окрашиваются гранулы, соответственно как нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.
Нейтрофилы отличаются дольчатым ядом и наличием в цитоплазме мелких нейтрофильных и азурофильных гранул. Нейтрофилы способны поглощать и уничтожать бактерии, осуществляя фагоцитоз. Фагоцитируя продукты распада и микроорганизмы, нейтрофильные гранулоциты погибают, а освобождающиеся при этом лизосомальные ферменты разрушают окружающие ткани, способствуя формированию гнойника. В состав гноя обычно входят разрушенные нейтрофильные гранулоциты и продукты распада. Количество нейтрофильных гранулоцитов резко возрастает при острых воспалительных и инфекционных заболеваниях. Нейтрофильные гранулоциты составляют от 93 до 96 % всех гранулоцитов (в среднем 4150 в одном микролитре крови).
Эозинофилы – разновидность лейкоцитов, отличающихся наличием в их цитоплазме крупных гранул, окрашиваемых в оранжево-красный цвет. Эозинофилы способны поглощать чужеродные частицы, они присутствуют в больших количествах в слизистых оболочках и участвуют в аллергических реакциях. В норме в литре крови содержится (40—400)×106 эозинофилов. Количество эозинофилов в крови увеличивается при аллергии, наличии глистов и других паразитов. Базофилы – разновидность лейкоцитов, для которых характерно наличие в цитоплазме крупных гранул, окрашиваемых в пурпурно-черный цвет. Базофилы способны поглощать чужеродные частицы и, кроме того, содержат в своем составе гистамин и гепарин. Обычно в норме в одном литре крови содержится (30—150)×106 базофилов.
Моноциты – незернистые лейкоциты, в их цитоплазме множество лизосом. Функция моноцитов заключается в устранении из организма чужеродных частиц, таких как бактерии и омертвевшие ткани (фагоцитоз). Обычно в норме в одном литре крови содержится (0,2–0,8)×10 моноцитов. Моноциты являются предшественниками макрофагов.
Макрофаг (макрофагоцит). В 1882 г. И. И. Мечников впервые описал фагоцитоз. Вонзая в прозрачное тело личинки морской звезды шип розы, он наблюдал, что через несколько часов шип был окутан слоем «подвижных клеток». Если заноза была предварительно обмазана порошком кармина или краски индиго, то надвинувшиеся клетки оказывались наполненными этими красками. Клетки эти очень прожорливы и вбирают в себя все, что только могут захватить». И. И. Мечников был удостоен Нобелевской премии за открытие фагоцитоза. В 70-х гг. XX века сформировалось представление о системе мононуклеарных фагоцитов (СМФ), включающей группу клеток, объединенных общностью происхождения (из моноцитов крови), строения и функции (активный фагоцитоз). Основные функции макрофагов – это участие в защитных реакциях.
Тромбоциты – кровяные пластинки, уплощенные овальные безъядерные фрагменты мегакариоцитов. Тромбоциты выполняют несколько функций, однако все они связаны с остановкой кровотечения. Тромбоциты участвуют в защитных реакциях, а также вырабатывают тромбоцитарный фактор роста. Обычно в норме в литре крови содержится (150–400)×109 тромбоцитов. Если расположить все тромбоциты человека рядом, то они вытянутся примерно на 2500 км, это расстояние от Москвы до Парижа.
Остановка кровотечения. У здорового человека кровотечение при ранении мелких сосудов прекращается в течение 1–3 мин. Это первичный гемостаз (от греч. haima – кровь, stasis – неподвижность), связанный с сужением сосудов и склеиванием тромбоцитов, которые прилипают к краям раны. При повреждении стенки кровеносного сосуда тромбоциты прилипают к ним, из тромбоцитов высвобождаются биологически активные вещества, которые вызывают сужение сосудов. При более значительных повреждениях образуется тромб, который закупоривает поврежденный сосуд, и кровотечение прекращается.
Эндокринные железы
Эндокринные железы – это лишенные выводных протоков железы, которые вырабатывают гормоны (от греч. hormao – побуждаю, привожу в движение) и выделяют их в кровь или лимфу. Кровь переносит гормоны и доставляет их в органы, ткани, клетки. Гормоны регулируют обмен веществ, размножение клеток, ответную реакцию организма на постоянные изменения условий внешней среды. Основная функция гормонов – регуляция гомеостаза. Гомеостаз – процесс поддержания внутренней среды организма, при котором различные параметры (например, кровяное давление, температура тела, кислотно-щелочное равновесие и др.) поддерживаются в равновесии, несмотря на изменение условий окружающей среды. Без этого невозможна жизнь организма.
Эндокринные железы разобщены (рис. 1.28). Все они подразделяются на две группы: гипофизозависимые, функция которых зависит от передней доли гипофиза, и независимые от гипофиза. Гипофизозависимые железы – щитовидная, корковое вещество гипофиза и половые. Не зависят от гипофиза паращитовидные, эпифиз, островки поджелудочной железы, мозговое вещество надпочечников.
Рис. 1.28. Положение эндокринных желез в теле человека: 1 – гипофиз и эпифиз; 2 – паращитовидные железы; 3 – щитовидная железа; 4 – надпочечники; 5 – панкреатические островки; 6 – яичник; 7 – яичко
Центральная нервная система и, в первую очередь, кора больших полушарий головного мозга регулируют функции эндокринных желез. Это осуществляется двумя путями: непосредственной иннервацией желез и опосредованной регуляцией гипоталамусом функции гипофиза.
Гипоталамус – структура головного мозга (промежуточного мозга), который является высшим центром регуляции эндокринных функций. Он образует с гипофизом единый функциональный комплекс, в котором сам гипоталамус является регулятором, а гипофиз – исполнителем (рис. 24 на цв. вклейке).
Гипоталамус осуществляет контроль над чувством жажды, голода, аппетитом, температурой тела, водным балансом, половой функцией. В гипоталамусе залегают центры, регулирующие эмоции и поведение человека, сон и бодрствование, температуру тела и т. д. Центры коры большого мозга, в свою очередь, корректируют реакции гипоталамуса, которые возникают в ответ на изменения внутренней среды организма. В последние годы из гипоталамуса выделены обладающие морфиноподобным действием энкефалины и эндорфины. Считают, что они влияют на поведение (оборонительные, пищевые, половые реакции) и вегетативные процессы, обеспечивающие выживание человека.
Итак, гипоталамус регулирует все функции организма, кроме ритма сердца, кровяного давления и спонтанных дыхательных движений, которые регулируются продолговатым мозгом.
Гипофиз – важнейшая железа, напоминающая горошину весом около 0,5 г у мужчин (у женщин 0,6–0,7 г), скрытая под мозгом и надежно защищенная клиновидной костью черепа. Крохотный гипофиз подразделяется на две доли: переднюю – аденогипофиз и заднюю – нейрогипофиз. Гипофиз регулирует деятельность многих эндокринных желез, но и сам зависит от гипоталамуса, который вырабатывает вещества, воздействующие на клетки передней доли: либерины, стимулирующие образование гипофизом гормонов, влияющих на зависимые от него железы, и статины, тормозящие выработку этих гормонов.
Передняя доля гипофиза. Один из важнейших гормонов – гормон роста, или соматотропный гормон (СТГ), стимулирующий рост костей, мышц, органов, организма. Гормон пролактин, или лактотропный гормон (ЛТГ), у мужчин стимулирует рост яичек, простаты, созревание сперматозоидов (у женщин способствует образованию молока во время кормления грудью). Гонадотропные гормоны – фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ) – влияют на половые железы: ФСГ у мужчин стимулирует сперматогенез (у женщин – созревание фолликулов в яичнике); ЛГ у мужчин способствует образованию мужского полового гормона тестостерона (у женщин стимулирует овуляцию, образование желтого тела и выделение половых гормонов). Тиреотропный гормон (ТТГ) способствует образованию гормонов щитовидной железы. Адренокортикотропный гормон (АКТГ) воздействует на синтез глюкокортикоидных гормонов коры надпочечников.
Снижение функции передней доли гипофиза зависит от вовлечения в процесс тех или иных клеток, вырабатывающих гормоны. Так, уменьшение продукции СТГ в детстве приводит к карликовости, увеличение – к гигантизму или акромегалии (чрезмерному росту отдельных частей тела, например носа, подбородка, пальцев рук или ног, увеличению языка, губ, некоторых внутренних органов). Уменьшение выделения гонадотропных гормонов вызывает серьезные сексуальные нарушения у мужчин (импотенцию), у женщин – прекращение менструаций, овуляции. Недостаток ТТГ приводит к гипотиреозу, избыток – к гипертиреозу. Нарушение синтеза АКТГ вызывает болезнь Аддисона, усиление синтеза АКТГ приводит к развитию болезни Кушинга.
Задняя доля гипофиза не синтезирует гормоны. В гипоталамусе образуются гормоны окситоцин и вазопрессин, которые поступают в заднюю долю гипофиза, где хранятся до момента их освобождения. У мужчин окситоцин стимулирует деятельность гладких мышц семявыносящих протоков и продвижение спермы (у женщин вызывает сокращение матки во время родов и выделение молока во время кормления грудью). И у мужчин, и у женщин окситоцин усиливает чувствительность во время полового акта и чувство удовольствия, удовлетворения, укрепляет привязанность партнеров друг к другу. Вазопрессин способствует обратному всасыванию воды из первичной мочи в почках и тем самым повышает артериальное давление. Недостаток вазопрессина приводит к развитию несахарного диабета, при котором ежедневно человек выделяет огромное количество мочи (до 30 л в сутки!). При усилении функции задней доли повышается артериальное давление.
Щитовидная железа – крупная эндокринная железа, расположенная на шее впереди гортани, состоит из большого количества фолликулов (около 30 млн). Стенка фолликула образована одним слоем клеток тироцитов, синтезирующих белок тиреоглобулин, который поступает в полость фолликула и входит в состав желеобразного коллоида, содержащего гормоны щитовидной железы (рис. 1.29). Секреция гормонов щитовидной железы регулируется тиреотропным гормоном гипофиза. Гормоны щитовидной железы (тироксин и трийодтиронин) обеспечивают рост, умственное и физическое развитие, регулируют скорость течения обменных процессов. Для нормальной деятельности щитовидной железы необходим йод.
Рис. 1.29. Схема строения фолликулов щитовидной железы (по Ю. И. Афанасьеву и Е. Ф. Котовскому): 1 – кровеносные капилляры; 2 – фолликул; 3 – артерия; 4 – железистые клетки; 5 – коллоид, содержащий гормоны щитовидной железы
Усиление функции щитовидной железы приводит к гипертиреозу, или базедовой болезни, что проявляется потерей веса, повышением температуры тела, ускорением пульса, пучеглазием, повышенной возбудимостью. Снижение функции (гипотиреоз) замедляет обменные процессы и нарушает деятельность головного мозга. При врожденном заболевании наблюдается кретинизм; если заболевание развивается у взрослых, возникает психическая и физическая заторможенность, пониженная чувствительность к воздействию холода, замедление пульса, значительное увеличение веса и огрубение кожи (микседема). Как правило, гипотиреоз связан с недостатком йода в пище и воде. У таких больных образуется зоб.
Обратите внимание! Использование йодированной соли для профилактики гипотиреоза опасно, т. к. невозможно точно дозировать йод из-за различия в количестве потребляемой соли.
Кроме фолликулов, вырабатывающих тироксин и трийодтиронин, в щитовидной железе имеются околофолликулярные клетки, вырабатывающие гормон тиреокальцитинин, который участвует в регуляции обмена кальция и фосфора.
Надпочечники – парные эндокринные железы треугольной формы расположены над верхними полюсами почек. Каждый надпочечник состоит из двух частей: мозгового вещества и коркового вещества. Мозговое вещество состоит главным образом из хромаффинной ткани и под действием симпатической нервной системы вырабатывает адреналин и норадреналин. В корковом веществе четко видны три зоны. Снаружи расположена клубочковая зона, вырабатывающая минералокортикоидный гормон альдостерон, который влияет на обмен воды. Это осуществляется благодаря выведению калия из почек и обратному всасыванию в канальцах почек натрия. Средняя зона (пучковая) образует глюкокортикоиды (кортизол), которые регулируют белковый, жировой и углеводный обмены, оказывают противовоспалительное и противоаллергическое действие, участвуют в реакциях стресса, повышают устойчивость организма к инфекции. Во внутренней, наиболее близкой к мозговому веществу сетчатой зоне вырабатываются у обоих полов половые гормоны – мужские (андрогены), стимулирующие белковый обмен и массу мышц (такое действие называют анаболическими), и женские эстрогены. Синтез и выделение глюкокортикоидов и андрогенов регулируется АКТГ, вырабатываемого передней долей гипофиза. Мозговое вещество образовано хромаффинными клетками, которые по своему происхождению и функции близки к симпатическим нейронам (см. разд. «Вегетативная нервная система» далее в этой главе). Клетки мозгового вещества продуцируют небольшое количество адреналина и норадреналина, и лишь при воздействии на организм сильных раздражителей секреция резко усиливается под влиянием симпатической нервной системы. Эти гормоны вызывают сужение мелких кровеносных сосудов, благодаря чему повышается артериальное давление; усиливается кровоток чрез коронарные артерии, ускоряется и усиливается частота сердечных сокращений; увеличивается частота и глубина дыхательных движений, усиливается вентиляция легких, расширяются бронхи, а также расслабляются гладкие мышцы кишечника и ослабляются движения кишечника. Кроме того, гормоны усиливают распад гликогена и жиров.
Двустороннее снижение функции пучковой зоны коркового слоя приводит к развитию болезни Аддисона (бронзовая болезнь) вследствие дефицита глюкокортикоидов. Это проявляется слабостью, появлением на кожи темных (бронзовых) пятен, снижением уровня сахара в крови. Усиление функции пучковой зоны вследствие опухоли вызывает болезнь Кушинга. У больных лунообразное лицо, ожирение туловища. Усиление функции сетчатой зоны у мужчин приводит к преждевременному половому созреванию, снижение функции – к импотенции (у женщин развиваются вторичные мужские половые признаки, оволосение по мужскому типу).
Половые железы описаны в разд. «Мужская половая система» ранее в этой главе.
Паращитовидные железы. Четыре мелкие железы, расположенные на задней поверхности щитовидной железы, вырабатывают паратиреоидный гормон, который участвует в обмене кальция и опосредованно фосфора в крови. Гормон способствует вымыванию кальция из костей (деминерализация) и его выделению в кровь. При этом из костей выделяется и избыток фосфора, который выделяется почками. В то же время гормон препятствует выделению кальция почками и усиливает его всасывание в кишечнике. Тиреокальцитонин, вырабатываемый околофолликулярными клетками щитовидной железы, является антагонистом паратиреоидного гормона. Уровень кальция в крови регулируется обоими гормонами. Уменьшение содержания кальция в крови является сигналом для синтеза и выделения паратиреоидного гормона, который способствует увеличению содержания кальция в крови. И наоборот, увеличение содержания кальция в крови является для околофолликулярных клеток стимулом к синтезу и выделению тиреокальцитонина, который усиливает фиксацию кальция в кости, снижая его уровень в крови. Усиление функции паращитовидных желез ведет к разрушению костей и увеличению его содержания в крови и откладыванию кальция в стенках кровеносных сосудов. Снижение функции паращитовидных желез вызывает дефицит кальция в крови, что повышает возбудимость нервной системы. Наступают судороги. Это состояние носит название тетанус и выражается в спазме и судорожных подергиваниях мышц, особенно мышц лица, кистей и стоп.
Панкреатические островки (островки Лангерганса). Повторю: поджелудочная железа состоит из двух желез – экзокринной (она описана в разд. «Пищеварительная система» ранее в этой главе) и эндокринной (островков Лангерганса), состоящей из небольших скоплений клеток, рассеянных по поджелудочной железе, которые секретируют гормоны инсулин, глюкагон и соматостатин. В поджелудочной железе человека количество островков от 1 до 2 млн. Островки содержат клетки трех типов: около 60–80 % – это В-клетки, которые синтезируют инсулин; 10–30 %– А-клетки, синтезирующие глюкагон; примерно 10 % клеток синтезируют соматостатин.
Инсулин имеет огромное значение для регуляции содержания сахара (глюкозы) в крови. Он снижает уровень сахара в крови. Секреция инсулина стимулируется за счет повышения содержания сахара в крови. Кроме того, инсулин стимулирует образование гликогена, жиров и белка. Недостаток этого гормона в организме приводит к развитию у человека сахарного диабета; при этом в крови и моче больного содержится большое количество сахара. Диабет – весьма распространенное заболевание. О диабете мы подробно расскажем в разд. «Некоторые заболевания эндокринных желез» главы 3. Глюкагон повышает содержание сахара в крови, оказывая таким образом действие, противоположное действию инсулина. Он способствует распаду гликогена и жиров. Соматостатин угнетает выработку гормона роста передней долей гипофиза и выделение инсулина и глюкагона.
Эпифиз (шишковидное тело) очень мал, не более зерна, но его роль в организме велика. Эпифиз – часть промежуточного мозга (см. разд. «Нервная система» далее в этой главе). Функция эпифиза имеет четкий суточный ритм: ночью клетки синтезируют мелатонин, днем – серотонин. Этот ритм связан с освещенностью, при этом свет угнетает синтез мелатонина. Воздействие осуществляется при участии гипоталамуса. В настоящее время считают, что эпифиз регулирует функцию половых желез, в первую очередь половое созревание, а также выполняет роль «биологических часов», которые регулируют ритм сна и бодрствования и другие околосуточные ритмы (период которых составляет 20–28 ч). Эпифиз моделирует активность гипофиза, панкреатических островков, паращитовидных желез, надпочечников, половых желез и щитовидной железы. Снижение функции эпифиза приводит к преждевременному половому созреванию.
Нервная система
Нервная система объединяет (интегрирует) все структуры тела человека в единый целостный организм. Именно благодаря интеграции (от лат. integratio – восполнение, integer – целый) нервная система регулирует все функции, управляет движениями, осуществляет умственную деятельность, связь с внешней средой. Интегративные функции лежат в основе человеческой психики: творчества, мышления, эмоций, мотиваций, сознания, членораздельной речи, труда, интеллекта, памяти, свободы выбора. Одной из важнейших функций нервной системы является запись, хранение, упорядочение, переработка информации и извлечение ее по мере необходимости. Все функции, включая умственную деятельность, осуществляют группы нервных клеток (нейронов), связанных между собой.
Нейрон генерирует, воспринимает и передает нервные импульсы, сообщая таким образом информацию от одной части тела к другой. Каждый нейрон имеет тело (перикарион), где расположено ядро, в котором имеется одно крупное ядрышко. Основной особенностью строения нейронов является наличие многочисленных нейрофибрилл и скоплений хроматофильной субстанции (вещества Ниссля), которая представляет собой группы цистерн зернистой эндоплазматической сети и полирибосомы, богатые РНК. От тела клетки отходят несколько ветвящихся дендритов, которые проводят импульсы к телу клетки, и один аксон, по которому нервные импульсы направляются от тела клетки на периферию. Большинство аксонов имеют миелиновую оболочку. Обычно аксон неразветвленный; он заканчивается множеством концевых разветвлений (рис. 1.30).
Рис. 1.30. Строение нервной клетки: 1 – аксонодендритический синапс; 2 – аксоносоматический синапс; 3 – пресинаптические пузырьки; 4 – пресинаптическая мембрана; 5 – синаптическая щель; 6 – постсинаптическая мембрана; 7 – эндоплазматическая сеть; 8 – митохондрия; 9 – внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи); 10 – нейрофибриллы; 11 – ядро; 12 – ядрышко
Рис. 1.31. Строение синапса: а – пресинаптическая часть; б – постсинаптическая часть; 1 – гладкий эндоплазматический ретикулум; 2 – нейротрубочка; 3 – синаптические пузырьки; 4 – пресинаптическая мембрана с гексагональной сетью; 5 – синаптическая щель; 6 – постсинаптическая мембрана; 7 – зернистая эндоплазматическая сеть; 8 – нейрофиламенты; 9 – митохондрия
Синапс – контакт мембран двух нервных клеток, через который нервные импульсы передаются от одного нейрона к другому. Синапс состоит из пресинаптической и постсинаптической частей, разделенных синаптической щелью. Достигнув синапса, импульс вызывает освобождение нейромедиатора, который диффундирует в синаптическую щель и связывается с рецептором постсинаптической мембраны, что приводит к возникновению электрического импульса в следующем нейроне. Роль медиаторов играют норадреналин, ацетилхолин, серотонин и др. Некоторые клетки головного мозга образуют более 15 000 синапсов. В синапсах происходит преобразование электрических сигналов в химические и обратно (рис. 1.31). В головном мозге человека около 10 нейронов, на теле одного нейрона имеется до 10 000 синапсов.
В зависимости от функции выделяют три основных типа нейронов:
1. Чувствительные (рецепторные, или афферентные) нейроны. Их дендрит следует на периферию и заканчивается чувствительными окончаниями – рецепторами, которые воспринимают внешнее раздражение и трансформируют его энергию в энергию нервного импульса; аксон направляется в головной или спинной мозг. В зависимости от локализации различают несколько типов рецепторов:
♦ экстерорецепторы, воспринимающие раздражения внешней среды, расположены в коже, слизистых оболочках и органах чувств;
♦ интерорецепторы, получающие раздражение, главным образом, при изменениях химического состава внутренней среды и давления, расположены в сосудах, тканях и органах;
♦ проприорецепторы заложены в мышцах, сухожилиях, связках, фасциях, надкостнице, суставных капсулах.
2. Эфферентные нейроны. Тела эфферентных (эффекторных, двигательных или секреторных) нейронов находятся в головном, спинном мозге или в вегетативных узлах. Их аксоны идут к рабочим органам (мышцам или железам). Соответственно этому имеются нервные окончания аксонов эфферентных нейронов двух типов: двигательные и секреторные.
3. Вставочные нейроны передают возбуждение с афферентного на эфферентный нейрон.
Кроме нейронов, в нервной системе имеются клетки глии, которые выполняют опорную, питательную, защитную и разграничительную функцию по отношению к нейронам.
Нервная система – совокупность анатомических структур, образованных нервной тканью. Нервная система состоит из множества нейронов, передающих информацию в виде нервных импульсов в различные участки тела и получающих ее от них для поддержания активной жизнедеятельности организма. Нервная система подразделяется на центральную и периферическую. Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему; к периферической относятся парные спинномозговые и черепные нервы с их корешками, их ветви, нервные окончания и ганглии. Существует еще одна классификация, согласно которой единую нервную систему также условно подразделяют на две части: соматическую (анимальную) и вегетативную (автономную). Соматическая нервная система иннервирует главным образом органы сомы (тело, поперечнополосатые, или скелетные, мышцы, кожу) и некоторые внутренние органы (язык, гортань, глотка), обеспечивает связь организма с внешней средой. Вегетативная (автономная) нервная система иннервирует все внутренности, железы, в том числе и эндокринные, гладкие мышцы органов и кожи, сосуды и сердце, регулирует обменные процессы во всех органах и тканях. Вегетативная нервная система, в свою очередь, подразделяется на две части: парасимпатическую и симпатическую. В каждой из них, как и в соматической нервной системе, выделяют центральный и периферический отделы.
Сантьяго Рамон-и-Кахаль, испанский анатом, создал нейронную теорию. Ее основные положения: нервная система состоит из многочисленных отдельных нервных клеток-нейронов, соединенных между собой множеством синапсов. Нейрон – основная структурная и функциональная единица нервной системы. Серое вещество мозга состоит из нейронов и отходящих от них отростков, белое – из отростков нейронов.
Одной из важнейших особенностей нейрона является его динамическая поляризация, состоящая в том, что нервные импульсы поступают или непосредственно к телу нейрона, или к его дендритам, а выходит от него по единственному аксону. Эти работы были удостоены Нобелевской премии.
Электроэнцефалография. Нейроны обладают электрической активностью. Постоянные колебания потенциала нейронов можно записать с неповрежденной кожи головы. В конце 30-х гг. XX века Ганс Бергер впервые произвел регистрацию суммарной электрической активности головного мозга. Метод получил название электроэнцефалографии (ЭЭГ) (от электро + греч. enkephalos – головной мозг, gramma – запись). Бергер обнаружил, что во время бодрствования на ЭЭГ видны быстрые низкоамплитудные волны, а во время сна – медленные высокоамплитудные. Сегодня ЭЭГ – один из весьма распространенных методов исследования. У здорового взрослого человека на ЭЭГ, которая записывалась при закрытых глазах, регистрируется основной альфа-ритм, который отражает одновременную деятельность нейронов. При открытых глазах в связи с поступлением зрительных сигналов происходит десинхронизация, альфа-волны исчезают и на смену им появляются бета-волны с большей частотой и меньшей амплитудой. Кроме того, у здорового человека во время сна возникают медленные крупноволновые тетаволны и дельта-волны. У детей и подростков и в состоянии бодрствования возникают медленные волны.
Центральная нервная система
Спинной мозг, расположенный в позвоночном канале, разделен на две половины. На его боковых поверхностях симметрично входят задние (афферентные) и выходят передние (эфферентные) корешки спинномозговых нервов. Участок спинного мозга, соответствующий каждой паре корешков, называется сегментом. В пределах спинного мозга выделяют сегменты: шейные (I–VIII), грудные (I–XII), поясничные (I–V), крестцовые (I–V) и копчиковые (I–III). Длина спинного мозга – в среднем 45 см, масса – 34–38 г.
На поперечном разрезе спинного мозга видно расположенное внутри серое вещество и окружающее его со всех сторон белое (рис. 1.32). Серое вещество образовано телами нервных клеток (около 13 млн), началом их отростков, клетками глии. Клетки, имеющие одинаковое строение и выполняющие одинаковые функции, образуют ядра серого вещества. В сером веществе различают передние, задние, а в некоторых сегментах (от I грудного до II–III поясничного сегментов) еще и боковые столбы. На поперечном разрезе видны одноименные рога. В передних столбах (передних рогах) серого вещества залегают двигательные нейроны, образующие ядра, являющиеся двигательными соматическими центрами. Их аксоны выходят в составе передних корешков, а затем спинномозговых нервов и направляются на периферию, иннервируя скелетные мышцы. В задних столбах залегают ядра, образованные мелкими вставочными нейронами, к которым в составе задних, или чувствительных, корешков направляются аксоны клеток, расположенных в спинномозговых узлах. Отростки вставочных нейронов осуществляют связь с нервными центрами головного мозга. В боковых столбах (боковых рогах) расположены центры симпатической части вегетативной нервной системы.
Белое вещество – это отростки нейронов, по которым нервные импульсы направляются от спинного мозга к структурам головного мозга (чувствительные) или в обратном направлении – от головного мозга к нейронам спинного мозга (двигательные). Группы волокон формируют проводящие пути.
Рис. 1.32. Спинной мозг (поперечный разрез) и рефлекторная дуга: А – задняя срединная борозда; Б – белое вещество; В – задний рог; Г – задний корешок; Д – спинномозговой узел; Е – передний корешок; Ж – передний рог; 3 – передняя срединная щель; 1 – вставочный нейрон; 2 – афферентное нервное волокно; 3 – эфферентное нервное волокно; 4 – серая ветвь; 5 – белая ветвь; 6 – узел симпатического ствола; 7 – нервно-секреторное окончание
Головной мозг
Головной мозг расположен в полости мозгового черепа. Масса мозга не превышает 2 % от общей массы тела. В среднем головной мозг взрослого мужчины весит 1375–1400 г. При этом относительная масса мозга мужчин меньше, чем у женщин. Так, у мужчин на 1 кг массы тела приходится 20 г мозга, у женщин – 22. Абсолютная масса мозга практически не важна. Приведем пример. Масса мозга голубого кита весом около 74 тонн – всего 7 кг, т. е. на 1 кг массы тела приходится около 100 мг мозга. Абсолютная масса мозга (по данным М. А. Гремяцкого) некоторых великих людей: Тургенева – 2012 г, Кромвеля – 2000 г, Байрона – 2238 г, Кювье – 1830 г, Шиллера – 1871 г, Теккерея – 1644 г, зоолога Агассица – 1495 г, химика Либиха – 1325 г, оратора Гамбетты – 1294 г, поэта Уитмена – 1282 г, врача Деллингера – 1207 г, Анатоля Франса – 1017 г. Несмотря на то, что масса мозга А. Франса была в 2 раза меньше массы мозга И. Тургенева, оба они были гениальными писателями и мыслителями.
С давних пор мозг считался вместилищем духа. Философ и теолог Фома Аквинский в XIII веке в своей «Философии любви» писал, что высшая, разумная душа живет в мозге. У. Шекспир говорит: «Мой мозг с моей душой в согласье». Сегодня ни у кого не вызывает сомнений, что мышление, сознание имеют свой материальный субстрат – мозг. Мышление было дано человеку при его сотворении как Божественный дар. Для сомневающихся приведем мнение, пожалуй, крупнейшего знатока мозга, лауреата Нобелевской премии Джона Экклза, который утверждает, что душа возникает благодаря влиянию сверхъестественных сил, она связывается с тканью мозга, после чего мозг и становится истинным мозгом (выделено мною. – Г. Б.). Экклз называет мозг «великое неизвестное», «смысл творения». Нобелевский лауреат нейрофизиолог Чарльз Шеррингтон сравнил мозг человека с «чудесным ткацким станком, на котором миллионы сверкающих челноков ткут мимолетный узор, непрестанно меняющийся, но всегда полный значения». Значение этого узора было расшифровано гораздо позднее и то не до конца. Мозг хранит в себе много тайн.
Головной мозг состоит из следующих отделов: ромбовидный мозг, в состав которого входят продолговатый и задний мозг (последний включает варолиев мозг и мозжечок); средний мозг и передний мозг, подразделяющийся на большой (конечный) и промежуточный мозг (включая таламус и гипоталамус).
Передний мозг.Конечный мозг, управляющий всей деятельностью организма, состоит из двух полушарий, которые очень хорошо развиты у человека разумного. Масса полушарий составляет около 78 % общей массы головного мозга, а площадь поверхности коры полушарий человека достигает около 2200 тыс. см2, что зависит от наличия большого количества борозд и извилин. Особенного развития у человека достигают лобные доли, их поверхность составляет около 29 % всей поверхности коры, а масса – более 50 % массы головного мозга. Полушария большого мозга отделены друг от друга продольной щелью, в глубине которой видно их мозолистое тело, образованное белым веществом, т. е. волокнами. Каждое полушарие состоит из пяти долей: лобной, теменной, височной, затылочной и островковой. Поперечная щель большого мозга отделяет затылочные доли полушарий от мозжечка. Сзади и книзу от затылочных долей расположены мозжечок и продолговатый мозг, переходящий в спинной (рис. 1.33 и 1.34).
Рис. 1.33. Головной мозг. Верхнелатеральная поверхность полушария: 1 – лобная доля; 2 – латеральная борозда; 3 – височная доля; 4 – листки мозжечка; 5 – щели мозжечка; 6 – затылочная доля; 7 – теменно-затылочная борозда; 8 – теменная доля; 9 – постцентральная извилина; 10 – центральная борозда; 11 – предцентральная извилина
Рис. 1.34. Головной мозг. Медиальная поверхность полушария: 1 – парацентральная долька; 2 – поясная извилина; 3 – поясная борозда; 4 – прозрачная перегородка; 5 – верхняя лобная борозда; 6 – межталамическое сращение; 7 – передняя спайка; 8 – таламус; 9 – гипоталамус; 10 – четверохолмие; 11 – зрительный перекрест; 12 – сосцевидное тело; 13 – гипофиз, 14 – IV желудочек; 15 – мост; 16 – ретикулярная формация; 17 – продолговатый мозг; 18 – червь мозжечка; 19 – затылочная доля; 20 – шпорная борозда; 21 – ножка мозга; 22 – клин; 23 – водопровод среднего мозга; 24 – затылочно-височная борозда; 25 – сосудистое сплетение; 26 – свод; 27 – предклинье Кора полушарий большого мозга образована серым веществом, которое лежит по периферии (на поверхности) полушарий. Толщина коры различных участков полушарий колеблется от 1,3 до 5 мм. Количество нейронов в шестислойной коре у человека достигает 10–14 млрд. Каждый из них связан с помощью синапсов с тысячами других нейронов. На долю коры полушарий большого мозга приходится около 40 % всей массы мозга. Кора непосредственно отвечает за психику человека, восприятие, память, мышление, научение, умственные способности и интеллект; она инициирует осознанные действия человека, его поведение. Прямо или косвенно кора связана со всеми частями человеческого тела. В коре выделяют двигательные, чувствительные и ассоциативные зоны. Под корой расположены нервные волокна – белое вещество, которое связывает кору со всей нервной системой.
Различные рецепторы воспринимают энергию раздражения и передают ее в виде нервного импульса в кору головного мозга, где происходит анализ всех раздражений, которые поступают из внешней и внутренней среды. В коре головного мозга располагаются центры (корковые концы анализаторов, которые не имеют строго очерченных границ), регулирующие выполнение определенных функций (рис. 1.35).
Рис. 1.35. Корковые центры анализаторов: 1 – ядро двигательного анализатора; 2 – лобная доля; 3 – ядро вкусового анализатора; 4 – двигательный центр речи (Брока); 5 – ядро слухового анализатора; 6 – височный центр речи (Вернике); 7 – височная доля; 8 – затылочная доля; 9 – ядро зрительного анализатора; 10 – теменная доля; 11 – ядро чувствительного анализатора; 12 – срединная щель
Лобная доля – передняя часть каждого полушария большого мозга, ограниченная снизу латеральной бороздой (сильвиева), а сзади центральной бороздой. Непосредственно впереди центральной борозды расположена двигательная область коры головного мозга (предцентральная извилина), контролирующая произвольные движения человека; впереди нее расположена префронтальная доля – область головного мозга, отвечающая за поведение человека, его обучение, рассудок и характер.
Теменная доля расположена за центральной бороздой, позади лобной, над височной и перед затылочной долей. В состав теменной доли входят: чувствительная кора, локализующаяся в коре постцентральной извилины противоположной половины тела.
Причем вверху расположены проекции нижних конечностей и нижних отделов туловища, а внизу проецируются рецепторные поля верхних частей тела и головы. Пропорции тела весьма искажены (рис. 1.36), ибо на представительство в коре кистей, языка, лица и губ приходится значительно большая площадь, чем на туловище и ноги, что соответствует их физиологической значимости. В двигательной коре лобной доли пропорции частей тела человека, как и в чувствительной зоне, весьма искажены (рис. 1.37). Размеры проекционных зон различных частей тела зависят не от их действительной величины, а от функционального значения. Так, зоны кисти в коре полушарий большого мозга значительно больше, чем зоны туловища и нижней конечности, вместе взятые. Двигательные области каждого из полушарий, весьма специализированные у человека, связаны со скелетными мышцами противоположной стороны тела. Если мышцы конечностей изолированно связаны с одним из полушарий, то мышцы туловища, гортани и глотки – с двигательными областями обоих полушарий. От двигательной коры нервные импульсы направляются
Рис. 1.36. Корковый центр общей чувствительности (чувствительный «гомункулюс»; из В. Пенфилда и И. Расмуссена). Изображения на поперечном срезе мозга (на уровне постцентральной извилины) и относящиеся к ним обозначения показывают пространственное представительство поверхности тела в коре большого мозга
Рис. 1.37. Двигательная область коры (двигательный «гомункулюс»; из В. Пенфилда и И. Расмуссена). Изображение двигательного «гомункулюса» отражает относительные размеры областей представительства отдельных участков тела в коре предцентральной извилины большого мозга к нейронам спинного мозга, а от них – к скелетным мышцам. В коре нижней теменной дольки расположено ядро двигательного анализатора, осуществляющее координацию всех целенаправленных сложных комбинированных движений; в коре верхней теменной дольки – ядро кожного анализатора стереогнозии (от греч. stereos – твердый, пространственный, gnosis – знание, учение – способности различать предметы путем ощупывания при закрытых глазах) и участки ассоциативных зон.
Височная доля занимает нижнебоковые отделы полушария и отделена от лобной и теменной долей латеральной бороздой. В коре височной доли находятся ядро слухового анализатора устной (разговорной) речи.
Затылочная доля разделяется на несколько извилин бороздами, в коре медиальной поверхности затылочной доли находится зрительный центр.
Островковая доля располагается в глубине латеральной борозды. Глубокая круговая борозда островка отделяет ее от других отделов полушария. Функция островковой доли у человека пока изучена недостаточно.
На долю корковых центров приходится лишь малая часть коры больших полушарий, преобладают участки, непосредственно не выполняющие чувствительных и двигательных функций. Эти зоны называются ассоциативными. Они обеспечивают связи между различными центрами, участвуют в восприятии и обработке сигналов, объединении получаемой информации с эмоциями и информацией, заложенной в памяти.
Ассоциативная кора обеспечивает связи между чувствительными и двигательными центрами; отвечает за переработку чувствительной информации и приводит ее в соответствие с информацией, хранящейся в памяти. В ассоциативной коре расположены чувствительные центры высшего порядка. Здесь формируется схема тела – представление человека о расположении его конечностей и частей тела. Именно ассоциативная кора ответственна за поддержание умственной деятельности человека на возможно более высоком уровне.
Речь и мышление человека осуществляются при участии всей коры полушарий большого мозга. В то же время в коре полушарий большого мозга человека имеются зоны, являющиеся центрами целого ряда специальных функций, связанных с речью. Двигательные анализаторы устной и письменной речи располагаются в областях коры лобной доли вблизи ядра двигательного анализатора. Центры зрительного и слухового восприятия речи находятся вблизи ядер анализаторов зрения и слуха. При этом речевые анализаторы у правшей локализируются лишь в левом полушарии, у левшей – в большинстве случаев тоже слева. Однако они могут располагаться справа или в обоих полушариях. Согласно современным данным, кора лобных долей является морфологическим субстратом психических функций человека и его разума. При бодрствовании наблюдается более высокая активность нейронов лобных долей. Определенные области лобных долей (так называемая префронтальная кора) соединены многочисленными связями с различными отделами лимбической нервной системы, что позволяет считать их корковыми отделами лимбической системы. Префронтальная кора играет наиболее важную роль в эмоциях. Лобная кора – орган абстрактного мышления и интеллекта человека.
В 1982 г. Р. Сперри был удостоен Нобелевской премии «за открытия, касающиеся функциональной специализации полушарий мозга». Исследования Сперри показали, что кора левого полушария отвечает за вербальные (от лат. verbalis – словесный) операции и речь. Левое полушарие ответственно за понимание речи, а также за выполнение движений и жестов, связанных с языком; за математические расчеты, абстрактное мышление, интерпретацию символических понятий. Кора правого полушария контролирует выполнение невербальных функций, она управляет интерпретацией зрительных образов, пространственных взаимоотношений. Кора правого полушария дает возможность распознавать предметы, но не позволяет выразить это словами. Кроме того, правое полушарие распознает звуковые образы и воспринимают музыку. Оба полушария ответственны за сознание и самосознание человека, его социальные функции. Р. Сперри пишет: «Каждое полушарие… имеет как бы отдельное собственное мышление». При анатомическом изучении мозга были выявлены межполушарные различия. В то же время следует подчеркнуть, что оба полушария здорового мозга работают вместе, образуя единый мозг.
Базальные ядра – несколько крупных скоплений серого вещества, расположенного в толще белого вещества большого мозга. В их состав входят хвостатое и чечевицеобразное ядра (они образуют полосатое тело), а также миндалевидные тела и ограду. Чечевицеобразное ядро состоит из скорлупы и бледного шара. Базальные ядра имеют сложные нервные связи как с корой головного мозга, так и с таламусом, они участвуют в регуляции мышечного тонуса и управлении самопроизвольными движениями человека на подсознательном уровне.
Белое вещество полушарий большого мозга сформировано отростками нейронов, большинство из которых миелинизировано, и клеток глии. В головном мозге белое вещество находится внутри расположенного в коре мозговых полушарий слоя серого вещества. Количество нервных волокон в белом веществе огромно, если сложить их по длине, они составят 300–400 тыс. км – расстояние от Земли до Луны! Комиссуральные волокна соединяют между собой полушария, например, мозолистое тело, состоящее примерно из 200 млн нервных волокон. Ассоциативные волокна соединяют структуры одного полушария. Проекционные волокна направляются от коры полушарий большого мозга к другим структурам центральной нервной системы (например, внутренняя капсула). Пучки нервных волокон образуют проводящие пути головного и спинного мозга, несущие определенные нервные импульсы. В глубине полушарий расположены боковые желудочки (см. разд. «Желудочки мозга» далее в этой главе).
Промежуточный мозг расположен между полушариями большого мозга под мозолистым телом. В состав промежуточного мозга входят таламус, гипоталамус, эпиталамус и субталамус (см. рис. 1.34).
Таламус (зрительный бугор) является подкорковым центром всех видов общей чувствительности, поступающих в головной мозг перед тем, как они достигают его коры. Все чувствительные импульсы, за исключением тех, которые передают информацию о запахах, попадают в таламус, где, вероятно, начинается восприятие температуры, боли, прикосновения и т. д., откуда они передаются в кору больших полушарий. Таламус называют «воротами в кору полушарий большого мозга». Некоторые ученые идут дальше: таламус – «ворота в мир сознания». Таламус имеет обширные связи практически со всеми структурами головного мозга. Медиальные поверхности обоих таламусов образуют боковые стенки III желудочка, который является полостью промежуточного мозга.
Гипоталамус описан в разд. «Эндокринные железы» ранее в этой главе. Напомним: в состав гипоталамуса входят более 30 ядер, осуществляющих контроль температуры тела, чувства жажды, голода, аппетита, водного балансом в организме и его половой функции. Кроме того, он тесно связан с эмоциональной активностью и сном, а также выполняет функции центра, в котором интегрируется гормональная и вегетативная нервная активность путем осуществления контроля за секрецией гипофизных гормонов. Гипоталамус управляет функцией внутренней среды организма и обеспечивает гомеостаз. Гипоталамус является связующим звеном между нервной и эндокринной системами. Гипоталамус связан со всеми структурами головного мозга. Особенно важны его связи с лимбической системой и корой полушарий большого мозга.
В состав эпиталамуса входит эпифиз, описанный в разд. «Эндокринные железы» ранее в этой главе. Напомним: эпифиз обеспечивает формирование суточных ритмов, являясь своеобразными «биологическими часами» (образование и выделение основного гормона мелатонина зависит от времени суток: ночью выделяется около 80 % гормона). Гормоны эпифиза предотвращают раннее половое созревание. Мелатонин участвует в защите организма от вредных последствий стресса.
Средний мозг включает ножки мозга и крышу среднего мозга. Ножки мозга (см. рис. 1.34) – белые округлые тяжи, которые выходят из моста и направляются к полушариям большого мозга. В ножках мозга проходят нисходящие пучки нервных волокон, образующие двигательные пути. В ножках залегают черное вещество и красные ядра, образованные группами нервных клеток. Они участвуют в регуляции мышечного тонуса и подсознательных автоматических движений. В крыше среднего мозга различают пластинку в виде четверохолмия. Два верхних холмика являются подкорковыми центрами зрительного анализатора, два нижних – слухового анализатора. Именно здесь происходит переключение импульсов на нижележащие структуры мозга. В углублении между верхними холмиками лежит эпифиз (шишковидное тело) (см. разд. «Эндокринная система» ранее в этой главе). Сильвиев водопровод соединяет III и IV желудочки. Вокруг водопровода располагается ретикулярная формация и ядра III и IV пар черепных нервов (ретикулярная формация описана далее в этой главе).
Задний мозг, в состав которого входят мост и мозжечок (см. рис. 1.33 и 1.34), располагается над продолговатым мозгом.
Мост (варолиев мост) выглядит в виде поперечного утолщенного валика. Задняя поверхность, покрытая мозжечком, участвует в образовании ромбовидной ямки, передняя граничит с продолговатым мозгом внизу и ножками мозга вверху. Внутри варолиева моста проходит множество проводящих путей, связывающих кору головного мозга со спинным мозгом и с корой полушарий мозжечка. Кроме того, внутри него находится несколько ядер серого вещества (V, VI, VII, VIII пар черепных нервов, ретикулярная формация). От его передней поверхности отходят тройничные нервы.
Мозжечок располагается в задней черепной ямке кзади от варолиева моста и продолговатого мозга под затылочными долями большого мозга (см. рис. 1.34). Как и в большом мозге, в мозжечке снаружи расположено серое вещество (кора), а внутри – белое вещество. Белое вещество, проникая между серым, как бы ветвится, образуя белые полоски, напоминая на срединном разрезе фигуру ветвящегося дерева – «древо жизни». Три пары широких пучков нервных волокон – нижняя, средняя и верхняя ножки мозга – соединяют мозжечок соответственно с продолговатым мозгом, мостом и средним мозгом. Мозжечок состоит из двух полушарий и непарной срединной части – червя мозжечка. Поверхность полушарий и червя разделяют поперечные параллельные борозды, между которыми залегают узкие длинные листки мозжечка. В толще белого вещества располагаются четыре пары ядер – скоплений нейронов (зубчатое, пробковидное, шаровидное и ядро шатра). Основными функциями мозжечка являются: поддержание позы и мышечного тонуса, сохранение равновесия и синхронизация деятельности различных групп мышц на подсознательном уровне путем преобразования мышечных сокращений в плавные хорошо скоординированные движения. Несмотря на это, мозжечок не инициирует выполняемые движения и не участвует в сознательном восприятии человеком его чувств или в развитии у него интеллектуальных способностей. Масса мозжечка взрослого мужчины достигает 150–160 г, поверхность коры мозжечка – около 850 см2.
Продолговатый мозг является непосредственным продолжением спинного мозга (см. рис. 1.33). В его белом веществе расположены многочисленные ядра, в том числе IX–XII пар черепных нервов, олив, центры дыхания и кровообращения, ретикулярная формация. Белое вещество образовано нервными волокнами, которые составляют все чувствительные и двигательные проводящие пути. Центры продолговатого мозга регулируют кровяное давление, сердечный ритм и спонтанные дыхательные движения.
Мозжечок частично прикрывает заднюю поверхность продолговатого мозга. Если приподнять или удалить мозжечок, становится видна ромбовидная ямка – дно IV желудочка, являющегося полостью ромбовидного мозга.
Желудочки мозга – четыре заполненные спинномозговой жидкостью полости внутри головного мозга. Парные боковые желудочки, расположенные по одному в каждом полушарии мозга, соединяются через межжелудочковые отверстия с третьим желудочком. Последний соединяется через узкий канал – водопровод мозга – с четвертым желудочком, являющимся полостью ромбовидного мозга. Полость IV желудочка сообщается с подпаутинным пространством головного мозга, которое продолжается в подпаутинное пространство спинного мозга. Внутри всех этих полостей циркулирует спинномозговая жидкость.
Лимбическая система (от лат. limbus – край, кайма) окаймляет мозолистое тело (см. рис. 1.34). В состав лимбической системы входят структуры конечного, среднего и промежуточного мозга, которые участвуют в регуляции эмоций, мотиваций и управлении их общими приспособлениями к условиям внешней среды. Лимбическая система участвует в формировании эмоций, памяти и обучении, влияет на функции организма, имеющие отношение к инстинкту самосохранения (скажем, поиск пищи), борьбе за выживаемость вида (например, рождение потомства и забота о нем), к проявлениям страха, гнева и удовольствия, а также к запоминанию различной информации.
Кроме того, лимбическая система участвует в ориентировочном поведении, внимании, настороженности, эмоциональном напряжении. Кора лобной доли играет важную роль в регуляции эмоций. Поражение данной зоны (опухоль, кровоизлияние, травма и др.) приводит к резкому нарушению эмоций. При этом возникает «лобная психика», или «лобная тупость», – безразличие к социальным отношениям, к близким, родным, потеря интереса к духовной сфере, творчеству, отсутствие сочувствия, сопереживания. В то же время усиливаются биологические потребности (пищевые, половые). Эти эмоции растормаживаются.
Ретикулярная система – совокупность нейронов и соединяющих их нервных волокон, расположенных в стволе мозга и образующих сеть. Ретикулярная формация связана со всеми органами чувств, двигательными и чувствительными областями коры большого мозга, таламусом и гипоталамусом, спинным мозгом. Она регулирует уровень возбудимости и тонуса различных отделов центральной нервной системы, участвует в регуляции уровня сознания, эмоций, сна и бодрствования, вегетативных функций, целенаправленных движений. Один нейрон ретикулярной формации может иметь синапсы более чем с 25 000 других нейронов.
Оболочки головного и спинного мозга
Головной и спинной мозг покрыты тремя оболочками, которые в области большого затылочного отверстия переходят с головного мозга на спинной.
Мягкая мозговая оболочка – внутренняя из трех оболочек, окружающих головной и спинной мозг. Ее поверхность плотно прилегает к поверхности головного и спинного мозга, покрывая все имеющиеся на ней борозды и извилины. Мягкая мозговая оболочка содержит множество мельчайших разветвляющихся кровеносных сосудов, которые снабжают кровью мозг. Субарахноидальное (подпаутинное) пространство отделяет ее от паутинной мозговой оболочки. Подпаутинное пространство заполнено спинномозговой жидкостью, которая образуется в желудочках головного мозга.
Паутинная оболочка – средняя из трех оболочек, покрывающих головной и спинной мозг; очень тонкая, имеет почти паутинообразную структуру.
Твердая мозговая оболочка – наружная самая толстая из трех мозговых оболочек, окружающая головной и спинной мозг, состоит из двух пластинок: наружной и внутренней, причем наружная пластинка является одновременно надкостницей черепа. В некоторых местах твердая мозговая оболочка расщепляется и внутренний ее листок проходит вниз и глубоко заходит в виде отростков в щели мозга. Например, между полушариями большого мозга проходит серп большого мозга, между полушариями мозжечка лежит серп мозжечка, а между мозжечком и большим мозгом – намет мозжечка. Твердая оболочка отделена от паутинной субдуральным пространством. В местах отхождения отростков оболочка расщепляется, образуя каналы треугольной формы, – синусы твердой мозговой оболочки; листки, образующие их стенки, туго натянуты и не спадаются. В синусы из мозга по венам оттекает венозная кровь, которая затем поступает во внутренние яремные вены.
Прозрачная спинномозговая жидкость (СМЖ) защищает головной и спинной мозг, которые как бы плавают в ней. Количество СМЖ у взрослого мужчины около 140–150 мл. Она амортизирует и смягчает сотрясения, которые мозг постоянно испытывает в течение жизни. СМЖ всасывается в венозную кровь, а также в кровеносные и лимфатические капилляры. В состав спинномозговой жидкости входят вода, глюкоза, различные соли, ферменты, а также некоторое количество лейкоцитов (но не эритроцитов!).
Обратите внимание!Поясничная пункция – процедура взятия спинномозговой жидкости с помощью полой иглы, вводимой в подпаутинное пространство в области поясницы (обычно между третьим и четвертым поясничными позвонками). Взятая таким образом жидкость исследуется для уточнения и окончательной постановки диагноза больному. Поясничная пункция обычно не представляет никакой опасности для пациента. При пункции невозможно повредить спинной мозг, т. к. он заканчивается на уровне I–II поясничных позвонков, а подпаутинное пространство достигает уровня II крестцового позвонка. Поясничная пункция позволяет ввести необходимые лекарства в подпаутинное пространство.
Периферическая нервная система
Периферическая нервная система (ПНС) включает все нервные образования, находящиеся вне центральной нервной системы (т. е. вне головного и спинного мозга). К ПНС относятся все черепные и спинномозговые нервы с их корешками, а также их ветви, нервные окончания и ганглии (узлы).
Нерв – пучок нервных волокон, по которому от головного или спинного мозга импульсы передаются к железам (двигательные, или центробежные нервы) или от рецепторов поступают в головной и спинной мозг (чувствительные, или центростремительные нервы). Нерв состоит из миелинизированных и немиелинизированных нервных волокон. Снаружи нерв окружен соединительнотканной оболочкой – эпиневрием, в который входят питающие его сосуды. Большинство крупных нервов являются смешанными, объединяя в себе как центробежные, так и центростремительные нервы, идущие как по направлению к различным частям тела, так и от них. Вегетативные нервы образованы отростками клеток вегетативных ядер черепных нервов или боковых столбов спинного мозга.
Черепные нервы. От ствола головного мозга отходит 12 пар черепных нервов (рис. 1.38). В их состав входят чувствительные («приходящие»), двигательные («уходящие»), а также вегетативные волокна. Черепные нервы имеют собственные названия и порядковые номера, обозначаемые римскими цифрами. Чувствительные нервы: обонятельный, зрительный, преддверно-улитковый. Обонятельные нервы (I) состоят из отростков рецепторных клеток, располагающихся в слизистой оболочке обонятельной области полости носа. Зрительные нервы (II) образованы отростками ганглиозных клеток сетчатой оболочки глаза. В отличие от обонятельных нервов, которые образуют 15–20 нитей (нервов), зрительный нерв представлен единым стволом. Войдя в полость черепа, правый и левый зрительные нервы перекрещиваются и продолжаются в зрительные тракты. Преддверно-улитковый нерв (VIII) образован центральными отростками нейронов, залегающими в преддверном и улитковом узлах. Периферические отростки клеток последних формируют нервы, заканчивающиеся соответственно в вестибулярной части перепончатого лабиринта внутреннего уха (орган равновесия) и в спиральном органе улиткового протока (орган слуха) (см. разд. «Анализаторы (органы чувств)» далее в этой главе).
Рис. 1.38. Управление органов черепными нервами (схема): I – обонятельный нерв; II – зрительный нерв; III – глазодвигательный нерв; IV – блоковый нерв; V – тройничный нерв; VI – отводящий нерв; VII – лицевой нерв; VIII – преддверно-улитковый нерв; IX – языкоглоточный нерв; X – блуждающий нерв; XI – добавочный нерв; XII – подъязычный нерв
Двигательные нервы: глазодвигательный, блоковый, отводящий, добавочный, подъязычный. Глазодвигательный (III), блоковый (IV) и отводящий (VI) нервы иннервируют мышцы глазного яблока и мышцу, поднимающую верхнее веко. В составе глазодвигательного нерва проходят также парасимпатические волокна, которые иннервируют мышцы глазного яблока, мышцу, суживающую зрачок, и ресничную. Добавочный нерв (XI) делится на две ветви. Одна из них, внутренняя, присоединяется к блуждающему нерву, а наружная направляется к грудино-ключично-сосцевидной и трапециевидной мышцам. Подъязычный нерв (XII) иннервирует мышцы языка.
Смешанные нервы: тройничный, лицевой, языкоглоточный, блуждающий. Тройничный нерв (V) осуществляет чувствительную иннервацию твердой мозговой оболочки, кожи головы и слизистых оболочек глаза, полости носа и рта, придаточных пазух носа, передних 2/3 языка, слюнных желез; двигательную иннервацию жевательных мышц и некоторых мышц шеи.
В состав лицевого нерва (VII) входят двигательные ветви (собственно лицевой нерв), иннервирующие все мимические мышцы, и смешанный (промежуточный) нерв, образованный чувствительными (вкусовыми) и парасимпатическими волокнами. Первые распространяются в передних 2/3 языка, а вторые иннервируют слезную железу и железы слизистой оболочки полости носа, подчелюстную и подъязычную слюнные железы.
В составе языкоглоточного нерва (IX) проходят двигательные, чувствительные и парасимпатические волокна. Нерв осуществляет чувствительную иннервацию слизистой оболочки задней трети языка, глотки, среднего уха, а также иннервирует мышцы глотки и околоушную слюнную железу.
Блуждающий нерв (X) обеспечивает парасимпатическую иннервацию органов шеи, грудной и брюшной полостей (до сигмовидной ободочной кишки), а также содержит чувствительные и двигательные волокна, которые иннервируют часть твердой оболочки головного мозга, кожу наружного слухового прохода и ушной раковины, слизистую оболочку и мышцы-сжиматели глотки, мышцы мягкого нёба, слизистую оболочку и мышцы гортани, трахею, бронхи, пищевод, сердце. В брюшной полости от ствола нерва отходят желудочные, печеночные и чревные ветви.
Спинномозговые нервы. Спинномозговые нервы (31 пара) формируются из двух корешков, отходящих от спинного мозга, – переднего (двигательного) и заднего (чувствительного), которые, соединяясь между собой в межпозвоночном отверстии, образуют ствол спинномозгового нерва. Это 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый нерв. Спинномозговые нервы соответствуют сегментам спинного мозга. К заднему корешку прилежит чувствительный спинномозговой узел, образованный телами крупных афферентных Т-образных нейронов. Длинный отросток (дендрит) направляется на периферию, где заканчиваются рецептором, а короткий аксон в составе заднего корешка входит в задний рог спинного мозга. Волокна обоих корешков (переднего и заднего) образуют смешанные спинномозговые нервы, содержащие чувствительные, двигательные и вегетативные (симпатические) волокна (рис. 1.39). Последние имеются не во всех боковых рогах спинного мозга, а только в VIII шейном, всех грудных и I–II поясничных нервах. В грудном отделе нервы сохраняют сегментарное строение (межреберные нервы), а в остальных соединяются друг с другом петлями, образуя сплетения: шейное, плечевое, поясничное, крестцовое и копчиковое, от которых отходят периферические нервы, иннервирующие кожу и скелетные мышцы (рис. 1.40).
Рис. 1.39. Схема образования спинномозгового нерва (по Р. Крстичу, с изменениями): 1 – спинной мозг; 2 – задний корешок спинномозгового нерва; 3 – передний корешок спинномозгового нерва; 4 – спинномозговой узел; 5 – спинномозговой нерв; 6 – белая соединительная ветвь; 7 – узел симпатического ствола; 8 – серая соединительная ветвь; 9 – эпиневрий; 10 – периневрий (волокнистая часть); 11 – эпителиальная часть периневрия; 12 – пучки нервных волокон; 13 – передняя ветвь спинномозгового нерва; 15 – менингеальная ветвь спинномозгового нерва; 16 – мягкая оболочка спинного мозга; 17 – паутинная оболочка спинного мозга; 18 – твердая оболочка спинного мозга
Рис. 1.40. Спинномозговые нервы: 1 – головной мозг в полости черепа; 2 – шейное сплетение (CI–IV); 3 – диафрагмальный нерв; 4 – спинной мозг в позвоночном канале; 5 – диафрагма; 6 – поясничное сплете ние (LI–IV); 7 – бедренный нерв; 8 – крестцовое сплетение (LIV, V, SI–III); 9 – мышечные ветви седалищного нерва; 10 – общий малоберцовый нерв; 11 – поверхностный малоберцовый нерв; 12 – подкожный нерв; 13 – глубокий ма лоберцовый нерв; 14 – большеберцовый нерв; 15 – седалищный нерв; 16 – срединный нерв; 17 – локтевой нерв; 18 – лучевой нерв; 19 – мышечно-кожный нерв; 20 – подмышечный нерв; 21 – плечевое сплетение (CV–VIII, TI)
От шейного сплетения отходят чувствительные (кожные) нервы, иннервирующие кожу затылочной области, ушной раковины, наружного слухового прохода, шеи; двигательные (мышечные) ветви к близлежащим мышцам шеи и смешанный диафрагмальный нерв, иннервирующий диафрагму.
Нервы плечевого сплетения иннервируют часть мышц шеи, мышцы плечевого пояса, суставы, кожу и мышцы верхней конечности. Двенадцать пар передних ветвей грудных нервов – это смешанные межреберные нервы, иннервирующие все вентральные мышцы стенок грудной и брюшной полостей, кожу передней и боковой поверхности груди, живота, спины и молочную железу.
Нервы, выходящие из поясничного сплетения, иннервируют кожу нижнего отдела передней брюшной стенки и частично бедра, голени и стопы, наружных половых органов. Мышечные нервы иннервируют мышцы стенок живота, передней и медиальной групп мышц бедра. Крестцовое сплетение иннервирует мышцы и частично кожу ягодичной области и промежности, кожу наружных половых органов, кожу и мышцы задней поверхности бедра, кости, суставы, мышцы и кожу голени и стопы. Ветви копчикового сплетения иннервируют кожу в области копчика и в окружности заднего прохода.
Вегетативная нервная система
Вегетативная нервная система (ВНС) – это часть нервной системы, которая координирует и регулирует деятельность внутренних органов (например, сердца, движения кишечника, выделение пота, слюноотделение, обмен веществ, функциональную активность тканей и т. д.). Главная функция вегетативной нервной системы – поддержание гомеостаза (постоянства внутренней среды организма). Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую нервную систему. Центр симпатической части расположен в боковых рогах VIII шейного, всех грудных, I–II поясничных сегментов спинного мозга; центры парасимпатической – в среднем и продолговатом мозге и во II–V крестцовых сегментах спинного мозга (рис. 25 на цв. вклейке).
Периферическая часть вегетативной нервной системы образована выходящими из головного и спинного мозга вегетативными нервами, ветвями и нервными волокнами, вегетативными сплетениями и их узлами (ганглиями), лежащими кпереди от позвоночника (предпозвоночные – превертебальные) и рядом с позвоночником (околопозвоночные – паравертебральные), а также расположенными вблизи крупных сосудов возле органов и в их толще.
Одной из особенностей вегетативной нервной системы является образование сплетений, к которым подходят симпатические и/или парасимпатические преганглионарные волокна.
ВНС, как и соматическая часть нервной системы, имеет два пути: афферентный и эфферентный. Афферентные нервные волокна, являющиеся дендритами клеток спинномозговых узлов, передают импульсы от рецепторов внутренних органов в центральную нервную систему. Афферентный путь состоит из одного нейрона, эфферентный путь – из двух нейронов. Передачи импульса рабочему органу через два нейрона – важнейшая особенность ВНС. Первый нейрон (преганглионарный), расположенный в ЦНС, передает импульс по преганглионарному (предузловому) нервному волокну второму нейрону, расположенному в вегетативном узле (ганглии), его отросток – постганглионарное (послеузловое) волокно – передает импульс рабочему органу (рис. 1.41). В синапсах нервный импульс передается посредством нейромедиатора (от лат. mediator – посредник). Нейромедиатор парасимпатической части – ацетилхолин. В симпатической части два медиатора: ацетилхолин передает импульс от преганглионарного волокна второму нейрону, норадреналин – от постганглионарного волокна рабочему органу. В симпатической части часть преганглионарных волокон заканчивается синапсами в околопозвоночных узлах симпатической части вегетативной нервной системы, которые, соединяясь между собой с каждой стороны позвоночника межузловыми ветвями, образуют правый и левый симпатический стволы, расположенные по бокам от позвоночника. В каждом стволе различают 3 шейных, 10–12 грудных, 4 поясничных и 4 крестцовых узла.
Рис. 1.41. Принцип строения вегетативной нервной системы (схема)
Другая часть преганглионарных волокон (отростки клеток первого нейрона эфферентного пути) не прерывается в узлах симпатического ствола, а проходит через них транзитом и в составе ветвей симпатического ствола (внутренностных нервов) входит в узлы симпатических сплетений брюшной полости и таза (чревное, аортальное, брыжеечные, верхнее и нижнее подчревные). В узлах этих сплетений преганглионарные волокна заканчиваются синапсами на нейронах узлов. Нервные клетки, расположенные в узлах сплетений, являются вторыми нейронами эфферентного пути симпатической иннервации внутренних органов брюшной полости, таза, кровеносных и лимфатических сосудов.
Преганглионарные волокна парасимпатической части обычно более длинные, чем преганглионарные симпатические, они идут в составе III, VII, IX и X пар черепных и II–IV крестцовых нервов. Аксоны парасимпатических нейронов доходят до околоорганных вегетативных узлов или органных узлов вегетативных сплетений (сердечного, легочного, пищеводного, желудочных, кишечного и др.), в которых залегают тела клеток вторых эфферентных парасимпатических нейронов, чьи аксоны идут к рабочим органам. Парасимпатическая часть глазодвигательного нерва иннервирует ресничную мышцу и мышцу-сфинктер зрачка. Парасимпатическая часть лицевого нерва иннервирует слезную железу, а также железы слизистой оболочки полости носа, нёба, поднижнечелюстную и подъязычную слюнные железы. Парасимпатическая часть языкоглоточного нерва иннервирует околоушную слюнную железу. Парасимпатическая часть блуждающего нерва осуществляет парасимпатическую иннервацию гладкой мускулатуры и желез органов шеи, груди и живота. Крестцовый отдел парасимпатической части вегетативной нервной системы осуществляет парасимпатическую иннервацию гладких мышц и желез органов таза.
Большинство внутренних органов иннервируется обеими частями вегетативной нервной системы, которые оказывают на них различное, иногда противоположное влияние (табл. 1.7). Для оптимальной жизнедеятельности организма необходимо равновесие между симпатической и парасимпатической частями ВНС.
Таблица 1.7. Влияние симпатических и парасимпатических нервов на функции некоторых органов и кровеносные сосуды
Что же делает вегетативная нервная система?
Два характерных примера. В особенно приподнятом настроении человек идет вечером домой, вдруг на него нападают двое громил. Что происходит в организме? Резко возрастают частота и сила сердечных сокращений, увеличивается артериальное давление, учащается и углубляется дыхание, расширяются бронхи, увеличивается легочная вентиляция. Оба этих феномена сочетаются с сужением артерий кожи, желудочно-кишечного тракта, почек и расширением артерий скелетных мышц и миокарда – все это приводит к увеличению доставки кислорода и питательных веществ к мышцам, сердцу и мозгу, благодаря чему мышцы и миокард способны сильнее сокращаться, а мозг лучше работает. Этому способствует также усиление распада гликогена в печени и жира в жировой ткани. Кроме того, резко расширяются зрачки («чтобы тебя лучше видеть, дитя мое», – как сказано в известной сказке). Это все увеличивает силы и помогает организму либо вступить в борьбу, либо убежать. Реакция, обусловленная возбуждением симпатической части вегетативной нервной системы, так и называется – реакция «борьбы и бегства».
Другая ситуация. Человек поел, никуда не торопится, благодушен, отдыхает. Тогда преобладает активность парасимпатической части вегетативной нервной системы, что обеспечивает реакции типа «отдых и восстановление», восстанавливающие силы организма. При этом сила, частота сердечных сокращений и просвет воздухоносных путей уменьшаются, артерии скелетных мышц суживаются, а желудочно-кишечного тракта расширяются. Это приводит к уменьшению кровотока в мышцах, миокарде и увеличению в пищеварительном тракте, что усиливает пищеварение.
Эрекция полового члена и клитора, возбуждение женских половых органов связаны с возбуждением парасимпатических нейронов крестцового отдела спинного мозга; во время оргазма происходит активация симпатических нейронов нижних грудных и верхних поясничных сегментов.
Центральная регуляция функций вегетативной нервной системы осуществляется корой больших полушарий через гипоталамус и ствол мозга (главным образом продолговатый мозг). Из этих структур выходят основные проводящие пути, которые направляются к преганглионарным нейронам.
Системы, управляющие функциями организма
В организме человека имеются три сложные системы управления функциями: нервная, гуморальная и эндокринная, которые тесно связаны между собой и осуществляют единую нейро-гуморально-гормональную регуляцию. Центральная нервная система, в том числе ее высший отдел – кора головного мозга, регулирует функции желез внутренней секреции. Это осуществляется как путем непосредственной иннервации желез, так и благодаря регуляции гипоталамусом деятельности гипофиза. Вегетативная нервная система особенно тесно связана с деятельностью гипофиза и надпочечников. Гипоталамус является центром регуляции эндокринных функций, он координирует нервные и гормональные механизмы регуляции функции внутренних органов, объединяет нервные и эндокринные регуляторные механизмы в общую нейроэндокринную систему.
Анализаторы (органы чувств)
Органы чувств осуществляют связь организма с внешней средой. Именно органы чувств – «входные ворота» в психику, сознание и мышление человека. В 1912 г. великий физиолог лауреат Нобелевской премии И. П. Павлов сформулировал принципиально новое понятие – анализаторы, которым он заменил общепринятый термин «органы чувств». Нормальная жизнедеятельность организма возможна при наличии трех условий: постоянство внутренней среды (гомеостаз), постоянная связь с непрерывно изменяющимися условиями внешней среды и приспособление (адаптация) к ней. Обращаем внимание! Вся информация о состоянии внешней и внутренней среды поступает в организм через анализаторы.
Но вначале – об анализаторах. Анализатор (согласно И. П. Павлову) – это комплекс структур, которые воспринимают сигналы внешней и внутренней среды, преобразуют их энергию в нервный импульс, производят высший анализ и синтез.
Каждый анализатор состоит из трех частей: периферической (собственно один из органов чувств), проводящих путей и коркового центра.
В периферической части главная структура – рецепторная клетка, которая воспринимает внешнее раздражение и перерабатывает его энергию в нервный импульс. К периферической части относятся и вспомогательные структуры, которые обеспечивают оптимальное восприятие (например, в глазу – хрусталик, мышцы и т. д.). По проводящим путям нервный импульс следует в нервный центр. Нейроны коркового конца анализатора производят анализ информации, ее реконструкцию и сличение. Сигналы, поступающие от различных анализаторов, объединяются с информацией, которая хранится в памяти.
Человек обладает шестью анализаторами, воспринимающими внешние раздражения (зрительный, слуховой, равновесия, вкусовой, обонятельный и осязательный). Внутренние анализаторы воспринимают и анализируют изменения параметров внутренней среды (например, артериальное давление, содержание различных веществ в крови).
Любое ощущение имеет четыре параметра: пространственный, временной, интенсивность (или количество) и качество (или модальность). Каждый анализатор реагирует оптимально только на определенные адекватные стимулы. Однако специфичность анализаторов связана со специфичностью рецепторов и характером центральной обработки информации (табл. 1.8).
Таблица 1.8. Основные категории в области сенсорных процессов – модальность и качество (по Ф. Блуму и соавт. с изменениями)
Для восприятия важную роль играет предшествующий опыт. Раздражения внешней среды интерпретируются мозгом с учетом накопленной информации. Если же информация новая или неполная, мозг выдвигает некую гипотезу (Ж. Годфруа, 1992 г.). Окружающий мир воспринимается в трех измерениях, благодаря наличию парных симметрично расположенных органов чувств. Кроме того, человек воспринимает движение и время, последнее имеет пределы от 1/18 до 2 с.
В центральной нервной системе, куда поступают нервные импульсы, вся информация обрабатывается в структурах мозга, ответственных за членораздельную речь. В результате и возникает восприятие – способность видеть, слышать, осязать, ощущать вкусы, запахи и положение тела в пространстве.
Зрительный анализатор (орган зрения, глаз)
Глаз издревле наделялся священными функциями. Поэтому умершему глаза сразу стараются закрыть, дабы он «не сглазил». В любом языке имеется много эмоциональных эпитетов, связанных с органом зрения. Весьма сложна символика, касающаяся левого и правого глаз, «дурного глаза», количества глаз (циклопы, «третий глаз» и т. п.).
«…И даже самый глаз не может, несмотря на совершенство строения, видеть самого себя», – писал У. Шекспир. Но видит глаз очень много – более 90 % информации человек получает через органы зрения. Еще Гераклит Эфесский, живший в V веке до н. э., писал, что глаза – более точные свидетели, чем уши.
Как говорил царь Соломон (Притчи, 27:20): «Ненасытимы глаза человеческие», «Не насытится око зрением» (Экклезиаст, 1:8), «А сердце следует за глазами» (Иов, 31:7). Зрение играет важную роль в сексуальности мужчины. Глаза всегда считали зеркалом души и лучшим украшением тела, особенно женского. Какой мужчина не согласится с прекрасными словами У. Шекспира:
Из женских глаз доктрину вывожу я:
Лишь в них сверкает пламя Прометея,
Лишь в них – науки, книги и искусства,
Которыми питается весь мир:
Без них нельзя достигнуть совершенства.
Глаза «связаны» с сердцем, отсюда – «глаза сердца» и сердце, которое следует за глазами. Глаз легкораним, поэтому издавна люди его берегут. Особо ценное человек бережет «как зеницу ока своего» (Второзаконие, 32:10). Наверное, именно поэтому в оригинале Библии слово «глаз» используется для обозначения искрящегося вина, поверхности земли, источника.
Глаз – орган зрения, имеющий форму неправильной сферы, воспринимающий свет, цвет и реагирующий на эти раздражения. Глазное яблоко состоит из ядра, покрытого тремя оболочками, и вспомогательных органов глаза. Наружная фиброзная оболочка состоит из склеры и прозрачной роговицы; средняя сосудистая оболочка – из собственно сосудистой оболочки, ресничного тела и радужной оболочки; внутренняя светочувствительная сетчатая оболочка воспринимает свет и цвет (рис. 26 на цв. вклейке).
В сетчатой оболочке глаза имеются радиально ориентированные цепи, состоящие из трех нейронов (рис. 1.42). Наружный из них – фоторецептор, воспринимающий свет и цвет. Их периферические отростки – палочки и колбочки. Глаз человека содержит примерно 125 млн палочек, которые позволяют ему хорошо видеть при сумеречном свете. В палочках содержится специфический пигмент родопсин (или зрительный пурпур), который обесцвечивается на свету и восстанавливает свою окраску в темноте. Обесцвечивание зрительного пурпура приводит к возникновению нервного импульса. Когда происходит его полное обесцвечивание (например, на ярком свету), палочки перестают функционировать.
Рис. 1.42. Схема строения сетчатки глаза: 1 – колбочки; 2 – палочки; 3 – пигментные клетки; 4 – биполярные клетки; 5 – ганглиозные клетки; 6 – нервные волокна. Стрелкой показано направление пучка света
Сетчатка человеческого глаза содержит 6–7 млн колбочек; лучше всего они функционируют при ярком свете, играя важную роль в поддержании нормальной остроты зрения (получении четкого изображения рассматриваемых предметов). Участок сетчатки, в котором расположены только колбочки, называется центральной ямкой. Этот участок является местом наилучшего видения. Существуют три типа колбочек, каждый из которых воспринимает цвет определенной длины волны – красный, зеленый или синий. Другие цвета получаются в результате сочетания этих трех основных цветов. Нервный импульс от фоторецепторных клеток передается ассоциативным, а от них оптикоганглионарным нейронам, аксоны которых образуют зрительный нерв. Наличие двух глаз у человека обеспечивает ему бинокулярное зрение. Каждый глаз находится в глазнице, а его движение внутри глазницы обеспечивается глазными мышцами.
Цвет оказывает существенное влияние на психику человека. Каждый человек воспринимает цвет по-своему. Одному, например, нравятся красные тона, другого они раздражают. И все-таки большинство людей реагирует на одни и те же цвета примерно одинаково. Известно, что красные оттенки возбуждают, вызывают агрессию или беспокойство; зеленый цвет, наоборот, успокаивает и действует расслабляюще; фиолетовые тона вызывают ощущение грусти и печали; желтые – поднимают настроение и дарят тепло; оранжевые оттенки возбуждают и зрительно уменьшают размеры помещения; светлые пастельные тона расширяют пространство. Исходя из этого, нужно планировать окраску и отделку различных помещений. Например, кабинет, где, как правило, человек занимается умственным трудом, лучше окрашивать в спокойные тона (зеленый, серо-зеленый и даже гаммы белого и желтого). Для спальни подходят успокаивающие тона: светло-голубой, жемчужно-серый, светло-розовый, бежевый, цвета морской волны. Вспоминаю одного своего пациента. Было это в 70-х гг. прошлого века. Человек получил квартиру – радость, особенно после 18 лет (!) ожидания. Через 1,5–2 месяца эйфория уже ушла и началось что-то непонятное. Он стал вспыльчивым, раздражительным, ловил себя на мысли, что не хочет возвращаться домой. Это заметила и жена, и сотрудники. Жена обратилась ко мне, она заподозрила измену… Муж был безгрешен, ничем не смог объяснить перемены. Мы жили по-соседству, я зашел в его новую квартиру. Квартира по тем временам хорошая. Но выкрашена она была в ужасные цвета. Казарменный серый и зеленый, грязно-синий, а спальня – ядовито-фиолетовая. Я посоветовал перекрасить все стены. Это было тогда совсем не просто. Но все-таки удалось. Эффект разительный. Цвет излечил!
Зрительный путь начинается в сетчатке глаза, где формируется зрительный нерв и заканчивается в зрительном центре, расположенном в коре затылочной доли.
Принцип устройства фотоаппарата аналогичен строению глаза. Лучи света попадают в глаз через прозрачную роговицу. Роль диафрагмы в глазу играет зрачок, который в зависимости от освещенности суживается (при ярком свете) или расширяется (при тусклом свете). Прозрачный хрусталик, имеющий форму двояковыпуклой линзы, вместе со стекловидным телом, расположенным позади хрусталика, способствуют фокусировке изображения на поверхности сетчатки. Этому способствует аккомодация – настройка преломляющей силы диоптрического аппарата глаза человека за счет изменения кривизны хрусталика при изменении расстояния от глаза до рассматриваемого предмета. Если хрусталик уплощается, глаз может увидеть предметы, расположенные на удаленном от него расстоянии. Чтобы рассмотреть предметы, расположенные вблизи, хрусталик становится более выпуклым. Эти изменения осуществляет ресничное тело – часть сосудистой оболочки глазного яблока, соединяющая собственно сосудистую оболочку с радужкой. Ресничное тело состоит из двух частей: примыкающий к собственно сосудистой оболочке ресничный кружок, от поверхности которого по направлению к хрусталику отходит ресничный венец – отростки – примерно 70–75 радиальных ресничных отростков, располагающихся позади радужной оболочки. К каждому отростку прикрепляются волокна поддерживающего хрусталик ресничного пояска (цинновой связки). Большая часть ресничного тела образована ресничной мышцей, при сокращении которой изменяется кривизна хрусталика. Когда ресничная мышца находится в расслабленном состоянии, прикрепленный к ресничному телу ресничный поясок натягивается и хрусталик уплощается. При сокращении ресничной мышцы напряжение ресничного пояска ослабевает, так что хрусталик становится более выпуклым. С возрастом хрусталик становится менее эластичным и склерозируется (твердеет), в результате чего его способность к аккомодации снижается и ухудшается фокусировка на близко расположенные предметы. Развивается пресбиопия (дальнозоркость).
Вспомогательные органы глаза. Шесть глазных мышц, осуществляющих движения глазного яблока так, чтобы на рассматриваемом предмете сходились обе глазные оси. Веки защищают глазное яблоко спереди. Слезный аппарат включает слезные железы и систему слезных путей (рис. 27 на цв. вклейке). Слезы увлажняют конъюнктиву глаза и обезвреживают микроорганизмы. Без слез конъюнктива и роговица высохли бы и человек ослеп. Ежедневно слезные железы вырабатывают около 100 мл слез. Слеза имеет слабощелочную реакцию, в основном состоит из воды, в которой содержится около 1,5 % NaCl, 0,5 % альбумина и слизь. Кроме того, в слезах имеется лизоцим, обладающий бактерицидным действием. Со слезами выделяются из организма химические вещества, образующиеся при нервном напряжении или эмоциональном стрессе. Гормон пролактин способствует выработке и выделению слезной жидкости. Секреция пролактина возрастает при стрессе, поэтому в стрессовых ситуациях люди чаще плачут.
Различные эмоции вызывают слезы: радость, счастье, гнев, страх, злость, стыд. Плач – свойство человека – и мужчины, и женщины. Плачут, рыдают гордые, смелые, мужественные герои Библии и «Песни о Роланде», плачут витязи в бессмертной поэме Шота Руставели «Витязь в тигровой шкуре», постоянно источает слезы любви, жалости, милосердия апостол Павел. Слезы облегчают страдания. Об этом говорит В. Гюго:
Ведь плакать сладостно, когда томит забота,
Когда несчастного жестокий рок гнетет,
Слеза всегда смывает что-то
И утешение несет.
Анализаторы слуха и равновесия (орган слуха и равновесия, ухо)
Во все времена ухо не менее почитаемо, чем глаз. И даже больше. Ведь маленький принц Антуана де Сент-Экзюпери уверен, что самое главное невидимо для глаз. А король Лир говорит ослепленному Глостеру: «Чтоб видеть ход вещей на свете, не надо глаз. Смотри ушами…». Ухо так же ненасытно, как и глаз: «не наполнится ухо слушанием» (Экклезиаст, 1:80). Именно через уши, через слух Бог открывается людям: «Слушай, народ мой, я буду говорить» (Псалмы, 50:7).
Ухо (в широком смысле этого слова) состоит из двух анализаторов – слуха и равновесия, объединенных в систему, включающую наружное, среднее и внутреннее ухо (рис. 28 и 29 на цв. вклейке). Наружное ухо – ушная раковина и наружный слуховой проход. Ушная раковина – эластический хрящ сложной формы, на дне которого находится наружное слуховое отверстие. Считают, что расстояние между ушами помогает определению направления источника звука. Одновременно человек получает информацию о времени, фазе и силе звука. Рисунок ушной раковины человека индивидуален, он не изменяется с возрастом. Мифологичны представления о форме ушной раковины, мочки уха, его оттопыренности, символике ношения сережек. Ушная раковина причудлива и открыта внешнему миру, открыта любви. И это не может не впечатлять. Не зря ведь художник Сальвадор Дали считал именно ухо самым совершенным, самым прекрасным украшением женщины. В отличие от него, для А. Вознесенского «уши точно унитазы», а грузинский художник Ладо Гуадишвили вообще считает, что уши уродуют человека. Наверное, прав Дали.
Мышцы ушной раковины почти не развиты, поэтому мы не в состоянии «навострить уши», «держать ушки на макушке», «держать ухо востро», «хлопать ушами» и т. п. Ушная раковина отнюдь не массивный рупор. Здесь на маленькой площади встречаются пять нервов различной природы. Отсюда не только обусловленность рефлекторных связей с внутренними органами, но и представительство последних на ушной раковине. Иными словами, на ушной раковине представлена вся чувствительность тела и внутренних органов. Поэтому можно использовать ушную раковину для получения биологически важной информации о состоянии любого органа. Китайские традиционные врачи выделяют на ушной раковине около 100 активных точек, связанных с различными органами. Отсюда – метод иглоукалывания, эффективный в опытных руках китайских специалистов и – обратим особое внимание читателя! – бесполезное в руках всех прочих.
В эпителии, выстилающем наружный слуховой проход, наряду с большим количеством сальных имеются особые трубчатые серные железы (видоизмененные потовые), вырабатывающие вязкий, желтоватый секрет – «ушную серу». Вот почему даже при самой сильной жаре у человека из наружного слухового прохода не выделяется пот.
Среднее ухо представляет собой воздухоносную барабанную полость объемом около 1 см3, расположенную в толще пирамиды височной кости. В барабанной полости находятся три слуховые косточки и сухожилия мышц. Барабанная полость продолжается в слуховую (евстахиеву) трубу, которая открывается в носовой части глотки. Труба выполняет очень важную функцию – способствует выравниванию давления воздуха внутри барабанной полости по отношению к наружному. Слуховые косточки (стремя, наковальня, молоточек) составляют цепь, передающую звуковые колебания и соединяющую барабанную перепонку с закрытым вторичной барабанной перепонкой окном преддверия, ведущим в полость внутреннего уха. Рукоятка молоточка сращена с барабанной перепонкой, а его головка сочленена с телом наковальни. Длинный отросток наковальни сочленяется с головкой стремечка, основание которого входит в окно преддверия. Косточки покрыты слизистой оболочкой. Две мышцы (напрягающая барабанную перепонку и стременная) регулируют движение косточек.
Обратите внимание! Кстати, стремечко – самая маленькая кость человека, весит она около 2,5 мг.
Внутреннее ухо, расположенное в пирамиде височной кости, состоит из перепончатого лабиринта, который залегает в костном лабиринте. Лабиринт – нечто таинственное и непредсказуемое, в нем всегда все необычно. Так и в ухе. Между обоими лабиринтами имеется пространство, заполненное перилимфой. Три костных полукружных канала лежат в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: сагиттальной, горизонтальной, фронтальной. Каждый канал имеет по две ножки, одна из которых (ампулярная костная ножка) перед впадением в преддверие расширяется, образуя ампулу. Соседние ножки переднего и заднего каналов соединяются, образуя общую костную ножку, поэтому три канала открываются в преддверие пятью отверстиями. Костная улитка образует 2,5 витка вокруг горизонтально лежащего стержня-веретена.
Перепончатый лабиринт, повторяющий форму костного, заполнен эндолимфой. Лабиринт состоит из двух частей: вестибулярного и улиткового лабиринтов. Вестибулярный лабиринт – периферический отдел статокинетического анализатора (орган равновесия) – состоит из двух мешочков: эллиптического (маточка) и сферического, которые сообщаются между собой, а также трех полукружных протоков, залегающих в одноименных костных каналах. Одна из ножек каждого протока, расширяясь, образует перепончатые ампулы. Участки стенки мешочков, выстланные чувствительными рецепторными клетками, называются пятнами, аналогичные участки ампул – гребешками (см. рис. 1.42 и рис. 27 на цв. вклейке).
Эпителий пятен содержит воспринимающие (рецепторные) волосковые клетки, на верхних поверхностях которых имеется по 60–80 волосков (микроворсинок), обращенных в полость лабиринта. Кроме волосков, каждая клетка снабжена одной ресничкой. Поверхность клеток покрыта студенистой мембраной, содержащей кристаллы углекислого кальция (статолиты). Мембрана поддерживается статическими волосками волосковых клеток.
Нервные окончания разветвляются, окружая наподобие чаш рецепторные клетки, формируют синапсы с их телами. Рецепторные клетки пятен воспринимают изменения силы тяжести, прямолинейные движения и линейные ускорения. Ампулярные гребешки выстланы аналогичными волосковыми клетками и покрыты желатинообразным куполом, в который проникают реснички. Они воспринимают изменение углового ускорения.
При изменении силы тяжести, положения головы, тела, при ускорении движения мембрана скользит, а купол смещается. Это приводит к напряжению волосков, что вызывает изменение активности различных ферментов волосковых клеток и возбуждение мембраны, которое в конечном итоге передается ядрам мозжечка, спинному мозгу и коре теменной и височной долей больших полушарий, где находится корковый центр анализатора равновесия.
Улитковый лабиринт – периферический конец органа слуха – представляет собой слепо залегающий в костной улитке, заполненный эндолимфой соединительнотканный мешок длиной около 3,5 см, заканчивающийся на верхушке улитки. Улитковый проток на поперечном разрезе имеет треугольную форму. По всей длине улиткового канала располагается воспринимающий звуки спиральный орган (кортиев), который преобразовывает звуковые колебания в нервные импульсы, поступающие по нерву улитки в головной мозг. Кортиев орган, расположенный на базиллярной мембране, образованной примерно 24 тыс. тонких радиальных коллагеновых волокон, сформирован рецепторными клетками, которые воспринимают звуковые колебания, и поддерживающими клетками. Коллагеновые волокна, длина которых возрастает от основания улитки к ее вершине, напоминают струны.
По всей длине кортиева органа тянется в виде спирали покровная мембрана – лентовидная пластинка желеобразной консистенции, касающаяся волосков рецепторных клеток. К телам волосковых клеток подходят нервные окончания, образующие с ними синапсы. Тела чувствительных нейронов (первые нейроны) залегают в спиральном ганглии, расположенном в толще спиральной костной пластинки. Высокие звуки раздражают только волосковые клетки, расположенные на нижних завитках улитки, а низкие – волосковые клетки вершины улитки и часть клеток на нижних завитках.
Звуковые волны через наружный слуховой проход достигают барабанной перепонки. Ее колебания передаются через цепь слуховых косточек на окно преддверия, что вызывает передвижение перилимфы и воспринимается в улитковом протоке эндолимфой. Благодаря этому происходит волнообразное движение базиллярной мембраны, которая в зависимости от частоты и интенсивности звука колеблется по всей своей длине (рис. 1.43). Эти колебания вызывают в волосковых клетках определенные химические процессы, в результате которых генерируются нервные импульсы. В конечном итоге импульсы проводятся к коре височной доли больших полушарий мозга, где расположен центральный (корковый) конец слухового анализатора.
Рис. 1.43. Распространение звуковой волны (показано стрелками) в наружном, среднем и внутреннем ухе: 1 – барабанная перепонка; 2 – молоточек; 3 – наковальня; 4 – стремя; 5 – круглое окно; 6 – барабанная лестница; 7 – улитковый проток; 8 – лестница преддверия
Человек способен воспринимать звуковые колебания от 16 (16 колебаний/с) до 21 тыс. герц. С возрастом эта величина снижается в 2–3 раза – до 5000 герц у старых людей. Некоторые животные способны воспринимать колебания до 20–30 тыс. герц. Например, летучие мыши до 210 тыс. герц, дельфины – до 280 тыс. герц. Сила звука измеряется в децибелах. Так, если принять абсолютную тишину за 0, то шелест падающих листьев вызывает 10 децибел, шепот – 20, обычная беседа – 60, движущийся автомобиль от 60 до 90, интенсивное дорожное движение – 100–110, рок-музыка в исполнении оркестра – 110–120, а работающий двигатель реактивного самолета – 140.
Обратите внимание! Шум вредно действует на орган слуха и на психику человека, вызывая психоэмоциональный стресс и серьезные сексуальные нарушения.
Орган обоняния
Древние считали обоняние одним из величайших божественных даров человеку. И действительно, количество запахов, известных сегодня ученым, достигает 100 тысяч! «Есть много запахов, здоровых, молодых», – утверждал французский поэт Ш. Бодлер. Или ощущение М. Волошина о «запахах цветов, доходящих до крика». А вот как описывает Л. Толстой свои чувства: «Вдруг нас поразил необыкновенный, счастливый белый запах… белый запах нарциссов» (выделено мною. – Г. Б). Удивительное сочетание – цветозапах. Так что, конечно, не прав был великий философ И. Кант, который считал нос не только не нужным, но и вредным, доставляющим множество отвратительных ощущений.
Каков же он, этот орган? Обонятельная область слизистой оболочки носа, которая у взрослого человека занимает 250–300 мм и расположена в слизистой оболочке верхней носовой раковины и лежащей на этом уровне зоны носовой перегородки, покрыта обонятельным эпителием. Обонятельные клетки (их от 10 до 40 млн) имеют центральные и периферические отростки (рис. 1.44). Короткий периферический отросток (дендрит) заканчивается утолщением (обонятельная булава), на вершине которого располагается по 10–12 подвижных обонятельных ресничек. Центральные отростки – аксоны – собираются в обонятельные нити (20–40), проходящие через решетчатую пластинку одноименной кости и направляющиеся в мозг. Сущность обоняния состоит в том, что растворенные в слизи молекулы пахучих веществ, взаимодействуют с рецепторными белками ресничек, в результате чего возникает нервный импульс. Он распространяется по обонятельным нервам и в конечном итоге достигает коркового центра обонятельного анализатора. Несмотря на то, что существует всего 9 четко различимых групп запахов, человек способен различить около 3000. Человек ощущает запах при концентрации около 500 млн молекул в 1 м воздуха. У многих животных обоняние развито значительно лучше, чем у человека. Так, например, собака различает до 100 тыс. запахов при концентрации вещества около 200 тыс. молекул в 1 м воздуха, т. е. в 2500 раз меньше, чем человек. А самец бабочки ночной павлиний глаз способен уловить запах неоплодотворенной самки на расстоянии более 10 км!
Рис. 1.44. Орган обоняния (по В. Г. Елисееву и др.): а – обонятельная область слизистой оболочки полости носа (1); б – схема ультрамикроскопического строения обонятельного эпителия: 1 – микроворсинки; 2 – пузырьки; 3 – обонятельная булава; 4 – замыкательная пластинка (десмомома); 5 – тело обонятельной нейросенсорной клетки; 6 – поддерживающая клетка; 7 – эндоплазматическая сеть; 8 – базальная мембрана; 9 – аксоны обонятельных нейросенсорных клеток, образующие обонятельные нити
Орган вкуса
«…Не язык ли распознает вкус пищи?» – вопрошает-утверждает библейский Иов (Иов, 12:11). Вкушать означает принимать пищу с наслаждением, а метафизический смысл глагола «вкушать» очень емкий – он выражает не только ощущения наслаждения, но и страдания. Человек вкушает благость Бога: «Вкусите и увидите, как добр Господь», – сказано в Псалме (33:9). Орган вкуса дает человеку много приятных ощущений и предупреждает об опасности. Ибо сладкий вкус, как правило, говорит о безопасности пищи, а горечь довольно часто об ее ядовитости. Издавна известно, что язык – орган вкуса, но не весь. Прочитайте эти стихи В. Луговского:
Я должен знать и чувствовать вино
Лишь языком. Ты понимаешь? Только
Пупырышками здесь на языке,
И нёбом.
Поэт знал анатомию.
Вкус – это способность различать качество (вкус) веществ, попадающих в ротовую полость. Орган вкуса у человека образован примерно 2000 вкусовых почек, расположенных в толще многослойного эпителия боковых поверхностей желобоватых, листовидных и грибовидных сосочков языка, а также в слизистой оболочке нёба, зева и надгортанника (рис. 1.45). Они-то и воспринимают вкус. На вершине вкусовой почки имеется отверстие, которое ведет в маленькую ямку, образованную верхушками вкусовых клеток. От верхней поверхности каждой вкусовой клетки отходят около 40–50 микроворсинок. Растворенное вещество, обладающее вкусом, проникает во вкусовые почки через отверстие на его вершине, реагирует с рецепторными белками клеточной оболочки микроворсинок, в результате чего возникает нервный импульс. Нервные волокна заходят во вкусовую почку и образуют множество синапсов с вкусовыми клетками. Импульсы передаются по ветвям VII, IX, X пар черепных нервов, через ряд подкорковых центров к корковому концу вкусового анализатора.
Рис. 1.45. Органы вкуса: а – сосочек, окруженный валом: 1 – валик; 2 – сосочек; 3 – ровик; 4 – вкусовые почки; б – схема строения вкусовой почки: 1 – вкусовая пора; 2 – поддерживающая клетка; 3 – вкусовая клетка; 4 – нервное волокно
Обычно человек может различать четыре основных вкуса: сладкий, горький, кислый и соленый. Иногда к ним добавляются еще два, позволяющие различать щелочной и металлический привкус. Богатство вкусовых ощущений связано с сочетаниями различных вкусовых веществ в разных концентрациях. Для возникновения сладкого вкуса достаточно содержания в продукте 0,5 % сахара, соленого – 0,25 % соли, горького – 0,002 % и кислого – 0,001 % кислоты.
Кожа – орган осязания
Все органы чувств имеют четкую локализацию и строго специфические функции. Увы, глаз не может услышать, а ухо увидеть. Все… Кроме одного – кожи. Кожа – самый большой из всех органов человека, ее площадь превышает 1,5 м2, вес – 2–3 кг, только в 1 см кожи содержится более 6 млн клеток. Вся эта огромная поверхность является рецепторным полем осязания, болевой, температурной чувствительности, которые воспринимаются огромным количеством нервных окончаний – на 1 см кожи их около 5000, примерно 200 болевых точек, 10–15 точек, воспринимающих давление, холод и 2 – тепло. Помимо осязания кожа выполняет многообразные функции: защитную, терморегуляторную, дыхательную, обменную, является депо крови и органом осязания (анализатор общей чувствительности). Железы кожи вырабатывают пот, кожное сало. С потом у человека на протяжении суток в обычных условиях выделяется около 500 мл воды, солей, конечных продуктов азотистого обмена. Кожа активно участвует в обмене витаминов, особенно важен синтез в коже витамина D под влиянием ультрафиолетовых лучей.
Кожа способна растягиваться (например, в области некоторых суставов или, увы, с возрастом на шее, под глазами) и сокращаться. К счастью, не как шагреневая кожа, описанная Бальзаком. Кожа защищает и предупреждает об опасности, кожа доставляет величайшее наслаждение. Ибо кожа – один из наиболее важных и активных половых органов – огромная эрогенная зона. Но об этом позже. А пока об ее устройстве.
Кожа – общий наружный покров тела, состоящий из эпидермиса и дермы (рис. 30 на цв. вклейке). Под дермой находится подкожная основа (клетчатка). Эпидермис – это многослойный ороговевающий эпителий. Его наружный слой – роговой слой эпидермиса – состоит из омертвевших клеток, цитоплазма которых полностью заменена кератином и пузырьками воздуха. Эти клетки образуют утолщения на подошвах ступней и ладонях кистей рук. Эпидермис защищает тело от травм и от инвазии различных паразитов. Кроме того, он предохраняет тело от обезвоживания.
Толщина эпидермиса зависит от выполняемых функций. Так, на участках, подвергающихся постоянному механическому давлению, его толщина достигает 0,5–2,3 мм (например, ладони, подошвы); на груди, животе, бедре, плече, предплечье, шее толщина не превышает 0,02—0,05 см. Пигментация кожи зависит от количества залегающих в эпидермисе пигментных клеток. Пигментация различна у представителей разных рас и у разных людей. Пигментация кожи зависит от количества меланоцитов – пигментных клеток, которые продуцируют пигмент меланин, поглощающий ультрафиолетовые лучи. Пигментация у представителей разных рас различна – но только при жизни человека. Хотим огорчить расистов – снятая с трупа кожа уже через некоторое время не позволяет определить, к какой расе принадлежал человек. Для европейца черный цвет традиционно ассоциируется с чем-то плохим. Дьявол в христианстве – черный. А чернокожие африканцы уверены в том, что он – белый. Все дело в привычке, культурологических установках. Писательница Перл Бак, лауреат Нобелевской премии, описывает реакцию китайской семьи на возвращение из Америки сына с женой-американкой. Красавица-блондинка (натуральная) вызвала шок у высокопоставленных китайцев, которые никак не могли смириться с «кучкой соломы» на голове у их невестки.
Дерма, или собственно кожа, толщиной 1–2,5 мм образована соединительной тканью. В ней различают сосочковый и сетчатый слои. Благодаря наличию сосочков на поверхности кожи видны гребешки, разделенные бороздками. Сложное переплетение гребешков и бороздок образует характерные узоры кожи пальцев кистей и стоп, ладоней и подошв, индивидуальные для каждого человека и не меняющиеся в течение всей его жизни. Этот рисунок широко используется криминалистами и судебными медиками для идентификации преступника, его жертвы и вещественных доказательств. Линии сохраняются при всех заболеваниях кожи (кроме проказы) и даже у разлагающихся трупов. Папиллярные линии обусловлены генетически. Об этом ученые узнали совсем недавно. А Марк Твен знал об этом еще более 100 лет тому назад (?!). В «Жизни на Миссисипи» есть такая фраза: «…в молодости я знал одного старика француза, который тридцать лет был надсмотрщиком в тюрьме, и он мне сказал, что одно никогда не меняется у человека – от колыбели до могилы – это линии на подушечке большого пальца, и он говорил, что нет двух людей с совершенно одинаковыми линиями». В сосочковом слое имеются гладкие мышечные клетки. В сетчатом слое залегают корни волос, потовые и сальные железы. Подкожная клетчатка содержит жировую ткань. Этот слой играет важную роль в терморегуляции и является жировым депо организма.
Волосы – производное эпидермиса. Почти вся кожа покрыта волосами. Всего на теле человека от 200 тыс. до 1 млн волос. Исключение составляют ладони, подошвы, переходная часть губ, головка полового члена (и малые половые губы). Наибольшее число волос обычно на голове. Характер оволосения зависит от пола, возраста и относится к вторичным половым признакам. Волос имеет корень, лежащий в толще кожи и выступающий над поверхностью кожи стержень. Длина стержня колеблется от 1–2 мм до 1,5 м, а толщина от 0,005 до 0,6 мм. Основная масса волоса – плоские роговые чешуйки, заполненные кератином и содержащие пигмент, который придает волосам характерную окраску, а также пузырьки воздуха. Корень волоса расположен в волосяном фолликуле. Волосы меняются в сроки от 2–3 месяцев до 2–3 лет. Длина волос изменчива, связана с генетическими факторами, полом, возрастом, волосы растут со скоростью около 0,2 мм в сутки. Цвет волос – признак генетически обусловленный, он зависит от характера белка кератина: в черных – меланокератин, в светлых – меланокератин и лейкокератин, в рыжих – родокератин. Волосы богаты минеральными элементами – их около 40, по мере седения волосы теряют минеральные элементы, в седых, увы, остается лишь никель.
Чтобы утешить седеющих и седых мужчин, приведем замечательные стихи Марины Цветаевой о седых волосах:
Это пеплы сокровищ,
Утрат, обид.
Это пеплы, пред коими
В прах – гранит.
О святости седины говорит Библия: «…и волосы главы его – как чистая волна» (Дан, 7:9).
Волосы – один из главных атрибутов сексуальной привлекательности женщины. И одна из причин страданий мужчин, теряющих их. Количество предложенных средств для сохранения и восстановления волос на голове перевалило за 100 тысяч! Увы (несмотря на дорогостоящую рекламу), ни одно из них неэффективно. Поверьте специалисту! И не делайте бесцельных попыток. Ничего не поможет и не нужно. Ведь не пытается же абсолютное большинство мужчин менять форму своего носа, ушей, пальцев рук. А сколько великих людей было среди лысых: Сократ, Юлий Цезарь, Наполеон, Александр I, M. Горбачев. Юлий Цезарь был убежден, что «у мужчин бывают либо мозги, либо волосы, но не бывает того и другого» (эти слова вкладывает в уста кормилицы Цезаря, которого современники именовали «лысым развратником», Торнтон Уайлдер в романе «Мартовские иды»). А что же на самом деле? Отечественный ученый А. В. Русаков писал: «Плешивость наблюдается только у мужчин и притом после полного их полового созревания. Плешивость мужчин, столь часто наблюдающуюся, можно рассматривать как поздний… вторичный признак мужского пола». При этом повышено оволосение груди, живота, конечностей. Почему? Сегодня мы знаем ответ на этот вопрос. Облысение головы мужчин – признак, сцепленный с полом. Что это значит? Высокое содержание мужского полового гормона способствует потере волос на голове и их обильному росту на туловище, ногах и руках (правда, это не абсолютная истина). Так что, лысые мужчины, не огорчайтесь, если… у вас при этом много волос на теле.
Подобно волосам, ногти также являются производными эпидермиса. Ноготь представляет собой роговую пластинку, лежащую на ногтевом ложе на тыльной поверхности каждой концевой фаланги пальцев кистей и стоп. Ноготь ограничен у основания и с боков ногтевыми валиками. Ногти не обладают чувствительностью и поэтому кажутся, как и волосы, «мертвыми», т. е. как бы живущими независимо от тела. Ногти растут со скоростью около 0,15 мм в сутки, на пальцах кистей сменяются каждые 3, а на пальцах стоп – каждые 4,5 мес. На протяжении жизни человек отстригает примерно 4 м ногтей!
К железам кожи относятся потовые, сальные и молочные. Последние описаны в разд. «Мужская половая система» ранее в этой главе. Количество потовых желез около 2–2,5 млн, они представляют собой простые трубчатые железы. Секрет потовых желез – пот, бесцветная водянистая жидкость, которая на 98 % состоит из воды и 2 % органических и неорганических веществ (хлористый натрий, мочевина, мочевая кислота и др.). С потом теряется большое количество воды, микроэлементов. В процессе потоотделения из организма удаляются азотосодержащие продукты обмена. Повторим: при испарении пота теплоотдача усиливается, что является одним из важных механизмов терморегуляции. Потовая система – это не только наша система охлаждения, но и своеобразный половой признак, несущий запахо-вую информацию. В течение суток при обычном режиме человек выделяет около 0,7 л пота, однако в жарком климате потоотделение может достигнуть 4 л в сутки, при интенсивной физической нагрузке – до 10 л. Кроме того, потоотделение усиливается при боли, сильных эмоциях, приеме некоторых лекарств. Всего с потом выделяется около 270 химических веществ. С потом теряется большое количество воды, микроэлементов. Мужчины потеют сильнее, чем женщины. Если при физической работе пот выделяется из всех потовых желез, то при интенсивной умственной – из подмышечных впадин, ладоней и подошв. В Библии пот ассоциируется с тяжелым трудом. «В поте лица твоего будешь есть хлеб». Что это? Проклятие или… благословение. Уверены – благословение. Ибо только интенсивная физическая активность сохраняет здоровье и способствует долголетию. Но об этом позднее.
Сальные железы распределены неравномерно, на одних участках кожи их больше, на других – меньше, они отсутствуют лишь на ладонях и подошвах, наибольшее количество их на голове, спине. Вырабатываемое ими кожное сало, будучи бактерицидным, в известной мере предохраняет кожу от проникновения микробов, покрывает волосы и эпидермис тонкой пленкой жира, которая препятствует быстрому испарению влаги. В периоде полового созревания у мальчиков функция сальных желез активизируется, что связано с влиянием мужских половых гормонов.
Сочетание эректильных волосков, потовых желез и капилляров кожи представляет собой часть механизма, регулирующего температуру тела. Если тело перегрелось, то его охлаждение сопровождается повышенным потоотделением и расширением проходящих в коже капилляров. При переохлаждении тела потовые железы теряют свою активность, капилляры суживаются и над эпидермисом, благодаря сокращению гладких миоцитов, связанных с волосяными луковицами, волосы выпрямляются и между ними образуется дополнительный слой воздуха.
Обратите внимание! «Гусиная кожа» – реакция кожи на холод или испытываемое человеком чувство страха. При этом суживаются кровеносные сосуды и поднимаются волосы: в результате кожа по своему внешнему виду напоминает кожу ощипанного гуся.
Осязание (механорецепция) включает восприятие ощущений давления, прикосновения, вибрации, щекотки, которые воспринимаются лишь в определенных осязательных точках кожи. Кожа иннервируется чувствительными нервами, отходящими от спинномозговых и черепных нервов, а также волокнами вегетативных нервов, подходящих к сосудам, гладким мышечным волокнам и железам. Кожа весьма обильно снабжена нервными окончаниями. В зависимости от характера воспринимаемого раздражения различают терморецепторы, воспринимающие изменения температуры, механорецепторы, воспринимающие прикосновения к коже, ее сдавливание, и ноцирецепторы, воспринимающие боли. В отличие от описанных выше чувств (зрение, слух, обоняние, вкус), рецепторы кожной чувствительности разбросаны по всему телу и не образуют обособленных органов чувств. Афферентные нервные волокна, по которым распространяются импульсы от указанных рецепторов, являются дендритами чувствительных клеток, залегающих в спинномозговых узлах и чувствительных узлах черепных нервов.
В среднем на 1 см кожи приходится около 170 чувствительных нервных окончаний. Наибольшая плотность осязательных точек в коже губ и подушечках пальцев, наименьшая – в коже спины, плеча, бедер. В коже человека преобладают рецепторы прикосновения. По-видимому, каждый отдельный рецептор воспринимает определенное осязательное ощущение, но при воздействии на кожу различных механических стимулов одновременно реагирует несколько типов рецепторов. Терморецепторы воспринимают соответствующие раздражения, причем различные точки кожи воспринимают тепло или холод, последние преобладают. Наиболее чувствительна к температурным раздражителям кожа лица, на 1 см которой приходится от 16 до 19 холодовых точек, в то время как вся кожа лица воспринимает тепло. На 1 см кожи кисти приходится 1–5 холодовых точек и лишь 0,4–0,5 тепловых. Количество болевых точек кожи примерно в 9—10 раз больше, чем тактильных (воспринимающих прикосновение, вибрацию, давление) и температурных. Болевые ощущения воспринимаются ноцирецепторами. Время реагирования кожи различно для разных ощущений: 0,9 с для боли; 0,12 с для осязания; 0,16 с для температурных. Особенно развита чувствительность кисти и пальцев. Так, кожа пальца способна воспринять вибрацию с амплитудой 0,02 мкм.
Функции нервной системы
Все структуры мозга функционируют совместно, благодаря этому возможна целостность нервной системы и всего организма. Повторим: нервная система объединяет (интегрирует) клетки, ткани, органы, системы и аппараты в единый организм и координирует всю жизнедеятельность. В пределах целостной нервной системы имеется несколько подсистем, выполняющих определенные функции, которые связаны между собой анатомически и функционально. О них мы писали ранее. Например, лимбическая, сенсорная (анализаторы), двигательная, регуляторные; ответственные за высшую нервную деятельность и др.
В 1863 г. отечественный физиолог И. М. Сеченов опубликовал книгу «Рефлексы головного мозга». Основное положение автора: «все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы». Великий физиолог лауреат Нобелевской премии И. П. Павлов разработал учение о высшей нервной деятельности (ВНД), согласно которому «всякая деятельность организма есть закономерный ответ на тот или иной внешний стимул». Павлов создал принципиально новый способ исследования ВНД – метод условных рефлексов. Иными словами, Павлов соединил рефлекторную теорию с высшими психическими функциями. Павлов доказал, что в основе ВНД лежит деятельность коры полушарий большого мозга.
ВНД – это совокупность нервных процессов, которые реализуются в виде поведения, обеспечивающие наиболее адекватное приспособление организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды.
Для выработки условного рефлекса сначала дается условный раздражитель (например, звонок или свет), который И. П. Павлов назвал индифферентным раздражителем, а затем к нему присоединяется безусловно-рефлекторный раздражитель (пища), начинает выделяться слюна, желудочный сок. После нескольких сочетаний такая же реакция возникает и при действии одного лишь условного раздражителя. В качестве безусловного подкрепления можно использовать пищу, болевые, холодовые и тепловые раздражения, а также изменения внутренней среды организма. Безусловным раздражителем может быть любой агент, действующий на рецепторы (например, пищевой, питьевой и др.). Павлов объяснял с помощью условных рефлексов высшие психические функции человека – мышление, речь, чтение, письмо, научение.
Значение условного рефлекса. Способность к обучению в процессе индивидуальной жизни без передачи этого опыта по наследству дает возможность оптимально приспосабливаться к окружающим условиям. Условно-рефлекторный механизм лежит в основе формирования любого приобретенного навыка, в основе процесса обучения. На основе ряда условных рефлексов формируется динамический стереотип, являющийся основой привычек человека, основой его профессиональных навыков. Кстати, широко распространенный термин «стереотип» (от греч. stereos – твердый, typos – отпечаток) первоначально означает плотную печатную форму. Динамический стереотип – физиологическое понятие, означающее фиксированный порядок осуществляемых условно-рефлекторных действий. Каждый человек знает, что к любой работе он должен вначале приспособиться, отработать и закрепить навыки, после чего работа уже не требует специальных усилий. Например, письмо, рубка дров и др. Стереотипные действия легче выполнять. Но стереотип возможно изменить, поэтому он называется динамическим. Как правило, стереотипы эмоционально окрашены и достаточно устойчивы.
К ВНД человека относится психика (от греч. psychikos – душевный) – функция головного мозга, которая заключается в отражении действительности, высшая форма этого – сознание человека. Сознание включает внимание, мышление, эмоции, мотивации, волю, речь, память, ритмы мозга. Обо всем этом мы расскажем в разд. «Психическое здоровье» главы 2.