Возрастные особенности кожного анализатора

Одним из удивительных свойств всех анализаторных систем является общность настройки каждого анализатора. В норме, каждый из нас воспринимает

красное - красным, горькое - горьким, горячее - горячим. Именно, благодаря  общности настройки мы можем общаться друг с другом, передавать свой опыт следующим поколениям. Одинаковое, а не разное восприятие, окружающего  мира является замечательным свойством нервной системы. Особенно, если вспомнить о том, что каждый из нас получился в результате деления одной единственной клетки, а в основе работы анализаторов лежат процессы, происходящие во многих миллиардах клеток.

Соматосенсорная система  подразделяется на филогенетически  молодую cпецифическую систему и филогенетически древнюю - неспецифическую систему. Специфический и неспецифический означает многие противоположные свойства.

Соматосенсорная информация передается по двум главным системам восходящих трактов, - это система  заднего столба - лемнисковая, специфическая, и система переднебокового канатика - экстралемнисковая, неспецифическая система.

Лемнисковая система обеспечивает проведение кинестезии, осязания и тактильной чувствительности. Информация от механорецепторов кожи, мышечных и суставных рецепторов (основу которых составляют окончания дендритов сенсорного нейрона) поступает по дендритам этих клеток в спинномозговой узел, расположенный рядом со спинным мозгом, к телу первого сенсорного нейрона. Напомним, что первый сенсорный нейрон является по строению ложноуниполярным, от его тела из одного участка отходят вместе аксон и дендрит, которые затем расходятся Т-образно в разные стороны. Скопления тел сенсорных нейронов образуют спинальный или спинномозговой ганглий (узел).

Аксоны сенсорных нейронов заходят в спинной мозг, образуют задние корешки спинного мозга и  поднимаются вверх, формируя белые  задние столбы спинного мозга. В задний столбах спинного мозга различают два восходящих пути: ближе к центральной оси спинного мозга, залегает путь Голля, а с боку проходит путь Бурдаха (эти пути образованы аксонами сенсорных нейронов). Задние столбы спинного мозга являются белыми, т.к. аксоны сенсорных нейронов покрыты белой миелиновой оболочкой, т.е. являются хорошо миелинизированными волокнами

В продолговатом мозге  происходит первое синаптическое переключение, здесь находятся ядра задних столбов (ядра Голля и Бурдаха) - скопление тел вторых сенсорных нейронов. Аксоны этих клеток переходят на противоположную сторону мозгового ствола, образуя петлю (петля по латыни "лемниск", отсюда название "лемнисковая система) и поднимаются до ядер таламуса, т. е. до продолговатого мозга.

В таламусе находятся тела третьих сенсорных нейронов, образуя  ядро, которое называется базальный  комплекс (вентро-базальный ядерный  комплекс таламуса, принятое сокращение - ВБ) таламуса, аксоны этих клеток уже  идут в кору, в заднюю извилину, где  находится специфическая соматосенсорная  область.

Такой ход волокон в  лемнисковой системе обеспечивает проведение соматосенсорнои чувствительности из правой половины тела в левое полушарие и наоборот.

Лемнисковая система - быстропроводящая система, т.к. имеет всего три синаптических переключения: в продолговатом мозге, таламусе и коре. Для нее характерна четкая топология, т.е. каждая точка на периферии проецируется на конкретную точку специфической соматосенсорнои коры, или, соматотопическая организация (соматотопия) - сохранение топографических связей разных областей кожи во всех центральных зонах переключения.

Информация из ядер таламуса попадает к нейронам коры больших  полушарий, которые располагаются  в задней (постцентральной) извилине, находящейся позади Роландовой (центральной) борозды, отделяющей лобную долю от теменной. Здесь располагаются нейроны, которые обеспечивают чувствительность нашего тела. Эта область коры названа специфической соматосенсорнои корой -С1. Для специфической соматосенсорнои коры С-1 есть схема в виде сенсорного гомункулуса Пенфильда, т.к. лемнисковая система обладает свойством соматотопии.

Для соматосенсорнои коры характерна строгая топология, т. е. каждой точке на теле человека соответствует своя конкретная точка в коре. Эти данные были получены в результате ранних экспериментов монреальского ученого Пенфильда, а схема проекций человеческого тела на сенсорную область коры носит название сенсорного гомункулуса (человечка) Пенфильда. Она показывает, каким частям тела соответствуют области сенсорной коры, а пропорции гомункулуса указывают на количественное соотношение, т.е. сколько нейронов сенсорной коры "обслуживают" данную часть тела.

Опыты Пенфильда проводились перед плановой операцией на мозге по удалению эпилептического очага, на обнаженном человеческом мозге под местной анастезией - пациенты находились в сознании. После каждой электростимуляции конкретной точки сенсорной коры у человека спрашивали, что он ощущает. Пациент, например, отвечал: "В языке покалывание или палец на ноге зачесался". Координаты точек стимуляции и ответы пациентов на каждую стимуляцию записывались. На основе такого опроса, были составлены карты сенсорной коры. Интересно, что самой "работающей" частью нашего тела считается язык. Из всех частей нашего тела, это самая движущаяся часть, то обеспечивающая речь, то жевание и глотание пищи. Для того, чтобы хорошо управлять этой частью тела, необходимо хорошо ощущать эту часть тела. На схеме сенсорного гомункулуса Пенфильда, у гомункулуса гигантский язык, большой рот, большая правая рука, а остальные части тела довольно скромно представлены. Более подробные карты построены на основе исследований вызванных потенциалов (регистрация локального потенциала в ответ на стимуляцию кожи). Важная особенность С1 состоит в том, что соседние точки на поверхности коры представляют соседние участки поверхности тела. Ноги и туловище проецируются более медиально, затем представлены руки, а вслед за ними голова и язык.

Серое вещество С1 коры имеет в толщину несколько миллиметров и состоит из шести различимых слоев. От других участков коры, С1 отличается высокой плотностью гранулярных (звездчатых) клеток в слое 4, являющихся основным местом назначения таламических входов. Показано, что корковые представительства не остаются неизменными, они могут изменяться из-за повреждений, которые модифицируют сенсорный вход в кору, или даже за счет дифференциальной стимуляции периферии. Например, обнаружено что корковое представительство левой руки у музыкантов, играющих на струнных инструментах (например, на скрипке) больше, чем у контрольных людей. Подобные наблюдения подразумевают, что таламические входы в кору пластичны, и что объем или эффективность синаптических полей, формируемых ими, может меняться в результате деятельности.

Сенсорные модальности в  коже и связанных с ней структурах -механорецепция, терморецепция и ноцицепция (болевая чувствительность) вместе с проприоцепцией и болевой чувствительностью всего тела оставляет категорию соматовисцеральной чувствительности. Общим для всех этих модальностей является то, что их рецепторы не собраны в обособленный орган чувств (как, например, глаз или ухо), а как правило, рассеяны по всему телу: кроме того, их афферентные волокна не образуют специальных нервов (как зрительный или слуховой), а распределены по многим периферическим нервам и центральным трактам.

Активность соматовисцеральной системы вполне сравнима с деятельностью любой другой сенсорной модальности. Поэтому термин "низшие чувства", прежде обычно применявшийся к соматовисцеральным модальностям (возможно, для того чтобы указать на отсутствие сложно организованных органов чувств), неправильный и его не следует больше применять.

Существенное влияние  на чувствительность кожного анализатора  оказывают температура кожи и  состояние кровообращения в ней (например, сужение или расширение кожных сосудов).Известно, что при повышении температуры кожи ее чувствительность к тактильному и болевому раздражениям повышается, а при охлаждении понижается. Изменение температуры влияет и на порог пространственного различения.

Чувствительность к теплу  и холоду, далеко не одинаковая у  отдельных людей, в сильной степени  зависит от адаптации кожи к этим раздражителям. Как правило, она  особенно велика при температуре  кожи 28-30 градусов.

Чувствительность понижается к тепловым раздражителям при  адаптации кожи к низкой температуре, а к холодовым - при адаптации к высокой температуре.

Изменения кожной чувствительности зависят и от состояния центрального Отдела анализатора. Во-первых, центральная  нервная система, реагируя на поступающие  с периферии импульсы, оказывает  рефлекторные влияния на кожу: изменяет ее функциональное состояние, а тем  самым и чувствительность. Во-вторых, меняется возбудимость корковых клеток кожного анализатора; она повышается, если афферентные импульсы достаточно интенсивны и особенно при образовании  жизненно важных условных связей. Этим объясняется повышение кожной чувствительности под влиянием профессиональных навыков, а также при нарушении функции  других анализаторов, что имеет место  у слепых и у слепоглухонемых.

Изменение возбудимости коркового  отдела анализатора может происходить  и под влиянием сдвигов функционального  состояния корковых отделов других анализаторов. Установлено, что порог  тактильных раздражений, а также  порог их пространственного различения в условиях освещения ниже, чем  в темноте. Порог тактильных раздражений  понижается и в том случае, если усиливается приток импульсов с  рецепторов двигательного анализатора. Повышение кожной чувствительности при раздражении центрального отдела зрительного и двигательного  анализаторов объясняется иррадиацией  возбуждения на корковые клетки кожного  анализатора.

Порог раздражения может, наоборот, повышаться вследствие отрицательной  индукции, возникающей под влиянием сильного очага возбуждения в  корковом отделе другого анализатора. Так, значительное мышечное напряжение резко повышает порог болевых  и тактильных раздражений, то есть понижает чувствительность к ним. Аналогичное  влияние, особенно на порог пространственного  различения тактильных раздражений, оказывает  утомление. Надо полагать, что и в  этом снижении кожной чувствительности существенную роль играют корковые процессы.

Кожа

Кожа покрывает почти  всю поверхность тела человека и  выполняет много важнейших функций. Благодаря чрезвычайно большому количеству находящихся в коже рецепторов она является источником кожной чувствительности и возникновения безусловных  и условных рефлексов на скелетные  мышцы и внутренние органы.

У человека кожа выполняет  незначительную дыхательную функцию, её газообмен составляет около 1% от общего газообмена и увеличивается  при повышении внешней температуры, во время мышечной деятельности и  пищеварения. Через кожу всасываются  вещества растворяющие липиды, например, спирт, эфир, йод. Вода обычно не всасывается, но через кожу проходят некоторые  газы, растворённые в воде, например, сероводород.

Железы кожи вырабатывают пот и кожное сало. С потом у человека в течение суток в обычных условиях выделяется около 500 мл воды, соли, конечные продукты азотистого обмена. Кожа активно участвует в обмене витаминов. Особенно важен синтез витамина Д под влиянием ультрафиолетовых лучей.

Кожа защищает организм от разнообразных физических и химических воздействий и проникновения  микробов.

Кожа образует общий покров тела человека, площадь которого составляет 1,5--2,0 м2 в зависимости от размеров тела, и является большим полем для разных видов кожной чувствительности: тактильной, болевой и температурной. Кожа непосредственно граничит с внешней средой и выполняет ряд главных функций: защитную, терморегуляторную, обменную, выделительную, энергетическую.

В коже выделяют два слоя: поверхностный -- эпидермис и глубокий -- дерма, или собственно кожа.

Эпидермис представлен многослойным плоским ороговевающим эпителием, в котором выделяют пять основных слоев: базальный, шиповатый, зернистый, блестящий и роговой. Толщина эпидермиса неодинакова. На бедре, плече, предплечье, груди и шее он тонкий (0,02--0,05 мм), а на местах значительной физической нагрузки (подошва, ладони) он имеет толщину 0,5--2,4 мм.

В эпидермисе нет кровеносных  сосудов. Его наружные слои непрерывно и очень быстро слущиваются, ороговевают, высыхают и отпадают, замещаясь нижележащими клетками. Эти клетки в процессе миграции на поверхность постепенно ороговевают. Неороговевшая часть эпителия содержит около 70% воды, а роговой слой-10%. Роговой слой в воде или при большой влажности внешней среды может поглощать воду, но в обычных условиях он задерживает испарение воды из эпидермиса. Поверхностный роговой слой представляет собой множество слоёв роговых чешуек, содержащих белок, каротин и пузырьки воздуха. Этот слой отличается плотностью, упругостью, и, что особенно важно, через него не проникают микроорганизмы.

Эпидермис расположен на базальной  мембране. На ней лежит базальный  слой, среди базальных клеток имеются  пигментные эпителиоциты, богатые зёрнами пигмента меланина (меланоциты), от количества которого зависит цвет кожи. Меланин защищает кожу от ультрафиолетовых лучей. Меланоциты имеют длинные ветвящиеся отростки, внедряющиеся между клетками базального слоя эпидермиса.

Над базальным расположен шиповатый слой клеток, которые соединяются  между собой множеством отростков. Назальный и расположенные в  глубине клетки шиповатого слоёв функционально объединены в ростковый слой, благодаря их способности к митотическому делению и дальнейшей дифференцировке в клетки других слоёв.

Выше расположен зернистый слой, состоящий из нескольких слоёв уплощённых клеток, содержащих крупные зёрна кератогиалина, которые по мере продвижения клеток в верхние слои превращаются в кератин.

Над зернистым лежит блестящий  слой, образованный 3-4 слоями плоских  клеток, лишённых ядер, богатых белком - элеидином, хорошо преломляющим свет.

Дерма (собственно кожа) состоит  из соединительной ткани с некоторым  количеством эластических волокон  и гладких мышечных клеток. Толщина  дермы неодинакова, на предплечье она  составляет 1,0--1,5 мм, а в некоторых  местах достигает 2,5 мм.

Собственно кожа делится  на два слоя: сосочковый и сетчатый.

Сосочковый слой расположен непосредственно под эпидермисом, состоит из рыхлой волокнистой неоформленной  соединительной ткани и образует сосочки, которые содержат петли  кровеносных и лимфатических  капилляров, нервные волокна. Соответственно расположению сосочков на поверхности  эпидермиса видны гребешки кожи, а  между ними находятся продолговатые  углубления -- бороздки кожи. Гребешки и бороздки более выражены на подошве и ладони, где они образуют сложный индивидуальный рисунок. В сосочковом слое находятся пучки гладких мышечных клеток, связанных с луковицами волосков, а в некоторых местах такие пучки лежат самостоятельно (кожа лица, сосок молочной железы, мошонка).