Соматосенсорный анализатор

В соматосенсорную анализаторную систему включают систему кожной чувстви­тельности и чувствительную систему скелетно-мышечного аппарата, главная роль в которой принадлежит проприорецепции.

Кожная рецепция

Кожные рецепторы. Рецепторная поверхность кожной чувствительной системы огромна — от 1,4 до 2,1 м². В коже сосредоточено большое количество чувствительных к прикосновению, давлению, вибрации, теплу и холоду, а также к болевым раздражениям нервных окончаний. Они весьма различны по структуре (рис. 228), локализуются на
разной глубине кожи и распределены неравномерно по ее поверхности. Больше всего их в коже пальцев рук, ладоней, подошв, губ и половых органов.

У человека в коже с волосяным покровом (90 % всей кожной поверхности) основ­ным типом рецепторов являются свободные нервные окончания ветвящихся нервных волокон, идущих вдоль мелких сосудов, а также более глубоко локализованные раз­ветвления тонких нервных волокон, оплетающих волосяную сумку. Эти окончания обеспечивают высокую чувствительность волос к прикосновению. Рецепторами прикос­новения считают также осязательные мениски (диски Меркеля), образованные в нижней части эпидермиса контактом свободных нервных окончаний с модифицированными эпителиальными структурами. Их особенно много в коже пальцев рук.

В коже, лишенной волосяного покрова, в сосочковом слое дермы пальцев рук и ног, ладонях, подошвах, губах, языке, половых органах и сосках груди находят много осяза­тельных телец (телец Мейсснера). Тельце это имеет конусовидную форму, сложное внутреннее строение и покрыто капсулой. Другими инкапсулированными нервными окончаниями, но более глубоко расположенными являются пластинчатые тельца, или тельца Пачини (рецепторы давления и вибрации). Их находят также в сухожилиях, связках, брыжейке.

Теории кожной чувствительности многочисленны и во многом противоречивы. Одной из наиболее распространенных является теория о наличии специфических рецепторов для 4 основных видов кожной чувствительности: тактильной, тепловой, холодовой и болевой.

2 H Рис. 228. Виды кожных рецепторов. I — пластинчатое тельце (Фатера — Начини); 2 — осязательное (Мейсснера) тельце; 3 — нервное сплетение в волосяном мешочке; 4 — луковица (колба Краузе); 5 - нервное сплетение в роговой оболочке; Н нервное волокно.

Э

I

Согласно этой теории, в основе разного характера кожных ощущений лежат разли­чия в пространственном и временном распределении импульсов в афферентных волокнах, возбуждаемых при разных видах кожных раздражений. Исследования электрической активности одиночных нервных окончаний и волокон свидетельствуют о том, что многие из них воспринимают лишь механические или температурные стимулы.

Возбуждение кожных рецепторов возникает следующим образом. Механический стимул приводит к деформации мембраны рецептора. В результате этого процесса электрическое сопротивление мембраны уменьшается, увеличивается ее проницаемость для ионов Na⁺. Появляется ионный ток, приводящий к генерации рецепторного по­тенциала.

При достижении рецепторным потенциалом критического уровня деполяризации генерируются импульсы, распространяющиеся по волокну в ЦНС.

Адаптация кожных рецепторов. По скорости адаптации при длящемся действии раздражителя большинство кожных рецепторов может быть разделено на быстро- и медленноадаптирующиеся. Наиболее быстро адаптируются тактильные рецепторы, расположенные в волосяных фолликулах, а также пластинчатые тельца. Большую роль в этом играет капсула тельца: ее удаление приводит к значительному снижению адапта­ционного процесса (удлинению рецепторного потенциала), так как капсула хорошо проводит быстрые и гасит медленные изменения давления. Именно поэтому пластинчатое тельце работает как рецептор, реагирующий на вибрации в диапазоне 40—1000 Гц с максимальной чувствительностью при 300 Гц. Адаптация кожных механорецепторов приводит к тому, что мы перестаем ощущать постоянное давление одежды или, напри­мер, привыкаем носить на роговице глаз контактные линзы.

Тактильная рецепция. Ощущение прикосновения и давления на кожу довольно точно локализуется, т. е. относится человеком к определенному участку кожной поверх­ности. Эта локализация вырабатывается и закрепляется в онтогенезе при участии зрения и проприоцепции. Абсолютная тактильная чувствительность существенно различается в разных частях кожи: от 50 мг до 10 г. Пространственное различение на кожной поверхности, т. е. способность человека раздельно воспринимать прикосновение к двум соседним точкам кожи, также сильно отличается в разных ее участках. На слизистой языка порог пространственного различия равен 0,5 мм (5-10"⁴ м), а на коже спины — более 60 мм (6-Ю^-2 м). Эти отличия связаны главным образом с различными размерами кожных рецептивных полей (от 0,5 мм² до 3 см²) и со степенью их перекрытия.

Температурная рецепция. Температура тела человека характеризуется значитель­ным постоянством и поэтому информация о температуре внешней среды, необходимая для деятельности механизмов терморегуляции, имеет особо важное значение. Терморе­цепторы располагаются в коже, на роговице глаза, в слизистых оболочках, а также в ЦНС — в гипоталамусе. Они делятся на два вида: тепловые (их намного меньше и в коже они лежат глубже) и холодовые. Больше всего терморецепторов в коже лица и шеи. Гистологически тип терморецепторов до конца не выяснен, полагают, что ими могут быть немиелинизированные окончания дендритов афферентных нейронов.

Терморецепторы можно разделить на специфические и неспецифические. Первые возбуждаются лишь температурными воздействиями, вторые отвечают и на механиче­ское раздражение. Большинство терморецепторов име.ет локальные рецептивные поля и реагирует повышением частоты генерируемых импульсов, устойчиво длящимся все время действия стимула. Повышение частоты импульсации происходит пропорционально изменению температуры, причем постоянная частота у тепловых рецепторов наблюдается в диапазоне от 20 до 50 °С, а у Холодовых — от 10 до 41 °С. Дифференциальная чувстви­тельность терморецепторов велика: достаточно изменить температуру на 0,2 °С, чтобы вызвать длительные изменения их импульсации.

В определенных условиях холодовые оецепторы могут быть возбуждены и теплом (выше 45 °С). Этим объясняется возникновение острого ощущения холода при быстром погружении в горячую ванну.

В настоящее время считают, что наиболее важным фактором, определяющим актив­ность терморецепторов, связанных с ними центральных структур и ощущения человека, является абсолютное значение температуры, а не ее изменения. В то же время интенсив­ность в начале температурных ощущений зависит от разницы температуры кожи и температуры действующего на нее раздражителя, его площади и места приложения. Так, в первый момент кажется холодной вода температуры 25 °С, если до этого руку держали в воде температуры 27 °С. Аналогичное ощущение возникает в первый момент при переносе руки из воды, нагретой до 34 °С в воду температуры 31 °С. Однако уже через несколько секунд становится возможной истинная оценка абсолютной тем­пературы.

Болевая рецепция

Болевая, или ноцицептивная, чувствительность имеет особое значение для выжи­вания организма, так как сигнализирует об опасности при действии любых чрезмерно сильных и вредных агентов. В симптомокомплексе многих заболеваний боль — одно из первых, а иногда и единственное проявление патологии и важный индикатор в диаг­ностике. Однако корреляция между степенью болевых ощущений и тяжестью патологи­ческого процесса отмечается не всегда. Несмотря на интенсивные исследования, до сих пор не удается решить вопрос о существовании специфических болевых рецепторов и адекватных им болевых раздражителей.

Сформулированы две гипотезы об организации болевого восприятия: 1) сущест­вуют специфические болевые рецепторы (свободные нервные окончания с высоким порогом реакции); 2) специфических болевых рецепторов не существует и боль возни­кает при сверхсильном раздражении любых рецепторов. В электрофизиологических опытах на одиночных нервных волокнах группы С обнаружено, что некоторые из них реагируют преимущественно на чрезмерные механические, а другие — на чрезмерные тепловые действия. При болевых раздражениях небольшие по амплитуде импульсы возникают также в волокнах группы А. Соответственно разной скорости проведения импульсов в волокнах групп С и А отмечается двойное ощущение боли: вначале четкое по локализации и короткое, а затем — более длительное, разлитое и сильное (жгучее) чувство боли (рис. 229).

Механизм возбуждения рецепторов при болевых воздействиях пока не выяснен. Предполагают, что особенно значимыми являются изменения рН ткани в области нерв­ного окончания, так как этот фактор обладает болевым эффектом при концентрации Н⁺- ионов, встречающихся в реальных условиях. Таким образом, наиболее общей причиной возникновения боли можно считать изменение концентрации Н⁺-ионов при токсическом воздействии на дыхательные ферменты или при механическом или термическом повреждении клеточных мембран. Не исключено, что одной из причин длительной жгучей боли может быть выделение при повреждении клеток гистамина, протеолитических ферментов, воздействующих на глобулины межклеточной жидкости и приводящих к образованию ряда полипептидов (например, брадикинина), которые возбуждают окончания волокон группы С.

Адаптация болевых рецепторов возможна: ощущение укола от продолжающей оставаться в коже иглы быстро проходит. Однако важной особенностью болевых рецеп­торов во многих случаях является отсутствие существенной адаптации, что делает страдания больного особенно мучительными и требует применения анальгетиков.

Болевые раздражения вызывают ряд рефлекторных соматических и вегетативных реакций, которые при умеренной их выраженности имеют приспособительное значение, но могут привести к вторичным грозным патологическим эффектам, например к шоку. Отмечают повышение мышечного тонуса, частоты сердечного сокращения и дыхания, повышение давления, сужение зрачков, увеличение содержания сахара в крови и ряд других эффектов.

При ноцицептивных воздействиях на кожу человек локализует их достаточно точно, но при заболеваниях внутренних органов часты так называемые отраженные боли, прое­цирующиеся в определенные части кожной поверхности (зоны Захарьина — Геда). Так, при стенокардии кроме болей в области сердца ощущается боль в левой руке и лопатке.

Наблюдаются и обратные эффекты. Так, при локальных тактильных, температурных и болевых раздражениях определенных «активных» точек кожной поверхности вклю­чаются цепи рефлекторных реакций, опосредуемых центральной и вегетативной нервной

Рис. 229. Развитие болевого ощущения во вре­мени.