Психофизиология и экология

В атмосферу выбрасывается более 200 вредных веществ, среди которых свинец, медь, ртуть, кобальт, барий и др., относя­щиеся к первому классу опасности. Мно­гие из них не разрушаются даже после переработки отходов и, попадая в почву,

2.1. Общая психофизиология

усваиваются растениями, а затем попада­ют в организм человека и животных. Детальное изучение веществ, отрицательно действующих на состояние человека, по­зволяет не только узнать механизмы этих влияний, но и разработать адекватные меры защиты. В экологическом монито­ринге первостепенное значение имеет исследование влияния солей тяжелых металлов.

Опасность действия тяжелых металлов состоит в том, что в силу физических и химических особенностей строения мо­лекулы они проникают внутрь нервных клеток, где конкурируют с кальцием и гру­бо искажают работу нейрона, а следова­тельно, и всей нервной системы. Каковы тонкие механизмы действия этих веществ на работу мозга?

В организме человека и животных об­наружено около 70 химических элементов, которые в зависимости от их биологичес­кого значения разделяют на несколько групп. Кобальт и марганец вместе с натри­ем, калием, кальцием, хлором и другими элементами относят к незаменимым, т. е. таким, которые входят в состав фермен­тов, гормонов и витаминов. Кадмий относят к тем элементам, которые посто­янно определяются в живых организмах, но его биологическое значение еще недо­статочно изучено.Общим для всех пере­численных веществ является то, что они поступают в организм человека и живот­ных из продуктов питания, воды или атмосферного воздуха, т. е. экзогенны; имеют значение в процессах роста, раз­множения, кроветворения, клеточного дыхания, обмена веществ; образуют с бел­ками металлорганические комплексные соединения, являющиеся регуляторами биохимических реакций; входя в состав гормонов и витаминов, выполняют роль катализаторов биохимических реакций. В случае аномального содержания или нарушенного соотношения элементов в окружающей среде в организме человека развиваются нарушения с характерными клиническими симптомами, главным обра­зом из-за нарушений функций ферментов.

Опыты, выполненные на интактных и изолированных нейронах виноградной улитки [Хлудова, Греченко, 1994], показа-

ли, что блокада кальциевой проводимос­ти мембраны нейронов ионами кобальта, кадмия и марганца снижает электрическую возбудимость нейронов; некоторые нейро­ны полностью прекращают генерировать потенциалы действия и, следовательно, не участвуют в процессах обработки и пере­дачи информации. Ионы бария резко по­вышают возбудимость и снижают пороги генерации ПД, так что подпороговые сти­мулы приводят к запуску сверхсильных ответов. Ионы бария вызывают включение фоновой пейсмекерной активности даже у тех клеток, которые в норме никогда ее не демонстрируют (рис. 2.1). Особенностью действия ионов бария является то, что они нарушают координированную деятель­ность механизмов, участвующих в иници­ации и прекращении генерации ПД, в результате возникают продленные потен­циалы действия. Длительность этого вида патологической активности нейронов может достигать нескольких десятков се­кунд -- в проведенных опытах до 20 с (рис. 2Л,ж,з,и)\ Значительные нарушения происходят в синаптических процессах -изменяется чувствительность нейронов к действующим медиаторам, в частности к ацетилхолину и серотонину, зафиксирова­ны изменения знака исходной реакции на противоположный. Например, при дейст­вии бария по причине деполяризационно-го смещения МП исходно возбудительные ответы на АХ становятся тормозными. Присутствие ионов бария, марганца, кад­мия блокирует простые виды обучения в форме привыкания и фасилитации. Полу­ченные результаты показывают, почему опасно действие тяжелых металлов — они искажают работу мозга, что, естественно, влияет на психическое состояние человека и животных.