Учебник анатомии и физиологии человека

DjVu

      ПИСЬМО И. П. ПАВЛОВА К МОЛОДЁЖИ.
      Что бы я хотел пожелать молодёжи моей Родины, посвятившей себя науке?
      Прежде всего — последовательности. Об этом важнейшем условии плодотворной научной работы я никогда не смогу говорить без волнения. Последовательность, последовательность и последовательность. С самого начала своей работы приучите себя к строгой последовательности в накоплении знаний.
      Изучите азы науки, прежде чем пытаться взойти на её вершины. Никогда не беритесь за последующее, не усвоив предыдущего. Никогда не пытайтесь прикрыть недостатки своих знаний, хотя бы и смелыми догадками и гипотезами. Приучите себя к сдержанности и терпению. Научитесь делать чёрную работу в науке. Изучайте, сопоставляйте, накапливайте факты.
      Как ни совершенно крыло птицы, оно никогда бы не смогло поднять её ввысь, не опираясь на воздух. Факты — это воздух учёного. Не превращайтесь в архивариусов фактов. Пытайтесь проникнуть в тайну их возникновения. Настойчиво ищите законы, ими управляющие.
      Второе — это скромность. Никогда не думайте, что вы уже всё знаете. И как бы высоко ни оценивали вас, всегда имейте мужество сказать себе: я невежда.
      Не давайте гордыне овладеть вами. Из-за неё вы будете упорствовать там, где нужно согласиться, из-за неё вы откажитесь от полезного совета и дружеской помощи, из-за неё вы утратите меру объективности.
      В том коллективе, которым мне приходится руководить, всё делает атмосфера. Мы все впряжены в одно общее дело, и каждый двигает его по мере своих сил и возможности. У нас часто не разберёшь, что «моё», а что «твоё», но от этого наше общее дело только выигрывает.
      Третье — это страсть. Помните, что наука требует от человека всей его жизни. И если бы у вас было две жизни, то и их бы не хватило вам. Большого напряжения и великой страсти требует наука от человека. Будьте страстны в вашей работе и в ваших исканиях. Наша Родина открывает большие просторы перед учёными, и нужно отдать должное — науку щедро вводят в жизнь в нашей стране. До последней степени щедро. Что же говорить о положении молодого учёного у нас? Здесь всё ясно и так. Ему много даётся, но с него много и спрашивается. И для молодёжи, как и для нас, вопрос чести — оправдать те большие надежды, которые возлагает на науку наша Родина.
      И. П. Павлов.
     
     
      ВВЕДЕНИЕ
     
      § 1. Анатомия и физиология — науки о строении и функциях организма.
     
      Задачи анатомии и физиологии. Анатомия изучает строение организма, а физиология — протекающие в организме жизненные процессы, или, как принято говорить, жизненные функции.
      Задачи этих наук не ограничиваются простым описанием наблюдаемых фактов. Анатомия устанавливает общие закономерности строения как всего организма, так и отдельных его органов, вскрывая зависимость их строения от выполняемых ими функций. Физиология изучает взаимные связи отдельных жизненных явлений, а также их общие закономерности и зависимость от условий существования организма.
      Связь между строением и функцией. Соединение в одном школьном курсе двух наук — анатомии и физиологии — объясняется тем, что они тесно связаны между собой. Для понимания функций, иными словами, работы органов, надо знать их строение. И, наоборот, чтобы понять строение органов тела, надо иметь правильное представление о их жизненных функциях.
      Связь между строением органа и его функцией настолько велика, что* изменение работы органа вызывает изменения и в его строении. В свою очередь, всякое изменение в строении органа влечёт за собой соответствующее изменение его функции.
      Человек, ежедневно занимающийся гимнастическими упражнениями, заставляет определённые группы мышц своего тела усиленно работать. Под влиянием повышенной функции мышцы увеличиваются в размере, становятся более сильными и крепкими. Наоборот, мышцы, переставшие работать, например, в результате повреждения подходящих к ним нервов, уменьшаются в своём объёме и постепенно перерождаются, т. е. теряют своё нормальное строение.
      Значение эксперимента. Для изучения строения организма, как правило, применяют вскрытие трупов. Исследование жизненных функций требует проведения наблюдений и экспериментов, т. е. опытов, только над живым организмом, так как после смерти жизненные процессы прекращаются.
      Физиологи издавна прибегали к опытам над животными. На собаке, кролике или лягушке можно произнести любую операцию: обнажить сердце или какой-нибудь другой орган и наблюдать за его работой; произвести опыт с изолированным, т. е. отделённым от тела, органом (например, желудком, мышцей).
      Эксперименты позволяют понять и изучить деятельность отдельных органов. Однако они неизбежно создают необычную, искусственную обстановку работы изучаемого органа. Искусственность обстановки связана с действием на организм усыпляющего вещества (например, эфира или хлороформа), с рассечением тела животного, а главное, с нарушением нормальной взаимной связи между органами.
      Великий русский физиолог И. П. Павлов (1849 — 1936) неоднократно подчёркивал, что правильное представление о работе органа можно получить только в том случае, если он изучается в естественных условиях целого, неповреждённого организма. Такой подход к изучению организма представляет собой новый этап в развитии экспериментальной физиологии.
      И. П. Павлов был замечательным экспериментатором. Он в совершенстве владел техникой хирургии и сумел произвести у собак сложные и остроумные операции, позволившие ему вести наблюдения над работой желудка, печени и других органов в условиях целого организма.
      Так, И.П. Павлов выводил наружу и приживлял к коже один из протоков, по которым вытекает сок поджелудочной железы. После полного заживления раны и восстановления нормального состояния животного можно было приступить к опытам: например, давать собаке определённую пищу и следить, в каком количестве и какого состава выделяется сок из протока.
      Изучение человеческого организма также требует постановки специальных опытов. Само собой разумеется, далеко не всякий опыт можно произвести на человеке. Однако большинство физиологических процессов, протекающих у человека и животных, очень сходно между собой. Это даёт возможность при изучении физиологии человека, наряду с постановкой наблюдений и экспериментов над его организмом, пользоваться как вспомогательным средством также опытами на животных. Но никогда нельзя забывать и о тех весьма существенных особенностях, которые отличают человека от животных.
      «Сведения, — говорил Павлов, — полученные на высших животных относительно функций сердца, желудка и других органов, так сходных с человеческими, можно применять к человеку только с осторожностью, постоянно проверяя фактичность сходства в деятельности этих органов у человека и животных». В случаях невозможности поставить опыт на человеке, эта проверка, о которой говорит Павлов, производится путём наблюдений над больными. Такие наблюдения являются одним из основных методов изучения физиологии человека.
     
      § 2. Значение анатомии и физиологии.
     
      Место человека в природе. Без знания анатомии и физиологии невозможно правильно понять место человека в природе, его родство с животными, происхождение и развитие. Только изучая строение и функции организма, можно получить научно обоснованное представление о человеке, как одном из звеньев в непрерывной цепи развития животного мира и всей природы в целом.
      Доказывая единство происхождения человека и животных, анатомия и физиология опровергают религиозные выдумки о сотворении человека богом и способствуют освобождению людей от суеверий и предрассудков.
      Изучение процессов, протекающих в человеческом организме, показало, что они всегда подчинены законам природы, в частности, действующему во всей природе закону сохранения и превращения, материи и энергии. Это доказывает ненаучность, а следовательно, и неправильность объяснения функций организма существованием какой-то таинственной «жизненной силы» или «души».
      Практическое значение анатомии и физиологии. Обе науки — анатомия и физиология — возникли и развивались под влиянием практической потребности. Чтобы лечить больного и уметь предохранить здорового человека от заболеваний, надо знать строение организма и процессы, в нём протекающие.
      Без глубокого знания анатомии хирург не мог бы производить сложнейшие операции, проникая ножом в любые органы тела, даже в сердце, мозг и внутрь глаза.
      Изучение различных органов привело к успешным способам борьбы с целым рядом болезней, которые прежде считались неизлечимыми. Открытие витаминов и выяснение их роли дало возможность найти надёжные пути лечения таких тяжёлых заболеваний, как цынга, рахит и др.
      С изучением свойств крови связано успешное применение переливания крови, во многих случаях спасающее жизнь больного.
      Тщательное исследование защитных свойств организма привело к замечательным открытиям как в области борьбы с заразными болезнями, так и в области их предупреждения.
      На знании анатомии и физиологии основаны правила личной и общественной гигиены, соблюдение которых чрезвычайно важно для сохранения здоровья. Многие вопросы, связанные с правильной постановкой питания, общим оздоровлением условий труда и быта, организацией борьбы с утомлением, были разрешены на основе достижений физиологии. Очень велико значение физиологии для правильной организации физического и умственного трудна, установления наиболее целесообразного чередования работы и отдыха. Во многих случаях снижение утомляемости и повышение производительности труда явились результатом тщательного изучения физиологами приёмов работы* и влияния, которое оказывает на организм производственная обстановка.
     
      § 3. Вклад русской науки в развитие анатомии и физиологии.
     
      Большую роль в развитии анатомии и физиологии сыграли русские учёные. Особенно велики заслуги нашей отечественной науки в изучении высшей нервной деятельности. Один из крупнейших русских учёных И. М. Сеченов (1829 — 1905) в середине Прошлого века впервые сделал попытку дать физиологическое объяснение психической, или так называемой душевной, деятельности. Он показал, что физиология «держит в своих руках ключ к истинно научному анализу психических явлений».
      Много лет спустя другой великий русский учёный И. П. Павлов изучил работу высшего отдела мозга — коры больших полушарий — и окончательно установил, что психическая деятельность есть результат физиологической работы головного мозга.
      Своим учением о высшей нервной деятельности Павлов создал передовое направление в физиологии, вызвавшее революционный переворот в биологии и медицине и сыгравшее огромную роль и в укреплении марксистского материалистического, иными словами, правильного, научного мировоззрения.
      Незадолго до своей смерти И. П. Павлов, имея в виду результаты физиологического изучения высшей нервной деятельности, писал:
      «Мы приобрели для могучей власти физиологического исследования вместо половинчатого весь нераздельно животный организм. И это — целиком наша русская неоспоримая заслуга в мировой науке, в общей человеческой мысли».
      И. П. Павлов всегда требовал, чтобы наука не отрывалась от практической жизни и служила народу. Интерес к вопросам практики — отличительная черта наших крупнейших учёных. Ещё в первой половине XIX века русские учёные изучали вопросы, связанные с переливанием крови и применением наркоза. И. М. Сеченов постоянно интересовался теми вопросами физиологии, которые имели отношение к практической жизни. Он изучал утомление и меры борьбы с ним и справедливо считается одним из основоположником физиологии труда. И. П. Павлов всегда старался применять свои научные открытия на практике и, в частности, для лечения больных.
      Выдающийся русский учёный Н. И. Пирогов (1810 — 1881), исходя из интересов хирургической практики, замораживал трупы, а затем, рассекая их, изучал взаимное положение органов и тканей. Этими работами он положил начало новой науке — топографической анатомии.
      Для научной постановки физического воспитания очень много сделал один из крупнейших русских анатомов — П. Ф. Лесгафт (1837 — 1908). Он создал новое направление в анатомии, изучая строение каждого органа в связи с его функцией. Особое внимание он обращал на зависимость строения и функций организма от условий жизни и упражнения органов.
      Подходя к вопросам физического воспитания именно с этой точки зрения, он разработал систему упражнений, способствующих наилучшему развитию организма.
      Один из величайших учёных нашей страны И. И. Мечников (1845 — 1916)
      своими работами по изучению защитных свойств крови положил, основание учению об иммунитете, т. е. невосприимчивости к заразным болезням.
      Многие русские учёные, в том числе Пирогов, Лесгафт, Сеченов, Мечников и др., отдавая свои силы на служение народу, становились передовыми общественными деятелями и подвергались преследованиям со стороны царского правительства.
      Достижения советской науки. Наибольшего расцвета анатомия и физиология достигли после Великой Октябрьской социалистической революции.
      В Советском Союзе созданы специальные институты и лаборатории для изучения человеческого организма.
      И. П. Павлов и его многочисленные ученики и последователи, продолжая изучать работу нервной системы, органов пищеварения, кровообращения, обогатили науку новыми открытиями, многие из которых ныне широко использованы в медицине. В частности, на основании изучения высшей нервной деятельности, стало возможным лечить некоторые психические и нервные болезни длительным сном.
      Замечательны опыты по пересадке и приживлению тканей и даже целых органов, взятых у другого организма. Одному советскому учёному удалось пересадить животному второе сердце, которое продолжало на новом месте нормально сокращаться и перекачивать кровь.
      Больших успехов в пересадке тканей с лечебными целями добился советский профессор В. П. Филатов. Он успешно лечит некоторые тяжёлые болезни, например волчанку, или туберкулёз кожи, путём пересадки больным кусочков кожи, вырезанных из трупа. Оказалось, что кожа, как и многие другие органы, ещё долго после смерти человека остаётся жизнеспособной и образует очень активные вещества. Пересадка кусочка трупной кожи активировала не только соседние участки кожи, но и другие органы, заставляя их усиленно противодействовать микробам. В результате наступало выздоровление.
      Велики успехи советской науки в изучении раковых опухолей и многих других болезней.
     
     
      I. ОРГАНИЗМ — ЕДИНОЕ ЦЕЛОЕ.
     
      § 4. Строение и химический состав живого вещества.
     
      Рис. 1. Животная клетка: 1 — протоплазма; 2 — ядро.
      Строение животной клетки. Тело человека и животных имеет клеточное строение. Каждая клетка представляет собой микроскопически малый орган, в котором происходят жизненные процессы и который выполняет определённые жизненные функции.
      Рассматривая под микроскопом различные органы человеческого или животного организма, можно обнаружить крайнее разнообразие формы, величины и строения клеток. Тем не менее нетрудно подметить и общие черты, присущие всем клеткам (рис.1). В каждой из них можно различить протоплазму1 и ядро.
      1 От греческих слов: «протос» — первый, первичный, и «пласма» — лепка, т. е. что-то вылепленное.
      Протоплазма представляет собою основную полужидкую массу клетки. Её наружная поверхность уплотнена и имеет вид тонкой плёнки, — это клеточная оболочка. В протоплазму погружено ядро, имеющее особое строение и отделённое тонкой ядерной оболочкой.
      Как показали многолетние исследования советского учёного О. Б. Лепешинской, живое вещество не всегда имеет клеточное строение. В живом неклеточном веществе также происходят жизненные процессы; при определённых условиях оно может приобретать клеточное строение.
      Химический состав живого вещества. Изучение химического состава живого вещества приводит к двум очень важный выводам.
      Во-первых в его состав входят вещества, состоящие из углерода, водорода, кислорода, азота, серы, фосфора, хлора, калия, натрия, кальция, железа и многих других элементов, которые образуют и неорганические соединения. Не существует каких-либо специальных элементов, которые были бы свойственны только живому веществу и не встречались бы в неживой природе.
      Во-вторых, химические соединения, характерные для живого вещества, имеют очень сложный состав и в неживой природе не встречаются. Большинство соединений, свойственных только организмам и называемых органическими, можно разделить на три основные группы: белки, жиры, углеводы.
      Белки. Белки — это самые сложные из всех известных химических соединений. Они являются главной составной частью живого вещества. Примером белка могут служить яичный белок или клейковина муки.
      В состав белков обязательно входят углерод, водород, кислород, азот, сера; кроме того, многие белки содержат фосфор и в небольшом количестве различные другие элементы.
      Молекулы белков огромны по сравнению с молекулами других соединений: они состоят из сотен атомов. Белки не образуют настоящих растворов. В последних вещество распадается на отдельные молекулы, а в растворах белков каждая частица представляет собой целую группу молекул.
      Весьма важным свойством белков является их неустойчивость. Они легко изменяются; так, например, они свёртываются при нагревании, а также под влиянием кислот и некоторых других веществ.
      Жиры. В состав жиров входят только три элемента: углерод, водород и кислород. Молекула жира гораздо меньше белковой. Однако и она состоит из многих атомов; их количество в наиболее распространённых жирах человеческого организма доходит до 150.
      Жиры нерастворимы в воде. Если небольшое количество какого-нибудь жира (например, подсолнечного масла) взболтать в пробирке с водой, а ещё лучше со слабым раствором соды, то жир распадётся на столь мелкие капельки, что их нельзя заметить невооружённым глазом. Такое раздроблённое состояние жира называется. жировой эмульсией. Примером жировой эмульсии может служить молоко, в котором капельки жира различимы только под микроскопом.
      Рассматривая клетки под микроскопом, часто можно заметить в них мельчайшие капельки жира. Однако большая часть клеточного жира находится в химическом соединении с белками и не может быть обнаружена при помощи микроскопа.
      Помимо жиров, большое значение в строении и жизнедеятельности клеток имеют вещества, называемые жироподобными. Они, невидимому, принимают участие в образовании наружной оболочки клетки. Кроме того, они входят в соединение с белками клетки.
      Углеводы. Примером углеводов могут служить различные виды сахара (виноградный, молочный, тростниковый), крахмал и растительная клетчатка.
      В состав углеводов, как и жиров, входят углерод, водород и кислород. Обычно в каждой молекуле углевода количество атомов водорода вдвое больше, чем атомов кислорода, т. е. эти элементы содержатся в такой же пропорции, как и в молекуле воды (Н2О). Так, например, состав находящегося в крови виноградного сахара, или глюкозы, С6Н12О6. Отсюда углеводы и получили своё название.
      Углеводы вступают в соединение с белками клетки либо образуют особые протоплазменные включения в виде глыбок животного крахмала, или гликогена.
      Животные и растительные клетки. Как известно из курса ботаники, клетки растений тоже содержат протоплазму и ядро. Однако они отличаются от животных клеток тем, что имеют особую очень плотную оболочку, состоящую из углевода клетчатки и играющую роль наружного скелета. Кроме того, по мере роста растительных клеток, в их протоплазме появляются пузырьки с клеточным соком, которые постепенно увеличиваются в объёме и занимают больше места, чем сама протоплазма (рис.2). Животные клетки такого сока не содержат.
      При участии хлорофилла клетки зелёных растений, используя солнечную энергию, образуют сложные органические соединения из углекислоты и воды. Этим они сильно отличаются от животных клеток, которые не могут образовывать органических соединений из неорганических и нуждаются в белках, жирах и углеводах.
     
      § 5. Обмен веществ между клеткой и окружающей её средой.
     
      Обмен веществ. Каждая живая клетка получает из окружающей её среды необходимые питательные вещества и кислород. Внутри клетки питательные вещества подвергаются изменениям и усваиваются, т. е. превращаются в вещество живой клетки. Наряду с этим вещество живой клетки постоянно подвергается частичному разрушению и окислению. Образующиеся при этом продукты, в том числе углекислый газ, выделяются наружу.
      Таким образом, между клеткой и окружающей её средой происходит непрерывный обмен веществ, без которого не может быть жизни. Обмен веществ свойствен также и неклеточному живому веществу.
      Одним из существенных признаков жизни является возбудимость, т. е. способность отвечать на раздражения или, как принято говорить, реагировать на различные изменения, происходящие в окружающей среде.
      Активное, деятельное состояние, которое возникает под влиянием раздражения, называется возбуждением. В разных клетках оно проявляется неодинаково.
      Возбудимость, как и прочие признаки жизни, тотчас же исчезает, если прекращается обмен веществ.
      Роль белков. Из всех веществ, входящих в состав живого вещества, наиболее сложными и наименее устойчивыми являются белки. Непрерывные химические изменения белковых частиц лежат в основе обмена веществ, а следовательно, и жизни. В неживой природе химические изменения тел ведут к прекращению их существования; так, железо, подвергаясь окислению, превращается в ржавчину. Для белков химические изменения, проявляющиеся в обмене веществ, — необходимое условие их существования. С прекращением обмена веществ белок начинает разлагаться, иными словами, перестаёт существовать.
      «Жизнь, — говорит Энгельс, — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».
     
      § 6. Размножение клеток.
     
      Образование новых клеток. Ещё в середине прошлого века было установлено, что клетки размножаются делением. Сначала делится пополам ядро, а затем протоплазма, и, таким образом, из одной клетки получаются две. Тщательное изучение показало, что деление клетки, за редким исключением, — очень сложный процесс, сопровождающийся изменениями как в протоплазме, так, в особенности, и в ядре.
      До недавнего времени считалось, что такое деление — единственный способ размножения клеток. Однако Лепешинская доказала, что при определённых условиях клетки могут возникать и из неклеточного живого вещества.
      Метод «культуры ткани». Наблюдать за размножением клеток очень удобно путём культивирования живого вещества на питательной среде. Обычно берут тонкий кусочек органа, величиной не более одного квадратного миллиметра, и помещают его в каплю или кровяной жидкости (плазмы), или жидкости, взятой из зародышевых тканей (например, из тканей развивающегося в яйце куриного зародыша).
      При надлежащих условиях культура, помещённая в питательную среду, проявляет все признаки жизни. Она потребляет питательные вещества и выделяет продукты обмена. Под микроскопом можно наблюдать размножение клеток и разрастание всего кусочка. Своевременно меняя питательную среду, можно сохранить культуру в течение многих дней. Если же время от времени отделять из разросшейся культуры маленький кусочек и помещать его в свежую питательную среду, культура сохраняется годами. Путём такой многократной пересадки удалось до сего времени продолжить жизнь кусочка сердца, взятого из куриного зародыша в 1912 году.
      Применяя метод культуры ткани, советские учёные работают над вопросами, имеющими большое практическое значение. В частности, удалось изучить, как происходит восстановление органа после повреждения и какие условия способствуют скорейшему заживлению ран. Огромное значение для медицинской науки имеют наблюдения советских учёных над ростом злокачественных опухолей, и особенно раковых.
      Лепешинская применила метод культуры ткани для наблюдений над образованием клеток из неклеточного живого вещества. Путём разрушения клеток пресноводной гидры тщательным растиранием в ступке она получила живое вещество, не имеющей клеточного строения, и поместила его в питательную среду. В этих условиях Лепешинской удалось не только наблюдать под микроскопом, но и заснять на киноплёнку появление еле заметных пятнышек, которые постепенно росли, превращаясь в шарики. Дальнейшее развитие этих шариков приводило к образованию клеток с ясно различимыми ядром и протоплазмой, причём клетки становились подвижными и многократно делились пополам.
      Значение открытия клеточного строения. Метод культуры тканей — одно из крупнейших достижений современной науки. Он даёт возможность изучать не мёртвые, а живые клетки и следить за их образованием и развитием. Этим значительно усиливается роль микроскопических исследований. Ещё в 1858 году Энгельс подчёркивал, что для развития физиологии решающее значение имеет микроскоп. Он писал Марксу: «Главный факт, революционизировавший всю физиологию..., это — открытие клетки...». Почти тридцать лет спустя Энгельс снова говорит о том огромном значении, какое имело открытие клеточного строения организмов: «Только со времени этого открытия стало на твёрдую почву исследование органических, живых продуктов природы... Покров тайны, окутывавший процесс возникновения и роста и структуру организмов, был сорван». Всё новые и новые успехи микроскопического исследования подкрепляют слова Энгельса.
      Размножение клеток развивающегося зародыша. Развитие зародыша начинается с деления оплодотворённой яйцевой клетки. Каждая из двух образовавшихся клеток опять делится пополам. Затем снова и снова повторяется деление клеток, и число их всё время увеличивается.
      Размножение клеток развивающегося зародыша происходит также за счёт их образования из неклеточного живого вещества. В желтке яйца появляются мельчайшие, видимые только под микроскопом, «желточные шары», которые постепенно приобретают клеточное строение.
      Только в самом начале своего развития зародыш состоит из однородных клеток. Очень скоро клетки наружного слоя зародыша становятся явно отличными от клеток внутреннего слоя. Между наружным и внутренним слоями появляется третий — средний слой, опять-таки отличающийся от первых двух. Эти первоначальные слои клеток, или зародышевые пласты, дают начало различным органам тела.
      Образование тканей. Постепенно различие между отдельными группами клеток возрастает; яснее выявляется их разнообразное строение, связанное с физиологическим разделением труда между ними. Вместо первоначальных трёх зародышевых слоёв появляются разные группы клеток, входящие в состав разных органов и выполняющие определённые жизненные функции. Такие группы клеток вместе с неклеточным веществом, которое обычно находится в промежутках между отдельными клетками, называются тканями.
     
      § 7. Основные группы тканей.
     
      Различают четыре основные группы тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную.
      Эпителиальные ткани. Эпителиальная, или покровная, ткань одевает все наружные и внутренние поверхности тела.
      Эпителиальной тканью образован верхний слой кожи, который играет защитную роль, предохраняя организм от механических, химических и других внешних воздействий* Эпителий кожи состоит из нескольких слоёв клеток.
      Однослойный эпителий выстилает брюшную и грудную полости, покрывает снаружи внутренние органы (желудок, почки и т. п.). Из эпителиальной ткани состоит слизистая оболочка, покрывающая изнутри полость рта, дыхательную трубку, пищевод, желудок, кишки и другие органы. Некоторые клетки этой оболочки вырабатывают и выделяют слизь, отсюда и название самой оболочки. Клетки, основной функцией которых является выработка и выделение тех или иных веществ, называются железистыми. Группы таких клеток могут образовывать железы — органы, вырабатывающие определённого состава сок. По протоку, т. е. по трубочке, сок выделяется из железы (рис.4).
      Важной особенностью эпителиальной ткани является тесное примыкание клеток друг к другу. Между ними можно обнаружить мостики из протоплазмы, благодаря которым клетки в своей деятельности тесно связаны друг с другом.
      Соединительные ткани. Соединительные, или опорные, ткани развиваются из среднего зародышевого пласта и входят в состав почти всех органов тела, Слой соединительной ткани, находящийся в коже, обусловливает её эластичность под кожей является местом отложения жира. Из соединительной ткани состоят сухожилия мышц и связки, соединяющие кости скелета между собой. Хрящи и кости также представляют собой сильно изменённую соединительную ткань.
      Клетки соединительной ткани не прилегают друг к другу. Они погружены в межклеточное вещество, которое составляет основную массу ткани (рис.5).
      Мышечная ткань. По своему происхождению мышечная ткань находится в близком родстве с соединительной. За редкими исключениями она развивается из среднего зародышевого пласта.
      Мышечная ткань на всякое раздражение (электричеством, кислотой, уколом) отвечает укорочением, или, как принято говорить, сокращением. Способность сокращаться, или сократимость, — основное свойство мышечной ткани.
      На долю этой ткани приходится больше трети веса тела. Из неё состоят мышцы не только скелетные, но и внутренних органов, например желудка, кишок, мочевого пузыря. Мышцы внутренних органов называются гладкими (рис.6).
      Они состоят из сильно вытянутых клеток, длина которых не превышает 0,1 — 0,2 миллиметра, а поперечник измеряется всего лишь несколькими микронами, т. е. тысячными долями миллиметра. Внутри клеток в продольном направлении расположены тончайшие нити, или фибриллы, которые под влиянием раздражения медленно укорачиваются, вызывая тем самым сокращение всей клетки.
      Мышцы скелета по сравнению с гладкими имеют более сложное строение, высокую возбудимость и гораздо быстрее сокращаются.
      Нервная ткань. Нервная ткань развивается из наружного зародышевого пласта. Основным её свойством является проведение возбуждения.
      Большинство нервных клеток имеет несколько коротких ветвящихся отростков, называемых дендритами, и один длинный, или аксон. Нервная клетка со всеми её отростками называется нейроном (рис.7). Длинные отростки, окружённые оболочкой, называются нервными волокнами. Соединяясь в пучки, они образуют нервы.
      Специализация тканей» Ткани человеческого тела чрезвычайно разнообразны. Это объясняется тем, что в процессе длительного и сложного развития первичные ткани специализируются и превращаются в разнообразные ткани взрослого организма. Изменение и усложнение тканей происходят не только в период зародышевой жизни человека, но и долгое время после рождения.
      Задание.
      Зарисуйте с микроскопических препаратов строение эпителиальной и соединительной тканей.
     
      § 8. Органы и системы органов.
     
      Органы тела. Организм состоит из органов, каждый из которых имеет определённое строение и выполняет ту или иную функцию. Сердце, которое своими ритмическими сокращениями перегоняет по сосудам кровь; поджелудочная железа, выделяющая пищеварительный сок; желудок, переваривающий пищу и своими сокращениями проталкивающий её в кишки, — всё это органы. Они имеют очень сложное строение.
      Особенности строения каждого органа тесно связаны с той функцией, которую он выполняет.
      Системы органов» Соответственно основным функциям организма все органы тела делят на несколько групп, или систем. У человека можно выделить системы: нервную (головной и спинной мозг, нервы), пищеварительную (пищевод, желудок, поджелудочная железа и т. д.), дыхательную (гортань, трахея, бронхи, лёгкие), кровеносную (сердце, сосуды), выделительную, органов движения (скелет, мышцы) и др.
      На цветной таблице I показано расположение внутренних органов.
     
      § 9. Организм как целое.
     
      Изолированные органы. При определённых условиях отдельный орган может существовать и вне организма, т. е. изолированно от остального тела. Даже через несколько часов после смерти удаётся обнаружить признаки жизни в отдельных органах или кусочках тканей, если создать благоприятные условия для протекания в них обмена веществ.
      Советский учёный Кравков на второй день после смерти человека отделял от его руки палец. При помощи специальных приспособлений Кравков пропускал через кровеносные сосуды такого изолированного пальца питательную жидкость, насыщенную кислородом, и, наблюдая за пальцем в течение нескольких дней, видел, как продолжал расти ноготь, а сосуды сохранял способность суживаться и расширяться.
      Единство организма. Нередко работу отдельных органов изучают, изолируя их из организма. Однако таким способом можно пользоваться лишь с большой осторожностью. Изолированный орган резко отличается от того же органа, находящегося в условиях целого организма, который представляет собой единую систему, где все органы тесно связаны друг с другом и взаимно друг на друга влияют.
      Каждая реакция организма на внешние или внутренние раздражения проявляется в согласованном изменении деятельности различных органов тела. Так, при ходьбе или беге отдельные группы мышц ног и туловища сокращаются не одновременно, а в строго определённом порядке; при этом, в зависимости от потребностей организма, усиливается и ускоряется деятельность сердца, учащается дыхание. В работе других органов тела также наступают изменения.
      Связь и взаимодействие между органами, а следовательно, и единство организма, осуществляются кровеносной и нервной системами.
      Кровеносная система. Кровеносная система благодаря непрерывному круговому движению крови обеспечивает повсеместный обмен веществ между кровью и тканями тела. Каждый орган в результате своей деятельности выделяет в кровь те или иные вещества, которые влияют на работу других органов. Таким образом устанавливается химическая связь, химическое взаимодействие между органами.
      Нервная система. Согласованность в работе органов, строгое подчинение их деятельности потребностям организма как единого целого осуществляется нервной системой. Она состоит из спинного и головного мозга и многочисленных нервов, которые, подобно кровеносным сосудам, пронизывают все участки нашего тела.
      Обычно в каждом нерве имеются двоякого рода нервные волокна: по одним возбуждение передаётся от различных органов тела в центральную нервную систему, т. е. в спинной и головной мозг; по другим — из центральной нервной системы в работающие органы. Первые волокна называются центростремительными, вторые — центробежными.
      Процесс возбуждения распространяется по нерву волнами, или импульсами, которые пробегают раздельно, не сливаясь друг с другом, как бы мгновенными толчками. В течение одной секунды может пройти несколько сот импульсов.
      Такая кратковременность импульсов и быстрота их пробегания обеспечивают точность и быструю смену чередующихся реакций.
      Стоит только взглянуть на игру скрипача или пианиста, чтобы убедиться, какого совершенства могут достичь быстрые движения, связанные с сокращением нескольких десятков мышц руки.
      Только через нервную систему могут осуществляться быстрые реакции организма на всевозможные изменения, возникающие в окружающей среде. Так, например, внезапный яркий свет, раздражая окончания центростремительного зрительного нерва, вызывает в нём возбуждение, которое передаётся в мозг; отсюда по центробежным нервам возбуждение доходит до мышц, сокращение которых вызывает закрывание глаз.
      Подобным образом пища, попадая в рот, раздражает окончания вкусовых нервов и через центральную нервную систему вызывает жевательные движения, а также выделение слюны и желудочного сока.
      Такие реакции организма, возникающие в ответ на раздражение и протекающие при участии нервной системы, называются рефлексами, или рефлекторными реакциями.
      Рефлекс — основа нервной деятельности. Рефлексы лежат в основе регулирующей деятельности нервной системы. Всякое изменение, возникающее в любом органе тела, вызывает возбуждение соответствующих окончаний центростремительных нервов, что и влечёт за собой рефлекторные реакции различных органов.
      Ведущую роль в осуществлении согласованных реакций организма играет высший отдел нервной системы — кора больших полушарий головного мозга. Многолетние исследования И. П. Павлова показали, что существуют двоякого рода рефлексы.
      Одни рефлексы, названные Павловым безусловными, являются постоянными; к ним относится отдёргивание руки при уколе, отделение слюны при попадании пищи в рот, мигание при внезапном появлении яркого света и т. д. У животных, например у собаки, безусловные рефлексы сохраняются при полном удалении коры больших полушарий. До Павлова только эти рефлексы и изучались.
      Другие рефлексы, впервые изученные Павловым и названные им условными, приобретаются в течение жизни и не являются постоянными. Опыты на собаках показали/ что условные рефлексы полностью исчезают после удаления коры больших полушарий. Примерами условного рефлекса у человека могут служить выделение слюны при одном лишь виде пищи или при разговоре о ней, отдёргивание руки от провода при словах «ток включён» (хотя никакого раздражения руки током не наступило) и другие.
      Условные рефлексы лежат в основе высшей нервной деятельности животных и человека.
      Тройной нервный контроль. Воздействие нервной системы на функцию органов может осуществляться различными путями. Павлов говорил о тройном нервном контроле.
      Во-первых, нервные импульсы могут вызывать или прекращать деятельность органа. Так, например, раздражая определённые нервы, можно вызвать сокращение мышцы, выделение слюнной железой сока, остановку сердечных сокращений.
      Во-вторых, нервные импульсы могут вызвать сужение или расширение кровеносных сосудов в органе. Это приведёт к уменьшению или увеличению притока крови. В результате произойдут изменения в доставке кислорода и питательных веществ и в удалении продуктов обмена, что тотчас же отразится на работе органа.
      В-третьих, под контролем нервной системы находятся все процессы обмена веществ, протекающие в живом организме. Всякое изменение в обмене веществ, вызванное воздействием нервной системы, обязательно скажется на работе органа.
      Такой тройной нервный контроль обеспечивает быстрое и чёткое приспособление органа к потребностям организма.
      Единство организма и условий его существования. Великий русский биолог И.В.Мичурин и его последователь Т. Д. Лысей к о показали, что каждый организм для своей жизни требует определённых условий. Между организмом и условиями его существования устанавливается единство: изменение средь£ вызывает соответствующие изменения в строении и функциях организма.
      Павлов, развивая учение о единстве организма и условий его существования, показал, что у высших животных в приспособлении к меняющимся условиям жизни важнейшую роль играет высший отдел нервной системы — кора больших полушарий.
      Каждое изменение в окружающей среде может привести к образованию новых условных рефлексов, т. е. к появлению новых реакций организма, благодаря чему животные приспосабливаются к меняющимся условиям существования.
      Человек в значительной мере сам создаёт себе окружающую среду и приспосабливает условия жизни к своим потребностям. Поэтому изменения в окружающей природе не оказывают существенного влияния на человеческий организм. Для человека основное значение приобретает та общественная, социальная среда, в которой он живёт и работает.
      Павловский этап развития физиологии. Три основные черты характеризуют новый, павловский этап развития физиологии:
      1) стремление изучать работу органов в естественных условиях целого организма; 2) идея нервизма, т. е. признание, что регуляция и согласование работы всех органов осуществляется нервной системой; 3) признание ведущей роли коры больших полушарий в деятельности организма и в его взаимодействии с внешней средой.
      Только павловская физиология даёт возможность изучать организм в его единстве с условиями существования.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Перечислите основные группы химических соединении, входящих в состав клетки, и дайте их краткую характеристику.
      2. В чём сходны строение и функции растительных и животных клеток; в чём они различны?
      3. Что такое обмен веществ?
      4. Как характеризует Энгельс жизнь?
      5. Как происходит размножение клеток?
      6. Назовите четыре основные группы животных тканей и дайте их краткую характеристику.
      7. В чём выражается единство организма?
      8. Как осуществляется согласованность в работе организма?
      9. Что такое рефлекс?
      10. Что такое тройной нервный контроль?
     
     
      II. КОСТНО-МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА.
     
     
      § 10. Состав, строение и свойства костей.
     
      Значение костно-мышечной системы. Скелет представляет собой ту необходимую опору, благодаря которой тело сохраняет свою форму.
      Подвижное соединение большинства костей даёт им возможность перемещаться по отношению друг к другу. Прикреплённые к костям мышцы, сокращаясь, укрепляют отдельные части скелета или же, наоборот, приводят их в движение. Таким образом, костномышечная система обеспечивает как различные положения тела в пространстве, или позы, так и всевозможные движения, которые мы постоянно совершаем.
      Кроме того, скелет защищает многие важные внутренние органы от ударов и давления.
      Хрящевая и костная ткани. В процессе развития животного мира костный скелет появился сравнительно поздно. Предки современных позвоночных животных обладали хрящевым скелетом. У человеческого зародыша также вначале развивается хрящевой скелет; в дальнейшем он постепенно заменяется костным. Лишь некоторые кости, например большая часть костей мозгового черепа, развиваются не на месте хряща, а непосредственно из первичной соединительной ткани.
      Хрящевая ткань представляет собою разновидность соединительной ткани. Клетки хрящевой ткани расположены в одиночку или небольшими группами в очень плотном, упругом промежуточном веществе (рис.8). У взрослого человека хрящевая ткань сохраняется лишь в отдельных участках скелета главным образом в виде тонких пластинок на соприкасающихся друг с другом поверхностях подвижно соединённых костей.
      Замещение хрящевого скелета костным сопровождается разрушением хрящевой ткани. Особые клетки, размножаясь, превращаются в клетки костной ткани и одновременно образуют волокнистое межклеточное вещество.
      Пучки волокон межклеточного вещества принимают вид пластинок, которые вскоре начинают пропитываться известковыми солями. Эти пластинки располагаются слоями вокруг канальцев, пронизывающих костную ткань. В канальцах проходят кровеносные сосуды и нервы. Клетки костной ткани находятся между костными пластинками и соединены друг с другом длинными отростками (рис.9).
      Прочность костей. Прочность костей необычайно велика. Правда, от сильного удара ломаются даще толстые кости, но они легко выдерживают осторожно положенный на них тяжёлый груз. Некоторые кости человеческого тела могут выдержать давление более 1000 килограммов. Такая прочность костей зависит от особенностей их строения и химического состава.
      Костные пластинки состоят из органического вещества и пропитывающего их минерального вещества (преимущественно известковых солей и прежде всего фосфорнокислой извести).
      Рис. 9. Схема строения костной ткани (слева — распил кости; справа — костный канал с окружающей тканью при большом увеличении):
      1 — наружная поверхность кости; 2 — отверстие, через которое внутрь кости входят сосуды и нервы; 3 — костные каналы в продольном разрезе; 4 — те же каналы в поперечном разрезе; 5 — костные перекладины губчатой костной ткани; 6 — сосуды и нервы внутри костного канала; у — костные клетки (между ними костные пластинки).
      Органическое вещество кости обусловливает её эластичность, а минеральные вещества — твёрдость. Если на раскалённых углях сжечь органическое вещество, кость станет хрупкой и будет рассыпаться даже при незначительном давлении на неё. Если же кость погрузить в слабый раствор соляной кислоты, то через некоторое время известь растворится и кость станет гибкой, как резиновый жгут.
      Состав кости в течение жизни постепенно меняется. Высушенная кость взрослого человека примерно на две трети состоит из солей и на одну треть из органического вещества. Такой состав обеспечивает большую прочность кости.
      В детском возрасте кости значительно богаче органическими веществами, но зато беднее солями. В связи с этим кости ребёнка более гибки и менее хрупки, чем кости взрослого человека. Вот почему у детей, особенно маленьких, очень редко при ушибах наблюдаются переломы костей.
      К старости кости всё сильнее пропитываются известью, причём содержание органического вещества понижается. Кости становятся всё более твёрдыми, но зато и более хрупкими. В связи с этим у стариков при падении и ушибе часто случаются переломы костей.
      Рост костей. Снаружи кости покрыты плотной, приросшей к ним плёнкой. Это надкостница. Слой надкостницы, непосредственно прилегающий к кости, состоит из клеток, которые могут дать начало костной ткани. Размножаясь делением, они обусловливают рост костей и восстановление их целости после переломов.
      В растущих костях конечностей между средней частью кости и её концами, или головками, имеются хрящевые прокладки, которые исчезает лишь к 20 — 25 годам. На границе между средней частью кости и хрящевой прокладкой происходит образование новой костной ткани, и в результате кость растёт в длину (рис.10).
      Рост костей в толщину происходит путём наслаивания на их поверхности новых костных клеток, образуемых надкостницей. При этом внутренние слои костной ткани частично или полностью разрушаются. При развитии длинных костей скелета, в результате такого разрушения внутренних слоёв, кости приобретают вид трубок с толстыми стенками. Трубчатое строение длинных костей не снижает их прочности. Трубка почти так же прочна, как сплошной стержень той же толщины.
      Плотное и губчатое вещество кости. Внутри концов длинных трубчатых костей, а также внутри большинства других костей (например, рёбер, позвонков) происходит лишь частичное разрушение костной ткани. На поперечном разрезе таких костей видно множество тонких костных перекладин с промежутками между ними, благодаря чему ткань принимает вид, напоминающий губку.
      Разрушение костного вещества легче всего происходит в тех участках, которые не испытывают сжатия и растяжения. И наоборот, в направлениях действия этих сил костное вещество не разрушается. Благодаря этому в каждой кости перекладины располагаются не случайно, а в точном соответствии с направлением сил, вызывающих сжатие и растяжение (рис.И). Иными словами, внутреннее строение каждой кости находится в тесной связи с её функцией. Если направление сил давления и растяжения изменяется, то соответственно начинает меняться и расположение перекладин. Подобная перестройка костей наблюдается, например, после ампутации ноги, а также в результате длительной болезни, когда человек на долгое время прикован к кровати и кости не испытывают обычного давления тяжести тела.
      Таким образом, плотная костная ткань находится почти исключительно на поверхности костей. Более глубокие слои кости состоят из пористой, или губчатой, костной ткани.
      Наличие полости внутри длинных костей и губчатое строение остальных костей, почти не уменьшая их прочности, делают скелет значительно более лёгким. Если бы скелет целиком состоял из плотной костной ткани, он был бы примерно в 2 или 2,5 раза тяжелее.
      Костный мозг. По мере разрушения костной ткани образующиеся внутри кости полости заполняются красным костным мозгом, состоящим из особой соединительной ткани, очень богатой кровеносными сосудами. Красный костный мозг — это кроветворный орган: в нём образуются новые кровяные тельца.
      В раннем детском возрасте красный костный мозг находится как в губчатой костной ткани, так и в полости трубчатых костей. В дальнейшем красный костный мозг в полостях трубчатых костей постепенно замещается жировой тканью, получившей название жёлтого костного мозга.
      Вопросы.
      1. Почему искривление позвоночника и других частей скелета обычно наблюдается в детском возрасте?
      2. Какое влияние могут оказать на скелет неправильная осанка и неправильная посадка за партой?
     
      § 11. Соединение костей между собой.
     
      Неподвижные соединения. В теле человека находится более 200 костей. Соединяясь различным образом друг с другом, они образуют скелет. Соединения костей бывают неподвижные, малоподвижные и подвижные, или суставы.
      Неподвижное соединение костей может образоваться путём их срастания. Так, у ребёнка в первые годы его жизни тазовая кость состоит из трёх отдельных костей, соединённых друг с другом прослойками хряща (рис.12). Последние постепенно замещаются костной тканью, и кости срастаются друг с другом.
      Неподвижность костей мозгового черепа достигается тем, что многочисленные выступы одной кости входят в соответствующие углубления другой. Такое соединение костей называется швом (рис.13).
      Малоподвижные соединения. Большинство костей соединено друг с другом подвижно. Небольшая подвижность достигается упругими хрящевыми прокладками между костями.
      Такие хрящевые прокладки находятся между отдельными позвонками. При сокращении мышц эти хрящевые прокладки сжимаются и позвонки чуть-чуть приближаются друг к другу. Поэтому, когда человек лежит с расслабленными мышцами, его тело несколько длиннее, чем при стоянии. Если мышцы сокращаются только с одной стороны позвоночника, то на этой же стороне сжимаются и хрящевые прокладки и края позвонков приближаются, друг к другу. На противоположной стороне они, наоборот, отойдут один от другого. Произойдёт сгибание позвоночника в сторону, на которой сократились мышцы (рис.14).
      Таким образом, позвонки, особенно в области поясницы и шеи, могут наклоняться относительно друг друга. Весь позвоночник в целом даёт значительный размах движений и может сильно сгибаться вперёд, назад и в стороны.
      Суставы. Суставами называются подвижные соединения костей, образованные при помощи особых сумок (рис.15).
      Суставная сумка состоит из очень плотной соединительной ткани. В толще сумки и вокруг неё находятся прочные и упругие сухожильные связки. Края сумки вместе со связками прирастают к костям на некотором расстоянии от их соприкасающихся поверхностей и герметически закрывают полость сустава.
      Соприкасающиеся, или суставные, поверхности костей плотно прилегают друг к другу. Они покрыты слоем хрящевой ткани. Гладкий хрящ значительно уменьшает трение между костями и тем самым облегчает их движение. Уменьшению трения способствует также жидкость, которая постоянно отделяется на внутренней поверхности сумки и действует как смазка. Кроме того, прослойки упругого хряща смягчают резкие удары, предохраняя тело от сильного сотрясения.
      При растягивании сустава в нём, благодаря герметичности, образуется отрицательное давление. Оно препятствует расхождению костей и придаёт суставу чрезвычайную прочность. Если проколоть суставную сумку, то внутрь неё войдёт воздух и отрицательное давление создаваться не будет. Поэтому сустав с проколотой сумкой значительно менее прочен; при сильном растягивании такого сустава кости отходят друг от друга и легко может произойти их смещение (вывих).
      Производя наблюдения над самим собою, нетрудно убедиться в том, что движения в различных суставах неодинаковы. Одни суставы допускают движения только в одной плоскости (например, сгибание и разгибание); другие позволяют производить движения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (например, не только сгибание и разгибание, но и отведение в сторону); третьи — обеспечивают движения в любом направлении (сгибание и разгибание, отведение в сторону и вращение).
      Размах и направление движений зависят от формы суставных поверхностей.
     
      Вопрос. Объясните, почему результаты точного измерения роста человека утром и вечером неодинаковы. Когда человек «выше», утром или вечером?
      Задание. Путём наблюдений на себе и ознакомления со скелетом, а также пользуясь рисунком 16, установите зависимость движений от формы суставных поверхностей костей и ответьте на вопрос, какие суставы скелета допускают движения: а) в одной плоскости, б) в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, в) в любом направлении.
     
      § 12. Вывихи и переломы костей.
     
      Вывихи в суставах. Резкое, неосторожное движение, прыжок, падение, ушиб могут повлечь за собой повреждение скелета, например вывих или перелом кости. При вывихе происходит смещение костей в суставе, т. е. головка одной кости выскакивает из суставного углубления другой кости. При этом растягиваются, а нередко и разрываются связки. Часто вывих сопровождается сильными болевыми ощущениями, особенно при попытке произвести движение в пострадавшем суставе.
      Первая помощь при вывихах. Неправильная, а также запоздалая помощь при вывихе может привести к неприятным осложнениям. Поэтому при оказании первой помощи пострадавшему следует соблюдать два основных правила: во-первых, ни в коем случае не делать попыток вправить вывих своими силами; во-вторых, придав повреждённой части тела наиболее неподвижное, удобное и покойное положение, тотчас же позаботиться о врачебной помощи.
      Переломы костей. В детском и молодом возрасте переломы костей встречаются сравнительно редко. У пожилых людей и особенно стариков переломы бывают чаще, что связано с возрастными изменениями состава костей. Иногда, при чрезмерном уменьшении содержания органического вещества, кости становятся настолько хрупкими, что надлом и даже полный перелом их может произойти в результате простого ушиба, при подъёме тяжести или при резком движении.
      Первая помощь при переломах. При переломах, как и при вывихах, оказывая первую помощь, надо прежде всего обеспечить полный покой и неподвижность повреждённой части тела. Это тем более необходимо, что острые концы или осколки переломленной кости могут прорвать кожу и, что ещё опасней, повредить нервы и кровеносные сосуды.
      При переломе кости накладывают повязку с применением шин. Шинами называются пластинки, которые вкладываются в повязку, чтобы обеспечить неподвижность забинтованной части тела. В качестве шин можно воспользоваться деревянными дощечками, полосками плотного картона, палками, связками прутьев и прочим подходящим материалом. Между телом и шиной должна быть мягкая подстилка. Шины должны заходить за границы переломленной кости. Так, при переломе голени шина должна захватывать ступню и хотя бы часть бедра; при переломе бедра один конец шины должен находиться на уровне грудной клетки, а другой — у нижней части голени (рис.17). Шины плотно, но без сильного сдавливания,, прибинтовываются к повреждённой части тела. Вместо бинта можно воспользоваться чистыми тряпками, полотенцами или носовыми платками.
      При отсутствии шин можно прибинтовать переломленную руку к туловищу, а переломленную ногу к другой ноге.
      Иногда в результате перелома нарушается целость кожи и образуется открытая рапа. При таких осложнённых, или открытых, переломах необходимо прежде всего наложить повязку, чтобы предохранить рану от возможного загрязнения и последующего нагноения.
      Во всех случаях, когда можно подозревать наличие перелома, необходимо тотчас же после оказания первой помощи вызвать, врача или отправить пострадавшего в больницу, причём переносить, и перевозить его следует с большой осторожностью.
     
      § 13. Строение скелета человека.
     
      Сходство в строении скелетов человека и животных. Общие черты строения человека и позвоночных животных особенно бросаются в глаза при сравнении их скелетов. Даже столь непохожие на человека животные, как птицы, пресмыкающиеся и земноводные, имеют те же основные кости, какими обладает и человек.
      Основой скелета всех этих животных является позвоночник, состоящий из отдельных позвонков, число которых может быть различно. Много общего можно обнаружить в строении скелета головы. Даже конечности, которые у разных животных столь различны и по внешнему виду, и подфункциям, имеют общее для всех позвоночных строение. Если сравнить ласт кита, крыло птицы, лапы саламандры и крота с рукой человека (рис.18), можно обнаружить одни и те же основные кости.
      Такое сходство в строении скелетов человека и позвоночных животных объясняется общностью их происхождения. Различия возникли под влиянием неодинаковых условий жизни, в которых находились животные. Особенно велико сходство между скелетом человека и скелетами его ближайших сородичей из мира животных — человекообразных обезьян (рис.19 и 20).
      Прямохождение и трудовая деятельность. Несмотря на несомненное сходство со скелетами других позвоночных скелет человека имеет свои, весьма существенные особенности. Эти особенности тесно связаны с переходом предков современного человека к прямохождению и трудовой деятельности. ь
      Все млекопитающие, кроме человека, опираются при ходьбе на четыре конечности. Не составляют исключения и обезьяны, которые пользуются при передвижении не только задними, но, в той или иной мере, и передними конечностями. Правда, у обезьян довольно сильно выражено разделение функций между передними и задними конечностями. При помощи передних конечностей обезьяны строят себе укрытия и гнёзда, защищаются от врагов, схватывая палку или бросая камни. Но «ни одна обезьянья рука, — говорит Энгельс, — не изготовила когда-либо хотя бы самого грубого каменного ножа».
      У обезьяноподобных предков человека, в связи с изменением условий жизни; рука постепенно становилась всё более свободной и всё реже служила опорой при ходьбе. Полный переход к вертикальному положению тела и хождению на двух ногах окончательно освободил руку для труда. Дальнейшее совершенствование руки происходило в процессе труда и под его влиянием.
      Переход к вертикальному положению наложил отпечаток на весь человеческий скелет.
      Позвоночник. Позвоночник человека (рис.20) состоит и*з 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4 — 5 хвостовых, или копчиковых, позвонков. Общее число позвонков 33 — 34. *
      Отдельный позвонок (рис.21) представляет собою костное кольцо й сильно утолщённой передней частью — телом и с несколькими отростками, к которым прикрепляются мышцы. Располагаясь друг над другом, кольца позвонков образуют трубку, в которой лежит спинной мозг. Между телами соседних позвонков находятся довольно толстые хрящевые прокладки, благодаря которым позвоночный столб обладает гибкостью и подвижностью.
      Крестцовые позвонки ещё в детском возрасте начинают срастаться и у взрослого человека образуют единую, крестцовую кость, или крестец.
      У млекопитающих животных многочисленные хвостовые позвонки образуют скелет хвоста. Отдалённые предки человека также имели хвост. Свидетельством этого являются остатки хвостового скелета у человека в виде 4 — 5 недоразвитых копчиковых позвонков.
      У животных позвоночный столб тянется вдоль туловища почти по прямой линии, образуя лишь один шейный изгиб. Позвоночник человека, кроме шейного, имеет грудной, поясничный и крестцовый изгибы (рис.22), которые представляют собою отличительную особенность человека, связанную с вертикальным положением тела.
      Благодаря этим изгибам, центр тяжести тела стоящего человека переносится назад и находится на отвесной линии, проходящей между ступнями ног, ближе к пяткам. Такое положение центра тяжести обеспечивает сохранение равновесия и значительно облегчает ходьбу на двух ногах.
      Изгибы делают позвоночник более упругим и гибким. При ходьбе, беге, прыжках и всяких резких движениях он пружинит и тем самым предохраняет голову, а вместе с ней и мозг от сотрясений.
      Грудная клетка. Грудные позвонки принимают участие в образовании грудной клетки (рис.23). От каждого грудного позвонка отходит по одной паре подвижно соединённых с ним рёбер. Передние концы 10 верхних пар рёбер при помощи хрящей соединены с грудной костью, или грудиной, причём хрящи 8-й, 9-й и 10-й пар срастаются между собой и присоединяются к хрящам 7-й пары. 11-я и 12-я пары рёбер не доходят до грудины и оканчиваются свободно.
      Грудная клетка защищает от ударов и повреждений лёгкие, сердце, а также органы верхней части брюшной полости.
      Грудная клетка человека широкая, но с коротким переднезадним диаметром. Такая форма связана с вертикальным положением тела и облегчает сохранение равновесия. У четвероногих грудная клетка уже, длиннее, с большим расстоянием от позвоночника до грудины; она как бы сдавлена передними конечностями (рис.24).
      Плечевом пояс и тазовый пояс. В верхней части спины расположены две плоские кости — лопатки; они прикрепляются к позвоночному столбу и к рёбрам только при помощи мышц. Каждая лопатка соединяется с ключицей, которая другим своим концом соединена с грудной костью.
      Лопатки и ключицы как бы опоясывают верхнюю часть туловища, образуя пояс верхних конечностей, или плечевой пояс.
      Наружные углы лопаток соединяются с головками плечевых костей рук.
      Поясом нижних конечностей является тазовый пояс, или таз.
      Он состоит из крестца и неподвижно соединённых с ним двух тазовых костей, которые спереди так же неподвижно соединены друг с другом. Тазовые кости, как и лопатки, имеют круглые впадины, куда входят головки бедренных костей ног.
      Таз человека шире, чем у животных, и имеет форму чаши. Легко понять, почему это так. У животных брюшные внутренности всем своим весом опираются на стенки живота, а у человека — на тазовые кости. Таким образом, форма тазовых костей человека связана с вертикальным положением тела.
      Конечности. Скелеты верхних и нижних конечностей, наряду с некоторыми отличиями, имеют между собой много общего (рис.25 и 26).
      В верхней конечности (руке) различают: 1) плечевую кость, подвижно соединённую с лопаткой; 2) предплечье, состоящее из двух костей — локтевой и лучевой; 3) кисть, в которую входят мелкие кости запястья, пять длинных костей пясти и кости пальцев (две в большом пальце, по три в остальных).
      Соответственные части встречаем мы и в нижней конечности (ноге): 1) бедро; 2) голень, состоящую из большой и малой берцовых костей; 3) стопу с входящими в неё костями предплюсны, плюсны и пальцев.
      Ведро образует с большой берцовой костью коленный сустав, к которому спереди прилегает небольшая кость — коленная чашечка. В верхней конечности этой косточке соответствует большой выступ верхней части локтевой кости.
      Сравнивая руку с передней конечностью животных, можно заметить, что у человека суставы подвижнее, чем у животных; кости запястья и пясти образуют широкую ладонь; большой палец противопоставлен всем остальным. Различия в строении связаны с различием функций. В то время как передние конечности животных, наряду с задними, служат им главным образом для передвижения, руки человека являются органами труда.
      Рис. 27. Череп спереди:
      1 — лобная кость; 2 — теменная; 3 — височная; 4 — скуловая; 5 — носовая; 6 — верхняя челюсть; 7 — нижняя челюсть; 9 — основная кость; 11 — решетчатая кость.
      Ноги являются органом ходьбы и единственной опорой тела стоящего человека. В связи с этим всё кости ног массивнее костей рук, а стопа образует прочную и широкую опору.
      Череп. В черепе (рис.27 и 28) различают два основных отдела: мозговой, или черепную коробку, и лицевой, или кости лица.
      Мозговой череп образует большую полость, В которой расположен, головной мозг. В состав, мозгового черепа входят следующие кости: лобная, две теменные, затылочная, две височные, основная и решетчатая. Все эти кости соединены друг с другом неподвижно при помощи швов. В костях мозгового черепа имеется целый ряд маленьких отверстий, через которые проходят сосуды и нервы. Внутри височной кости находится орган слуха, к которому проходит широкое слуховое отверстие. Через большое отверстие затылочной кости полость черепа соединяется с позвоночным каналом. На уровне соединения верхнего шейного позвонка с затылочной костью спинной мозг переходит в головной.
      Лицевой череп образует костный остов верхней части органов дыхания и пищеварения. В его состав входят верхняя и нижняя челюсти, скуловые кости, нёбные кости, сошник, носовые кости, нижние носовые раковины и слёзные кости (рис.29).
      Верхнечелюстные и нёбные кости образуют твёрдое нёбо, т. е. перегородку между носовой и ротовой полостями. Эти же кости вместе с носовыми образуют боковые стенки носовой полости. Сошник п нижняя часть решетчатой кости разделяют полость носа на правую и левую половины. Верхняя поверхность решетчатой Кости имеет многочисленные отверстия, через которые из полости носа в полость черепа проходят обонятельные нервы. Отростки решетчатой кости образуют верхние и средние носовые раковины; нижние носовые раковины представляют собой отдельные косточки.
      Скуловые кости как бы укрепляют лицевой череп, соединяя верхнюю челюсть с лобной и височной костями.
      Глазные впадины, или глазницы, образуются несколькими костями, а именно: верхней челюстью, лобной, скуловой, основной, решетчатой и слёзной костями.
      Нижняя челюсть является единственной подвижной костью черепа. Внутри неё, как и внутри верхней челюсти, имеются каналы, в которых проходят к зубам сосуды и нервы.
      У животных лицевой череп играет большую роль как орган нападения и защиты от врагов. Этим в значительной мере объясняется мощное развитие лицевого черепа, объём и вес которого у многих животных больше, чем объём и вес мозгового черепа.
      Рис. 29. Лицевая часть черепа в разрезе:
      1 — верхняя челюсть; 2 — нёбная кость; 3 — нижняя носовая раковина; 4 — верхняя и средняя носовые раковины; 5 — носовая кость; 6 — основная кость.
      У предков человека, с переходом к прямохождению и освобождением верхних конечностей, лицевой череп потерял роль органа нападения и защиты. Да и жевательные функции челюстей оказались слабее выраженными в связи с появлением навыков предварительной обработки пищи. Зато очень сильно развился головной мозг, играющий столь большую роль в трудовой деятельности. Он достиг размеров, далеко превосходящих размеры мозга животных. Всё это привело к слабому развитию лицевого черепа, в частности челюстей, и, наоборот, к мощному развитию мозгового черепа.
      При горизонтальном положении тела голова, естественно, свешивается вниз. У животных голова с её большими и тяжёлыми костями лицевого черепа поддерживается сильными затылочными мышцами. Для прикрепления как затылочных мышц, так и сильных жевательных мышц на поверхности черепа животных имеются большие выступы и гребни.
      У человека голова имеет опору снизу. При прямом положении головы центр её тяжести проходит лишь немного впереди точки опоры. Хотя при расслабленных мышцах голова человека и свешивается вперёд, однако достаточно небольшого напряжения мышц, чтобы поддержать правильное её положение. Этим, объясняется слабое развитие затылочных мышц у человека. В соответствии с небольшим размером нижней челюсти, жевательные мышцы" также развиты слабо. В связи с отсутствием сильных мышц поверхность человеческого черепа не имеет больших выступов и гребней.
      Вопрос. Для каких органов какие части скелета являются защитой?
     
      § 14. Строение и свойства скелетных мышц.
     
      Строение скелетной мышцы. Первоначально у зародыша скелетные мышцы очень мало отличаются от гладких мышц. Затем мышечные клетки начинают быстро расти, нередко достигая 10 — 12 см в длину, причём происходит многократное деление ядра. В результате образуется длинное мышечное волокно, которое содержит много ядер и уже не может быть названо клеткой.
      Волокно скелетной мышцы — это как бы большое количество не отделившихся друг от друга клеток. Такие сложные образования, в которых нельзя выделить отдельных клеток, называются соклетиями.
      Вся протоплазма мышечного волокна почти сплошь заполнена тончайшими волоконцами, которые тянутся по его длине. Они состоят из правильно чередующихся участков, одни из которых под микроскопом кажутся светлыми, а другие — тёмными. Светлые и тёмные участки всех продольных волоконец лежат на одном поперечном уровне, и всё волокно представляется поперечно исчерченным (рис.30). Поэтому скелетные мышцы получили название поперечнополосатых.
      Сокращение мышцы. Сокращение мышцы происходит вследствие укорочения (сокращения) тёмных участков её волокон. Когда мышечные волокна укорачиваются, они становятся толще, вроде того, как утолщается резиновый шнур, когда отпускаешь его после растягивания. Понятно, что и вся мышца в целом при сокращении становится толще и короче.
      Гладкие мышцы обладают сравнительно слабой возбудимостью и очень медленно сокращаются. Поперечнополосатые мышцы, наоборот, легко возбудимы, и процесс сокращения протекает в них с большой быстротой. Скелетные мышцы человека могут сокращаться более 10 раз, а поперечнополосатые мышцы крыльев насекомых Даже 200 — 300 раз в секунду; мышцы же желудка и кишок, состоящие из гладких волокон, затрачивают на каждое сокращение по нескольку секунд.
      Ответ мышцы на раздражение. Вырезанная из тела лягушки мышца сокращается, если уколоть её булавкой, ударить по ней пинцетом, прикоснуться разогретой на огне проволокой, подействовать электрическим током, положить на неё кристалл хлористого натрия. Иными словами, любое раздражение — механическое, тепловое, электрическое, химическое — вызывает сокращение мышцы. Важно только, чтобы раздражение было достаточной силы.
      Мышцы, находящиеся в живом теле, лишь в исключительных случаях могут подвергнуться действию таких искусственных раздражителей. Нормальным, естественным раздражителем наших мышц являются нервные импульсы.
      В этом нетрудно убедиться на опыте со скелетной мышцей, вырезанной вместе с подходящим к ней нервом из тела лягушки.
      Сокращение такой мышцы удобно наблюдать, если один её конец укрепить неподвижно, а другой при помощи нитки соединить с рычагом (рис.31). Движение рычага будет с большой точностью отмечать каждое мышечное сокращение, возникающее в ответ на раздражение нерва электрическим током.
      Нервы, подходящие к мышцам, состоят из большого количества нервных волокон. Внутри мышцы каждое волокно сильно ветвится, снабжая нервными окончаниями целую группу отдельных мышечных волокон (рис.32).
      Импульсы с окончаний центробежных нервных волокон переходят на мышечные, волокна, и они сокращаются. При одновременном возбуждении всех волокон сокращение мышцы достигает наибольшей силы. Если волна возбуждения захватит только 50 или 25 процентов нервных волокон, то количество сократившихся мышечных волокон, а следовательно, и общая сила мышечного сокращения, окажутся в два или в четыре раза меньшими. Минимальное сокращение мышцы происходит при возбуждении одного нервного волокна. На каждую волну возбуждения, бегущую по нерву, мышца отвечает сокращением, которое длится для большинства наших мышц около 0,1 секунды.
      Импульсы, идущие из центральной нервной системы к мышце, всегда следуют один за другим с большой частотой, и мышца после каждого своего сокращения не успевает расслабляться. Это приводит к слиянию отдельных сокращений в одно длительное, или тетаническое, сокращение. Таковы обычные сокращения скелетных мышц, которые мы наблюдаем при любых движениях тела.
      Прикрепление мышц к костям. Мышцы, которые одним или двумя своими концами прикрепляются к костям скелета, называются скелетными. Они покрыты тонкой упругой оболочкой. На обычно переходит в весьма прочные белые тяжи — сухожилия, надкостницей. Чаще всего оба конца мышцы прикрепляются к двум соседним, подвижно соединённым друг с. другом костям; иногда сухожилия тянутся очень далеко, проходя через два или несколько суставов (рис.33).
      При своём сокращении мышцы укорачиваются и либо производят движения тела, либо поддерживают его в определённом положении.
      Движения, связанные с сокращением мышц. Ещё в XVII веке учёные рассматривали кости как рычаги, которые приводятся в движение мышцами. И действительно, большинство движений нашего тела совершается по принципу рычага, как это показано на схемах.
      Чаще движения отдельных частей тела совершаются по принципу рычага второго рода, в котором точка опоры находится на продолжении линии, соединяющей, точки приложения силы и противодействия. В большинстве случаев точка прикрепления мышцы находится в несколько раз ближе к точке опоры, чем центр тяжести. Поэтому для преодоления противодействия мышцы должны развивать очень большую силу. Однако при этом получается значительный выигрыш в размахе движений.
      Вокруг сустава обычно имеется несколько мышц, каждая из которых при своём сокращении вызывает какое-нибудь определённое движение.
      В локтевом суставе, благодаря сокращению десятка различных мышц, может происходить сгибание и разгибание предплечья, вращение кисти внутрь или наружу (рис.34). Движение, вызываемое сокращением каждой мышцы, зависит от расположения на костях точек её прикрепления. Так, плечевая мышца, прикреплённая к передним поверхностям плечевой и локтевой костей, при своём сокращении сгибает локтевой сустав; двуглавая мышца плеча (бицепс), прикрепляясь нижним концом к внутренней поверхности лучевой кости, не только сгибает локтевой сустав, но и с силой вращает кисть наружу.; трёхглавая мышца плеча нижним концом прикрепляется к задней поверхности локтевой кости и при сокращении разгибает руку в локте.
      Мышцы, расположенные вокруг сустава, могут сокращаться либо порознь, либо в той или иной комбинации одновременно, как это и бывает в большинстве случаев. Разнообразие совершаемых нами движений связано с. разнообразием комбинаций одновременно сокращающихся мышц. При этом большое значение имеет сила сокращений каждой мышцы, принимающей участие в движении.
      Одновременное сокращение мышц противоположного действия, например плечевой (сгибающей руку в локте) и трёхглавой (разгибающей руку), может не вызвать движения, но зато сустав будет укреплён в определённом положении.
      Задание.
      1. Рассмотрите подвижное соединение черепа с позвоночником (рис.35); найдите точку опоры, точку приложения силы (место прикрепления мышцы) и точку приложения противодействия (на линии центра тяжести головы); пользуясь схемой в верхней части рисунка, ответьте на вопрос, о каком роде рычага здесь можно говорить.
      2. Подобным же образом проанализируйте действие икроножной мышцы на голеностопный сустав при подъёме на цыпочки (рис.36)
      3. То же самое проделайте по отношению к сгибанию руки в локте (рис.37); объясните, почему рычаг, изображённый в верхней части рисунка (так называемый рычаг третьего рода), в технике почти не применяется.
     
      § 15. Основные группы скелетных мышц.
     
      Всего в теле человека насчитывают более 600 скелетных мышц (рис.38 и 39). По участию в различных движениях тела их можно разбить на несколько основных групп.
      Мышцы головы. К мышцам головы относятся жевательные и мимические. Сокращение жевательных мышц вызывает движения нижней челюсти. Мимические мышцы одним, а иногда и обоими концами прикрепляются к коже. Сокращение их вызывает перемещение отдельных участков кожи, обусловливая то или иное выражение лица. Круговые мышцы глаза и рта, сокращение которых вызывает сжатие век и губ, представляют собой мышечные кольца, заложенные под кожей.
      Мышцы туловища. К мышцам туловища относится мышцы грудной клетки, живота и спины.
      Мышцы грудной клетки, расположенные между рёбрами, а также некоторые другие, поднимают и опускают грудную клетку; они называются дыхательными и будут рассмотрены позднее при изучении органов дыхания.
      Многочисленные мышцы спины расположены вдоль позвоночного столба, прикрепляясь главным образом к отросткам позвонков. Одни из них выпрямляют позвоночник и выгибают его назад, другие вращают его, а третьи сгибают в сторону. Некоторые мышцы спины одним концом прикрепляются к позвоночнику, а другим — к рёбрам; такие мышцы принимают участие в движениях грудной клетки.
      Сгибание туловища вперёд производится главным образом мышцами живота. По средней линии живота сверху вниз тянется очень плотный сухожильный тяж. Рядом с ним расположены правая и левая прямые мышцы живота, прикреплённые сверху к нижнему краю грудной клетки, а снизу — к месту соединения тазовых костей. По обеим сторонам прямых мышц расположены наружные и внутренние косые мышцы живота. Если правые и левые косые мышцы сокращаются одновременно, они сгибают туловище вперёд. При сокращении какой-нибудь одной косой мышцы происходит поворот туловища в сторону. Кроме того, брюшные мышцы, сокращаясь, сдавливают брюшную полость и тянут грудную клетку, вниз.
      Мышцы шеи. Мышцы, расположенные на шее, запрокидывают голову, наклоняют её и поворачивают; некоторые из них опускают нижнюю челюсть. При неподвижно укреплённой голове грудино-ключично-сосковая мышца и некоторые другие мышцы шеи поднимают грудную клетку.
      Целая группа шейных мышц принимает участие в движениях подъязычной кости. Эта кость сверху связана с языком, а снизу — с гортанью. Мышцы, прикреплённые к подъязычной кости, другим своим концом соединены с одной из близлежащих костей (височной, нижней челюстью, грудиной). Сокращение этих мышц, приводя в движение подъязычную гортани при глотании кость, изменяет положение языка и произнесении различных звуков.
      Мышцы конечностей. Разнообразные движения рук и ног совершаются при участии большого количества мышц конечностей, плечевого пояса и таза.
      К мышцам конечностей, помимо сгибателей и разгибателей, относятся мышцы, сокращение которых вызывает вращательные движения (например, повёртывание предплечья таким образом, чтобы ладонь смотрела вперёд или назад). Сокращение других мышц производит приведение и отведение конечностей.
      В движениях рук и ног принимают участие многие мышцы, которые одним концом прикреплены к конечности, а другим к туловищу, как, например, широкая мышца спины, большая грудная мышца и др.
      Задание. Пользуясь рисунками в учебнике, найдите у себя двуглавую и трёхглавую мышцы плеча. Определите, какая из этих мышц находится в состоянии напряжения и какая в расслабленном состоянии в момент сгибания и в момент разгибания руки в локте (движения следует производить без напряжения).
      Приведите другие примеры работы мышц противоположного действия.
     
      § 16. Работа мышц.
     
      Значение силы мышцы и величины её сокращения. Работа мышцы зависит от её силы и величины сокращения. Чем толще мышца, чем больше волокон входит в её состав, тем она сильнее, тем большую работу может она производить. Величина сокращения мышцы, иными словами, степень её укорочения, зависит от длины мышечных волокон: чем они длиннее, тем сильнее они укорачиваются.
      В некоторых мышцах (икроножной и других) волокна расположены не вдоль, а наискось, как бородки птичьего пера. Эти< мышцы содержат гораздо больше волокон, чем такой же толщины продольные мышцы, а потому сила их сокращения может в 2 — 3 раза превосходить силу сокращения мышц с продольными волокнами. Зато из-за косого расположения волокон величина укорочения очень невелика (рис.40).
      Нервная регуляция работы мышц. Причиной мышечного сокращения является поток импульсов, идущих из нервной системы. От нервной системы зависит и тонус мышц, т. е. то напряжение, в котором они находятся даже в состоянии покоя. Как тонус, так и работа мышц в сильной степени зависят от протекающих в них процессов обмена веществ, которые также регулируются нервной системой как непосредственно, так и путём изменения кровоснабжения мышцы, т. е. сужения или расширения её кровеносных сосудов. Таким образом, мышцы подчинены тройному нервному контролю.
      У человека работа мышц целиком подчинена высшему отделу нервной системы — коре больших полушарий. При повреждении так называемой двигательной области коры наступает паралич движений. Если поражается одно полушарие, то движения также исчезают только на одной (противоположной) половине тела.
      Через кору на работоспособность мышц могут влиять различные изменения, происходящие как в окружающей среде, так и в самом организме. При утомлении, упадке духа и плохом настроении движения становятся вялыми и плохо координированными, а мышечный тонус понижается — появляется сутулость, из-за ослабления тонуса мимических мышц лицо приобретает характерное выражение человека, про которого говорят «как в воду опущенный». И наоборот, если человек бодр, работает с охотой и увлечением, движения его становятся точными, координированными и быстрыми, а мышечный тонус повышается — стан выпрямляется, лицо приобретает энергичное выражение.
      Значение ритма в работе мышцы. Как при ходьбе, беге, так и при трудовых движениях (рубке дров, работе напильником, письме) поочерёдно сокращаются различные группы мышц, причём сокращение отдельных мышц правильно чередуется с их расслаблением. Такая ритмичность движений имеет огромное значение.
      Во время работы мышцы в ней происходит распад некоторых веществ, входящих в состав мышечных волокон. В промежутках между отдельными сокращениями мышца отдыхает; быстро восстанавливается то состояние, которое было до сокращения, и мышца снова оказывается вполне работоспособной.
      Если же какая-нибудь мышца или группа мышц работает непрерывно, быстро наступает утомление. Всем известно, как трудно держать даже небольшой груз в поднятой и вытянутой руке. Очень скоро мышцы руки устают и рука опускается, несмотря на все старания удержать её в том же положении. Длительное сокращение мышцы может довести её до состояния полного бессилия.
      Утомление мышцы и восстановление её работоспособности после отдыха можно проследить, пользуясь специальными приборами. Один из них изображён на рисунке 41. Он приспособлен для изучения работы и утомления мышц, сгибающих пальцы руки. При каждом сгибании пальца мышцы производят работу по поднятию перекинутого через блок груза. На шнуре неподвижно укреплён карандаш, который вычерчивает на бумаге кривую мышечных сокращений. Для записи такой кривой вместо карандаша часто пользуются специальным писчиком, заострённый конец которого ходит по закопчённой поверхности движущегося барабана — кимографа. Полученная таким образом запись изображена на том же рисунке.
      Как показывает запись, при частых движениях пальца быстро наступает утомление мышц: высота сокращения постепенно падает, а через короткое время груз совсем перестаёт подниматься. При более редких движениях мышцы успевают после каждого сокращения отдохнуть и в результате даже через 10 минут не заметно каких-либо признаков утомления.
      Значение нагрузки. В работе имеет значение не только частота, или темп, движений, но и их сила. На рис. 42 показаны результаты работы мышцы при постоянном темпе, движений, но с различной величиной груза. Величина работы, произведённой при подъёме разных грузов, вычислена в граммиллиметрах1.
     
      1 Для вычисления надо измерить высоту каждого отдельного подъёма груза; сложив все высоты, мы узнаем общую высоту подъёма груза при всех движениях пальца; помножив груз в граммах па высоту подъёма в миллиметрах, мы и получим выраженную в граммиллиметрах общую работу мышц, проделанную при всех сгибаниях пальца.
     
      Опыт показывает, что работа меняется в зависимости от величины груза: при очень небольшом грузе и работа невелика; при увеличении нагрузки количество выполненной работы постепенно возрастает, достигает максимума, т. е. наибольшей величины, а затем начинает понижаться; наконец, нагрузка может стать настолько большой, что мышца не в состоянии её преодолеть, и тогда количество выполненной работы падает до нуля.
      Выполняя ту или иную мышечную работу, мы можем по желанию менять силу и быстроту движений. При этом будет меняться и количество выполненной работы. Чрезмерная нагрузка или чрезмерное учащение темпа ведут к быстрому утомлению работающих мышц и резкому уменьшению количества выполненной работы. Для каждой физической работы можно подобрать темп и нагрузку так, чтобы получить наибольшую производительность при наименьшем утомлении.
      Для многих физически здоровых и крепких людей ходьба со скоростью 5—5,5 километров в час является наиболее благоприятной, т. е. дающей наибольшую работу при наименьшем утомлении. При ходьбе с грузом или при подъёме в гору оптимальный, т. е. наилучший, темп ходьбы оказывается значительно более медленным.
      Великий русский учёный Сеченов, пользуясь прибором для регистрации работы мышц, подобрал такой груз, при котором сгибание пальца в темпе 20 раз в минуту оказалось совершенно неутомительным. Поднятие пальцем этого груза производилось непрерывно в течение четырёх часов. Больший груз или более быстрый темп работы через короткое время приводил к утомлению.
      Влияние мышечной работы на организм. Достаточно работающие мышцы увеличиваются в объёме, утолщаются и становятся более сильными.
      Чем больше работает мышца, тем сильнее её потребность в кислороде и питательных веществах. Поэтому мышечная работа ведёт не только к укреплению самих работающих мышц, но и к усилению деятельности органов дыхания и кровообращения, а следовательно, к упражнению, мышц грудной клетки и сердечной мышцы. Мало того, энергичная мышечная работа повышает аппетит, даёт ощущение общей бодрости и улучшает настроение, ведя тем самым к повышению жизнедеятельности всего организма.
      Отсюда понятно, какое огромное значение имеют физический труд, физкультура, спорт, подвижные игры, гимнастика, туристические походы для укрепления костно-мышечной системы, а через неё и всего человеческого организма.
      Известно, что И. П. Павлов, в детстве слабый и хилый мальчик, укрепил своё здоровье, систематически занимаясь гимнастикой и физическим трудом. В 1936 году в приветствии Вседонецкому слёту мастеров угля он писал: «Всю мою жизнь я любил и люблю умственный труд и физический и, пожалуй, даже больше второй».
      Задание. Возьмите тяжёлый предмет (например, гирю) и определите, в течение какого времени вы можете держать его в вытянутой руке. Отдохнув, испытайте, как долго вы можете ритмично поднимать и опускать руку, держа в ней тот же предмет.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Какими свойствами обладает кость и от чего они зависят?
      2. Как происходит рост кости в длину?
      3. Приведите примеры неподвижного и различных видов подвижного соединения костей.
      4. Перечислите основные правила подачи первой помощи при вывихах и переломах.
      5. Перечислите особенности строения скелета человека, связанные с прямохождением.
      6. Каковы различия в строении и свойствах гладких и поперечнополосатых мышц?
      7. Что такое мышечный тонус и как он поддерживается?
      8. Какое значение в работе имеет ритм?
      9. Как меняется работа мышц в зависимости от величины нагрузки?
      10. Как влияет мышечная деятельность на организм?
     
     
      III. ОРГАНЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ.
     
      § 17. Значение кровообращения.
     
      Тканевая жидкость. Около 50 процентов веса тела приходится на долю тканевой жидкости, или тканевой лимфы, заполняющей межклеточные промежутки. Непосредственно соприкасаясь с клетками, она является внутренней средой организма.
      Тканевая жидкость является необходимым условием существования: клеток и тканей: из неё клетки и ткани непрерывно поглощают кислород и питательные вещества; так же непрерывно они отдают в неё углекислоту и другие продукты обмена веществ.
      Всякое уменьшение в тканевой жидкости необходимых для клетки веществ или, наоборот, накопление продуктов распада нарушают нормальную деятельность клеток. Чтобы обмен веществ, а с ним и все жизненные функции могли протекать нормально, состав тканевой жидкости должен оставаться постоянным. Иначе говоря, в тканевой жидкости должны непрерывно восполняться вещества, потребляемые клетками, а продукты распада должны из неё удаляться.
      Круговое движение крови. Постоянство состава тканевой жидкости обеспечивается непрерывным движением крови по кровеносным сосудам.
      У позвоночных, в том числе и у человека, кровеносные сосуды образуют замкнутый круг. Круговое движение крови по сосудам называется кровообращением. У человека, как и у всех млекопитающих, различают два круга кровообращения — большой и малый, или лёгочный (цветная таблица II).
      Большой круг кровообращения. Большой круг кровообращения начинается с аорты, которая отходит от левого желудочка сердца, идёт вверх, а затем, образовав дугу, спускается вниз вдоль позвоночного столба.
      От дуги аорты отходят крупные артерии, несущие кровь к голове и к верхним конечностям.
      Ниже дуги от аорты отходят ветви к мышцам туловища и к брюшным внутренностям. На уровне поясничных позвонков аорта делится на две крупные артерии, снабжающие кровью нижние конечности.
      Крупные артерии, многократно ветвясь, образуют всё более мелкие сосуды, снабжающие кровью все участки тела. Мельчайшие артерии распадаются на густую сеть тончайших волосных сосудов, или капилляров. Они настолько тонки, что в среднем площадь сечения каждого из них не превышает восьми стотысячных долей квадратного миллиметра; иными словами, они значительно тоньше человеческого волоса. Длина капилляра тоже невелика — меньше одного миллиметра. Само собой разумеется, нет возможности произвести точный подсчёт всех капилляров тела. Полагают, однако, что общее их количество достигает примерно триллиона.
      Соединяясь друг с другом, капилляры образуют вены. Мелкие вены путём слияния образуют всё более поболее крупные вены. По двум самым крупным венам — верхней и нижней полым — кровь со всех мест тела возвращается к сердцу, в его правое предсердие. Здесь и заканчивается большой круг кровообращения.
      Из правого желудочка кровь течёт по лёгочной артерии и её ветвям в правое и левое лёгкие. В лёгких мельчайшие артерии разветвляются на капилляры, которые, соединяясь друг с другом, образуют вены. Как и в большом круге кровообращения, путём слияния мелких вен образуются всё более крупные вены, и, наконец, по четырём лёгочным венам кровь попадает в левое предсердие сердца. Путь крови от правого желудочка к левому предсердию называется малым, или лёгочным, крутом кровообращения.
      Значение проницаемости капилляров. Находясь в кровеносных сосудах, кровь непосредственно не соприкасается с клетками органов и тканей. Однако через тонкую стенку капилляров, состоящую из одного слоя плоских клеток, кислород и питательные вещества проникают из крови в тканевую жидкость, а углекислота и другие вещества, образующиеся в клетках, поступают в кровь.
      Не все вещества крови с одинаковой лёгкостью проходят через стенки капилляров, так как проницаемость их не для всех веществ одинакова. Вот почему тканевая жидкость по своему составу отличается от крови; в ней, например, почти нет белков, тогда как кровь содержит их около 7%.
      Артериальная и венозная кровь. Кровь, протекающая по артериям большого круга кровообращения, насыщена кислородом. Такая кровь называется артериальной. В капиллярах кровь теряет значительную часть кислорода и обогащается углекислотой. Кровь, бедная кислородом и богатая углекислотой, называется венозной. Венозная кровь пр венам большого круга кровообращения попадает в правую половину сердца, а оттуда в артерии лёгочного круга.
      В артериях лёгочного круга находится венозная кровь. В лёгочных капиллярах она освобождается от избытка углекислоты и обогащается кислородом. По венам лёгочного круга кровообращения течёт к сердцу артериальная кровь.
      Роль кровообращения в обмене веществ. Теперь понятно, какое огромное значение имеет кровообращение. Благодаря непрерывному движению крови поддерживается постоянство состава тканевой жидкости: кровь приносит и отдаёт в неё кислород и питательные вещества и освобождает её от углекислоты и других продуктов обмена.
      Скопляющиеся в крови продукты обмена постоянно удаляются во внешнюю среду: углекислота выделяется через лёгкие, а большая часть остальных веществ — через почки. Через кишечник в кровь поступают из внешней среды всё новые и новые количества питательных веществ, а через лёгкие — кислород.
      Кровообращение и единство организма. Значение кровеносной системы не ограничивается участием в обмене веществ между тканями организма и внешней средой. Благодаря кровообращению осуществляется химическое взаимодействие органов тела. В связи с различием в строении и функциях отдельных органов неодинаковы и продукты их обмена. Каждый орган отдаёт в кровь те или иные вещества, которые влияют на деятельность других органов тела.
      В мышцах во время их работы образуются вещества, которые, попадая в кровь, влияют на работу многих органов тела. В частности, они усиливают отделение пищеварительных соков и тем самым улучшают аппетит. Слишком большое скопление этих веществ в крови, наоборот, тормозит отделение соков испортит аппетит. В стенке кишечника также выделяются вещества, действующие через кровь на другие органы, в том числе и на мышцы. Этот взаимный обмен веществ, эта взаимная химическая связь между органами тела способствует обеспечению единства и бесперебойной деятельности всего организма в целом.
      Из истории открытия кровообращения. С открытием кровообращения связано основание научной, экспериментальной физиологии. В 1628 году английский врач Гарвей издал книгу, в которой впервые описывалось круговое движение крови. В предисловии к этой книге Гарвей призывал «учиться и учить не по книгам, а препаровкой, не из догматов учёности, но в мастерской природы». Во времена Гарвея не только церковники, но и учёные утверждали, что «движение сердца может быть известно лишь одному богу». Вместо обычных для того времени туманных рассуждений о бессмертной душе и о сердце как источнике жизненного огня, Гарвей привёл основанные на опыте доказательства, что сердце, перекачивая кровь, заставляет её двигаться по кругу. Тем самым он произвёл настоящую революцию в учении о человеческом организме.
      Вокруг учения Гарвея о кровообращении возникли горячие споры. Представители религии и реакционеры нападали на Гарвея за то, что он опровергает «непогрешимые» авторитеты древности и вместе с тем опровергает «верховную мудрость». Знаменитый французский писатель XVII века Мольер в пьесах «Мнимый больной» и «Господин де Пурсоньяк» зло посмеялся над парижским анатомом Риоланом и другими противниками Гарвея, не признававшими ничего нового.
      Споры вокруг учения о кровообращении, иными словами, — споры между сторонниками новой, истинной науки и приверженцами старины, закончились лишь во второй половине XVII века, когда учёные впервые увидели под микроскопом капилляры, соединяющие артерии с венами.
      Задание. Нарисуйте схему кровообращения и отметьте стрелками направление движения крови.
     
      § 18. Строение сердца.
     
      Расположение сердца. Сердце расположено в грудной полости почти по, средней линии тела, позади грудины и несколько влево от неё. Верхняя часть сердца, от которой отходят сосуды, называется основанием, а нижняя, несколько суженная часть, — верхушкой (рис.43).
      Основную массу стенки сердца составляет сердечная мышца, которая изнутри и снаружи покрыта гладкой оболочкой. Сердце со всех сторон окружено плотной околосердечной сумкой. Между наружной поверхностью сердца и околосердечной сумкой находится замкнутая полость, стенки которой всегда влажны, что предохраняет сердце от трения и тем самым значительно облегчает его работу.
      Сердечная мышца. Мышца сердца, в отличие от мышц других внутренних органов, обладает поперечной исчерченностью. Волокна сердечной мышцы при помощи отростков протоплазмы соединяются друг с другом. Посредством таких «мостиков» протоплазма одного волокна непосредственно переходит в протоплазму соседних волокон.
      Если раздражать мышечное волокно (например, электрическим током), то у места раздражения возникает волна сокращения, которая быстро распространяется по всему волокну. В скелетных мышцах волна сокращения проходит только по тем волокнам, которые были раздражены. В сердечной мышце она через «мостики» протоплазмы распространяется с одних волокон на другие, быстро захватывая всю мышцу. В каком бы участке сердечной мышцы ни возникла волна сокращения, она распространяется по всей мышце.
      Замечательным свойством сердечной мышцы является её неспособность давать тетаническое сокращение. Любая скелетная мышца может оставаться в состоянии непрерывного сокращения в течение многих секунд и даже минут. Сердце же после каждого сокращения, длящегося лишь десятые доли секунды, обязательно приходит в расслабленное состояние.
      Рис. 43. Сердце (вид сзади):
      1 — левое предсердие с входящими в него лёгочными венами; 2 — левый желудочек; 3 — правое предсердие; 4 — правый желудочек; 5 — отвёрнутые в сторону края вскрытой околосердечной сумки; 6 — аорта; 7 — лёгочная артерия; 8 — верхняя полая вена; 9 — нижняя полая вена; 10 — венечные сосуды сердца.
      Это объясняется тем, что в момент начавшейся волны возбуждения повторное раздражение всякой мышцы не вызывает новой волны возбуждения: мышца становится как бы нечувствительной к любому новому раздражению. В скелетной мышце восстановление способности дать новую волну возбуждения происходит гораздо раньше, чем заканчивается сокращение: сокращение длится 0,1 секунды, а невозбудимость — тысячные доли секунды. Поэтому в скелетной мышце могут возникать частые волны возбуждения, поддерживающие непрерывное сокращение.
      Сердечная мышца восстанавливает способность дать новую волну возбуждения гораздо позднее: лишь в момент расслабления она снова становится чувствительной к раздражению и снова может сократиться.
      Рис. 44. Сердце в разрезе:
      1 — правое предсердие; 2 — правый желудочек; 3 — левое предсердие; 4 — левый желудочек; 5 — верхняя полая вена; 6 — просвет нижней полой вены; 7 — просветы лёгочных вен; 8 — клапаны между предсердиями и желудочками.
      Предсердия и желудочки. Сплошная перегородка делит сердце правую и левую половины (рис.44). Каждая из этих половин состоит из двух сообщающихся камер — тонкостенного предсердия и мясистого желудочка.
      В правое предсердие впадают две крупные вены: верхняя полая вена, собирающая кровь от верхней половины тела, и нижняя полая вена, собирающая кровь от нижней половины тела. Кроме того, в правое предсердие впадает вена, приносящая кровь из самой сердечной мышцы. В левое предсердие впадают четыре лёгочные вены, по две от каждого лёгкого.
      Большую часть сердца занимают желудочки. От правого желудочка отходит лёгочная артерия, от левого — главная артерия тела — аорта.
      Различие в толщине стенок предсердий и желудочков объясняется неодинаковой их работой. Мышца предсердия проталкивает кровь только в желудочек. Мышца желудочка, сокращаясь, прогоняет кровь через длинную и разветвлённую сеть сосудов.
      Особенно велика работа левого желудочка, который прогоняет кровь через большой круг кровообращения, а следовательно, через капилляры всех органов и тканей тела, кроме лёгких. В связи с этим мышца левого желудочка значительно толще, чем мышца правого (рис.45).
      Клапаны сердца. Между сердиями и желудочками дятся створчатые клапаны 46), имеющие вид пластинок, состоящих из плотной соединительной ткани. В правой половине сердца клапан состоит из трёх таких пластинок, или створок, а в левой — из двух. При захлопнутых створках клапан совершенно закрывает отверстие между предсердием и желудочком. Снизу, от мышечных выступов внутренней поверхности желудочка, к створкам клапана идут сухожильные нити.
      Створчатый клапан может открываться только в одну сторону — в сторону желудочка. При расслабленных желудочках клапаны открыты, и кровь свободно проходит из предсердий в желудочки. При сокращении желудочков? кровь не может попасть обратно в предсердия, так как створки клапана под давлением крови захлопываются, а натягивающиеся сухожильные нити не позволяют им вывернуться в сторону предсердий.
      Рис. 47. Полулунные клапаны: А — вид сверху; В — вид сбоку в разрезе.
      1 — клапан между правым желудочком и лёгочной артерией; 2 — клапан между левым желудочком и аортой; 3 — отверстие венечной артерии; 4 — венечные артерии, снабжающие кровью сердечную мышцу; 5 — стенка желудочка; 6 — стенка аорты.
      Из желудочков кровь поступает в артерии. Движению её в обратном направлении мешают полулунные клапаны, расположенные в виде кармашков в аорте и в лёгочной артерии у самого выхода этих сосудов из сердца (рис.47). При токе крови из желудочков в артерии кармашки клапанов прижимаются к стенкам сосудов, и кровь проходит свободно. При обратном токе кровь наполняет кармашки клапанов — кармашки оттопыриваются, полностью заслоняют просвет сосуда и препятствуют возвращению крови из артерий в желудочки.
      Задание. Зарисуйте строение сердца и укажите стрелками, в каком направлении движется кровь.
     
      § 19. Работа сердца.
     
      Ритм сердечных сокращении. Для изучения работы сердца пользуются опытами на животных. Если, применив наркоз и искусственное дыхание, вскрыть грудную клетку, обнажить сердце в соединить один рычажок с предсердием, а другой с желудочком сердца, то на кимографе можно записать две кривые линии: одна будет изображать сокращения предсердий, а другая — сокращения желудочков (рис.48).
      Первое, что бросается в глаза при наблюдении за работой сердца, — это правильная периодичность (ритм) его сокращений. Каждое новое сокращение следует через строго определённый промежуток времени после предыдущего. Если взрослый человек не производит усиленной работы, его сердце в среднем сокращается 60 — 80 раз в минуту. У детей, особенно у маленьких, сердце сокращается чаще.
      Сокращение начинается в правом предсердии у места впадения полых вен; затем оно быстро охватывает предсердия и переходит на желудочки, причём оба они сокращаются одновременно (рис.49). Сокращение предсердий продолжается чуть побольше 0,1 секунды; в это время желудочки находятся в состоянии расслабления. Вслед за сокращением предсердий начинается сокращение обоих желудочков, которое длится примерно 0,3 — 0,4 секунды; в это время предсердия остаются расслабленными. После сокращения желудочков наступает общее расслабление всего сердца. Этот момент называется паузой. Во время паузы сердце наполняется кровью, притекающей из вен. Длительность паузы в значительной мере зависит от частоты сердечных сокращений; при 60 — 80 сокращениях в минуту пауза длится около 0,4 секунды.
      Самостоятельность работы сердца. Скелетные мышцы сокращаются под влиянием импульсов, идущих из центральной нервной системы. Будучи вырезаны из тела, они самостоятельно сокращаться не могут. Иначе ведёт себя сердечная мышца: волны возбуждения могут возникать в ней самостоятельно.
      Сердце лягушки ритмично сокращается даже тогда, когда оно удалено из тела и помещено в стаканчик с физиологическим раствором1.
      1 Физиологическим раствором называется раствор хлористого натрия. Ввиду неодинакового состава крови лягушки и млекопитающих, физиологические растворы для этих животных будут различны: для лягушки надо брать 0,6% хлористого натрия, а для млекопитающих — 0,9%. Нередко пользуются более сложным раствором, содержащим небольшое количество других солей, а также виноградный сахар.
     
      Вырезанное сердце млекопитающих тоже может самостоятельно сокращаться. Для этого специально приготовленную питательную жидкость, заменяющую кровь, предварительно насыщают кислородом, подогревают до определённой температуры и пропускают через Кровеносные сосуды сердечной мышцы.
      Иногда удаётся заставить сокращаться вне организма и человеческое сердце. Русский учёный Кулябко «оживил» сердце грудного ребёнка даже через 20 часов после его смерти.
      В нормальных условиях наиболее возбудимым участком сердца является место впадения в него полых вен. Потому-то именно отсюда начинаются сокращения сердца.
      Работа сердечной мышцы. Работа сердечной мышцы очень велика. Желудочки сердца человека при своём сокращении выбрасывают в артериальное русло примерно по 60 — 80 куб. см крови каждый. Левый желудочек при одном сокращении в среднем выполняет работу, равную 0,08 — 0,09 кГ/м. Работа правого желудочка, прогоняющего кровь только через лёгкие, менее значительна и не превышает 0,02 кГ/м. Можно считать, что оба желудочка сердца при каждом сокращении выполняют работу примерно в 0,1 кГ/м.
      За одну минуту сердце выполняет работу, равную 6 — 8 кГ/м. В течение суток, перегоняя тысячи литров крови, сердце выполняет огромную работу, превышающую 10 000 кГ/м, Такую работу выполняет подъёмный кран, поднимающий 2 т груза на высоту 5 м.
      Причина неутомляемости сердца. Сердце, весящее всего лишь 300 г, выполняет в течение человеческой жизни огромную работу, не приостанавливая её ни на минуту. Как же справляется оно с такой, казалось бы, непосильной работой? Причина неутомимости сердечной мышцы заключается в ритмичности её работы — в правильном чередовании сокращения и расслабления.
      Скелетные мышцы тоже могут долго работать, не проявляя утомления, если происходит чередование сокращений различных групп мышц. Именно так обстоит дело при ходьбе, пилке дров, работе у станка и других видах трудовой деятельности. Ярким примером неутомимой деятельности служит работа дыхательных мышц.
      Если сокращение мышцы становится непрерывным, быстро наступает утомление. Этим объясняется невозможность долго стоять неподвижно, вытянувшись в струнку, или держать хотя бы небольшой груз на вытянутой в сторону руке.
      Сердце никогда не прекращает своей работы, и тем не менее оно ежесекундно отдыхает. Если считать, что сердце сокращается 75 раз в минуту, то каждый полный период сокращения длится 0,8 секунды. Из этого времени на сокращение предсердий приходится 0,1 секунды, на сокращение желудочков — 0,3 секунды; пауза длится 0,4 секунды. Таким образом, желудочки отдыхают почти вдвое больше времени, чем работают. Отдых предсердий длится ещё больше. Небольшие промежутки отдыха, следующие за каждым сокращением, вполне достаточны для того, чтобы сердечная мышца могла снова сократиться с той же силой.
     
      § 20. Движение крови и лимфы по сосудам.
     
      Строение кровеносных/сосудов. По своему строению артерии, капилляры и вены сильно отличаются друг от друга (рис.50).
      Толстая стенка крупных артерий содержит гладкие мышечные волокна и большое количество упругих, эластических волокон. Такое строение придаёт ей прочность и упругость.
      При каждом сокращении сердце нагнетает в сосуды очередную порцию крови, под давлением которой аорта и другие крупные артерии растягиваются. Артерии, в силу упругости своих стенок, противодействуют растяжению и во время сердечной паузы постепенно выдавливают избыток находящейся в них крови, возвращаясь в исходное состояние. Вследствие такого растяжения и последующего сжатия артериальной стенки ток крови из крупных артерий в более мелкие не прекращается в промежуток времени между двумя сокращениями сердца. Иными словами, в кровеносных сосудах кровь движется непрерывно, несмотря на то, что из сердца она поступает только в момент сокращения желудочков.
      Чем уже артерия, тем тоньше её стенка. В артериях среднего размера стенка содержит сравнительно небольшое количество эластических волокон и толстый мышечный слой. Стенка самых мелких артерий состоит из слоя плоских клеток, покрытых снаружи мышечными волокнами, расположенными в один ряд. Наконец мышечные волокна совсем исчезают, и артерия превращается в капилляр, состоящий из одного слоя тонких плоских клеток, через который легко осуществляется обмен веществ между кровью и тканевой лимфой.
      Вены обладают мягкой, легко растягивающейся и столь же легко спадающейся стенкой. Она тоньше артериальной стенки: в ней слабо развит мышечный слой и очень мало упругих, эластических волокон.
      Давление крови в сосудах. Сердце, действуя подобно насосу, нагнетает кровь в аорту и в лёгочную артерию. В результате в крупных артериях кровь находится под сильным давлением, которое проталкивает её по всему кровеносному руслу.
      В любом участке сосудистой системы кровь течёт от того места, больше, к тому месту, где оно где давление меньше. Иными словами, по пути тока крови давление всегда понижается, так как оно затрачивается на продвижение крови. Выше всего давление в крупных артериях, недалеко от сердца. Ниже всего давление в крупных венах, приносящих кровь к сердцу.
      Кровяное давление по пути тока крови падает неравномерно (рис.51). Быстрее всего оно уменьшается в тех участках кровеносного русла, где сопротивление току крови наиболее велико. Широкий просвет аорты, имеющей у человека 2 — 3 см в диаметре, гораздо, легче пропускает кровь, чем многочисленные небольшие артерии, приносящие кровь к отдельным органам нашего тела; а эти, в свою очередь, оказывают движению крови значительно меньшее сопротивление, чем мельчайшие артерии и в особенности капилляры, имеющие в поперечнике всего лишь несколько тысячных долей миллиметра.
      Протекая по капиллярам, кровь преодолевает особенно большое сопротивление, которое создаётся трением крови о стенки узких сосудов. Значительная часть движущей силы крови, иными словами, значительная часть кровяного давления, тратится на продвижение по этому короткому, но трудному участку кровеносного пути. Именно здесь кровяное давление падает быстрее всего.
      Движение крови но венам. В мелких венах кровяное давление едва достигает 10 мм ртутного столба. Ближе к сердцу, в крупных венах, давление ещё ниже. Следовательно, в венах кровь обладает незначительной движущей силой; большая часть движущей силы крови уже израсходована, главным образом при прохождении мельчайших артерий и капилляров. Поэтому движение крови в венах находится в менее благоприятных условиях, чем в артериях. Особенно тяжелы условия движения крови в венах нижней половины тела, где она, поднимаясь вверх, преодолевает силу собственной тяжести.
      Трудовые движения, ходьба, гимнастические упражнения и вообще всякая мышечная деятельность облегчают движение крови по венам, так как каждое сокращение мышц вызывает сдавливание тех или иных участков венозного русла. При этом кровь выжимается только в направлении к сердцу. Двигаться в обратном направлении она не может — этому мешают клапаны, похожие на полулунные клапаны у начала аорты и лёгочной артерии. Такие клапаны имеются в венах повсюду (рис.52).
      Мы постоянно производим те или иные, хотя бы даже небольшие, движения; при этом различные группы мышц, приходя в состояние сокращения, сдавливают проходящие вдоль них вены. Таким образом, мышечная деятельность является постоянной и очень существенной вспомогательной силой, облегчающей движение крови по венам.
      При малоподвижном, сидячем образе жизни, а также при неподвижном положении тела во время работы создаются неблагоприятные условия для оттока венозной крови. В этих случаях нередко развивается застой крови, что отражается на общем Достоянии здоровья.
      Пульс. В некоторых местах тела артерии легко прощупываются. Верным признаком, что под пальцами действительно находится артерия, служит ощущение ритмических толчков. Ритмическое содрогание артериальной стенки называется пульсом.
      В артерии, сильно придавленной пальцем, движение крови прекращается, но тут же рядом, выше сдавленного места (т. е. ближе к сердцу), пульс продолжает ясно ощущаться. Это объясняется тем, что пульсовые толчки зависят не от изменений движения крови, а от внезапного повышения давления в артериях при каждом поступлении новой порции крови из желудочка в аорту. Пульсовые толчки передаются по всем артериям со скоростью, во много раз превосходящей скорость течений крови. Следя за пульсом, можно сосчитать число сердечных сокращений.
      Скорость движения крови. В узком русле реки вода течёт очень быстро. Чем сильнее расширяется русло, тем значительней замедляется движение воды. Так же и в кровеносной системе скорость движения крови зависит от ширины русла.
      Попадая из сердца в аорту, кровь течёт со скоростью 1/2 м в секунду. Как же изменяется скорость её течения при переходе к всё более мелким артериям, а затем к капиллярам? Площадь поперечного сечения аорты составляет примерно 300 кв. мм, а площадь поперечного сечения капилляра — миллионные доли квадратного миллиметра. Казалось бы, кровеносное русло должно постепенно суживаться, течение крови ускоряться. Однако в действительности кровь постепенно замедляет своё течение. Это зависит от того, что кровеносное русло, разветвляясь на всё большее количество рукавов, сильно расширяется. При каждом разветвлении сосуды становятся несколько уже, но их количество резко возрастает.
      Высчитано, что ширина капиллярного русла (т. е. общая ширина просветов всех капилляров, по которым одновременно течёт кровь) в 500, а то и в 1000 раз больше ширины русла аорты. Поэтому по капиллярам кровь течёт в 500 — 1000 раз медленнее, чем по аорте, — в среднем со скоростью менее 1 мм в< секунду.
      Как мы знаем, в капиллярах происходит переход кислорода и питательных веществ из крови в тканевую лимфу и поступление в кровь углекислоты и других продуктов, образовавшихся в тканях. При медленном течении крови этот обмен веществ осуществляется гораздо легче и полнее.
      По пути от капилляров к предсердию кровяное русло снова суживается и скорость течения крови увеличивается.
      Образование и движение лимфы. Через тонкую стенку капилляров из крови в межклеточные щели и промежутки постоянно проникает вода, а вместе с водой большинство растворённых в крови веществ. Таким путём во всех тканях тела непрерывно образуется тканевая жидкость, или тканевая лимфа. Её избыток проникает либо обратно в кровь, либо в особые сосуды, которые называются лимфатическими (рис.53). Они обычно начинаются в виде слепых мешочков и образуют густую сеть. Начальные лимфатические сосуды, соединяясь друг с другом, образуют всё более крупные сосуды. В конце концов лимфа по двум лимфатическим протокам впадает в крупные вены большого круга кровообращения, недалеко от сердца (цветная таблица II).
      Лимфа течёт крайне медленно. Количество лимфы, вливающейся в кровь из двух лимфатических протоков, вряд ли превышает 10 — 20 л в сутки.
      Условия движения лимфы по сосудам сходны с условиями движения крови по венам. В лимфатических сосудах имеются такие же клапаны, как и в венах. Продвижению лимфы, как и продвижению венозной крови, способствуют мышечные сокращения.
      Лимфатические узлы. По пути тока лимфы лимфатические сосуды образуют расширения, которые называются лимфатическими узлами (рис.54). Они состоят из нежной соединительной ткани. Промежутки между волокнами соединительной ткани заполнены огромным количеством подвижных клеток — белых кровяных телец, которые образуются из соединительной ткани лимфатических узлов и могут размножаться путём деления.
      Лимфатические узлы играют роль надёжных фильтров. Здесь легко задерживаются и погибают микробы, которые могли бы попасть в кровь и вызвать губительное для организма общее заражение. Здесь же задерживаются и обезвреживаются различные ядовитые вещества.
      Рис. 54. Лимфатический узел. Стрелки показывают направление движения лимфы по сосудам, одни из которых подходят к узлу, а другие отходят от него.
     
      § 21. Регуляция кровообращения.
     
      Работа сердца и потребности организма. Чем больше работают те или иные органы нашего тела, тем сильнее их потребность в кислороде и питательных веществах и, следовательно, тем большее количество крови должно в них поступать.
      В точном соответствии с потребностями организма меняются частота сила сердечных сокращений.
      Простой переход из лежачего положения в сидячее или из сидячего в стоячее тотчас же вызывает изменение работы сердца. Наблюдая над самим собой, нетрудно убедиться, что физическая работа, послеобеденное пищеварение, волнение, сон — всё що, сильно отражается на характере деятельности сердца.
      Каким же образом осуществляется постоянная и чрезвычайно важная для организма связь между работой сердца и других органов тела?
      Иннервация сердца. Согласование работы различных органов обеспечивается нервной системой. К сердцу от головного мозга идут блуждающие нервы, а от спинного мозга — симпатические нервы.
      Значение этих нервов легко установить на опыте с животным.
      Если у собаки или кролика перерезать блуждающие нервы, сокращения сердца станут более частыми. Если блуждающие нервы раздражать электрическим током, сокращения, наоборот, делаются более редкими и слабыми, а при сильном раздражении совсем прекращаются — сердце останавливается. Этот опыт показывает, что блуждающий нерв тормозит деятельность сердца, замедляет и ослабляет его сокращения.
      При перерезке симпатических нервов сокращения сердца замедляются; при их раздражении — учащаются. И. П. Павлов ещё в начале своей научной деятельности в 80-х годах прошлого века обнаружил, что раздражение некоторых веточек симпатического нерва усиливает сердечные сокращения. Следовательно, симпатический нерв учащает и усиливает сокращения сердца.
      Таким образом, симпатические и блуждающие нервы оказывают на сердце противоположное действие (рис.55).
      Распределение крови между органами. В организме редко случается, чтобы все части тела одновременно выполняли большую работу.
      Многочисленные опыты на животных, а также и на человеке, показали, что сосуды работающих органов расширяются, а сосуды неработающих или слабо работающих — суживаются.
      В расслабленной мышце громадное большинство капилляров находится в спавшемся состоянии и совершенно непроходимо для крови (рис.56). При сокращении мышцы значительная часть капилляров расширяется. Количество расширившихся капилляров и степень их расширения зависят от выполняемой мышцей работы. Мороз усиленно работающую мышцу ток крови может увеличиться в несколько десятков раз. После сытного обеда значительно усиливается кровенаполнение брюшных внутренностей» При решении математической задачи происходит расширение сосудов мозга и обильное снабжение его кровью.
      Рис. 55. Регистрация па кимографе сокращений сердца кролика при раздражении нервов — симпатического (снизу) и блуждающего (сверху). Нижняя линия — отметка времени; над пей — отметка раздражения нерва (начало и конец раздражения показаны стрелками).
     
      Расширение сосудов в одних участках тела влечёт за собой их сужение в других участках. Вот почему после обильной еды мозг и мышцы получают меньше крови и хочется лежать, а не заниматься физическим или умственным трудом.
      Иннервация сосудов. Если у белого кролика на левой стороне шеи перерезать симпатический нерв, то совершенно отчётливо становится видна разница в кровоснабжении правого и левого уха. В левом ухе видно гораздо больше кровеносных сосудов, чем в правом. Если же симпатический нерв, идущий к левому уху, раздражать электричеством, то сосуды этого уха уже через несколько секунд начнут суживаться. При достаточно сильном раздражении нерва ухо станет совсем бледным.
      Этот опыт показывает, что сужение сосудов происходит под влиянием симпатических нервов, веточки которых подходят к мышцам стенок сосудов.
      Подобным же образом под влиянием нервной системы происходит расширение сосудов.
      Влияние нервной системы на работу сердца и сосудов. Работа сердца и кровенаполнение сосудов могут изменяться в ответ на раздражение различных чувствующих (центростремительных) нервов. Так, действие на кожу холода вызывает сужение косных сосудов (побледнение кожи), а действие тепла — их расширение (покраснение кожи). Внезапное погружение в холодную воду может вызвать «замирание» сердца, т. е. кратковременную задержку сердцебиений. Замирание сердца и сужение сосудов кожи может произойти в ответ на внезапный сильный звук. Подобные ответные реакции, осуществляемые при участии нервной системы, как мы уже знаем, называются рефлексами.
      Большое влияние на сердце и сосуды оказывают импульсы, идущие от коры больших полушарий. Примерами такого влияния могут служить усиленное сердцебиение или, наоборот, замирание сердца, а также покраснение или побледнение лица при волнении или испуге. В зависимости от того, находится ли человек в бодром или угнетённом состоянии, выполняет ли он работу охотно или без желания, кора больших полушарий будет различно воздействовать на работу сердечно-сосудистой системы.
      Саморегуляция сердечно-сосудистой системы. В регуляции деятельности сердца важную роль играют раздражения, которые идут от самой кровеносной системы. В стенках сердца и сосудов имеются окончания центростремительных нервных волокон. Одни из них возбуждаются при растяжении сосуда, а другие — под влиянием некоторых химических веществ, например углекислоты. По центростремительным волокнам импульсы Доходят до центральной нервной системы, а именно до продолговатого мозга, где находится так называемый сердечно-сосудистый центр. Здесь возникают ответные импульсы, которые по центробежным нервам достигают сердца и сосудов, вызывая рефлекторные изменения их деятельности.
      Давно уже одним русским учёным было установлено, что когда давление крови в аорте становится чрезмерным и её стенки сильно растягиваются, возбуждаются находящиеся в них окончания центростремительного нерва. Возбуждение через центральную нервную систему и дальше через блуждающие нервы доходит до сердца, которое начинает сокращаться реже и слабее, вследствие чего кровяное давление снижается до нормы.
      Нередко бывает, что приток крови к правой половине сердца резко усиливается, и оно не успевает выбрасывать кровь в лёгочную артерию. В таких случаях полые вены и правое предсердие начинают растягиваться, раздражая находящиеся здесь окончания центростремительных нервов. Возбуждение доходит до мозга, где вызывает усиленное возбуждение симпатических нервов и угнетение блуждающих. В результате сердце начинает сокращаться чаще и сильнее, теперь уже полностью справляясь с выбрасыванием всей притекающей крови.
      И. П. Павлов первый установил значение этих рефлексов. Он показал, что кровеносная система до известной степени сама себя регулирует, вследствие чего слишком резкие изменения в работе сердца и сосудов становятся почти невозможными.
      Химическая регуляция. На работу сердца и на распределение крови между отдельными органами также оказывают влияние различные вещества, выделяемые в кровь теми или иными органами. Этот путь регуляции называется химическим, или гуморальным1, т. е. осуществляемым через кровь.
      1 От латинского слова humor (гумор), что означает влага.
      Среди различных веществ, влияющих на сердечно-сосудистую систему, особое значение имеют адреналин и ацетилхолин. Оба они постоянно в том или ином количестве образуются под контролем нервной системы в организме. Адреналин оказывает на сердце и сосуды такое же действие, как раздражение симпатических нервов: введение его в кровь суживает сосуды, учащает и усиливает сокращения сердца. Ацетилхолин оказывает противоположное действие: он замедляет и ослабляет сердечные сокращения, расширяет кровеносные сосуды
      Нервная и гуморальная регуляция, приводит к бережной и экономной трате сил сердцем. Правильное и постоянно меняющееся распределение крови между различными органами предохраняет сердце от чрезмерной работы, и организм получает возможность обходиться всего лишь 4 — 5 кг крови.
      Вопросы.
      1. Почему после сытного обеда вредно заниматься гимнастикой или купаться?
      2. Как объяснить поговорку: «Сытое брюхо к труду и учению глухо»?
      Задание. Сосчитайте у себя пульс утром, лёжа в постели. Сколько крови протекает через левую половину сердца в течение одной минуты, если при каждом сокращении сердце выбрасывает в аорту 60 см3 крови? Аналогичное вычисление проделайте, сосчитав пульс тотчас после быстрого бега или тяжёлой физической работы; при этом объём крови, попадающей в аорту при каждом сокращении сердца, следует считать равным 90 см3.
     
      § 22. Тренировка сердца.
     
      Слабое и сильное сердце. При подъёме по лестнице, быстром беге, тяжёлом физическом труде на долю сердца выпадает огромная работа.
      Сердце может усилить свою работу двумя путями: 1) учащением сокращений; 2) увеличением количества крови, выбрасываемой при каждом сокращении. При одновременном использовании обоих путей сердце может увеличить количество крови, выбрасываемой в минуту, раз в пять, а то и больше. Однако обычно усиление кровообращения происходит преимущественно либо за счёт учащения ритма, либо за счёт увеличения количества крови, поступающей в аорту при каждом сокращении сердца.
      Сердце тренированного человека, привыкшего к физической работе, занимающегося гимнастикой, спортом, усиливает свою работу главным образом за счёт увеличения объёма крови, выбрасываемой при каждом сокращении. И только при очень большой нагрузке начинает резко увеличиваться частота сердечных сокращений.
      Сердце нетренированного человека, ведущего малоподвижный образ жизни и непривыкшего к физической работе, лишь в очень малой степени может менять объём сокращений. Оно увеличивает свою работу почти исключительно путём учащения сокращений. Это резко укорачивает весь цикл работы сердца (период сокращения и паузы). Так, при 160 — 180 сокращениях в минуту на долю каждого цикла приходится менее 0,4 секунды. При таком темпе сокращение желудочков длится столь короткое время, что они не успевают развить полную силу сокращения и перекачать всю находящуюся в них кровь. К тому же пауза, во время которой сердце отдыхает и наполняется кровью, почти совсем отсутствует. В результате слабеет работа сердечной мышцы и уменьшается наполнение сердца кровью, притекающей из вен.
      Запасные силы сердца. Запасные силы сердца заключаются в его способности увеличивать свою работу, т. е. повышать количество перекачиваемой крови.
      На рисунке 57 показаны запасные силы сердца тренированного человека.
      Сердце, по мере предъявления к нему всё более высоких требований, увеличивает количество крови, выбрасываемой за одну минуту. У тренированного человека это достигается сначала преимущественно за счёт объёма каждого сокращения. Лишь при очень большой работе начинает резко увеличиваться число сокращений, достигая 160 — 180 в минуту. С дальнейшим повышением нагрузки сердце явно не справляется: сокращения становятся ещё более частыми, но их объём уменьшается и общее количество выбрасываемой крови падает с 31,5 до 30 л в минуту. Сердце отстаёт от потребностей организма, и работа становится для человека непосильной.
      Сердце слабого, нетренированного человека обладает весьма небольшими запасными силами. В случае, приведенном на рисунке 58, оно смогло увеличить количество выбрасываемой за минуту крови только в 4,5 раза (с 4 до 18 л). При этом пульс дошёл до 180 ударов в минуту, а объём сокращений увеличился очень мало (с 66 до 100 куб. см). Дальнейшее повышение требований к сердцу не только не увеличило, но даже уменьшило его работу.
      Тренировка сердца. Каждый человек должен заботиться об укреплении своего сердца, увеличении его запасных сил, чтобы оно справлялось с той большой и длительной нагрузкой, которую так часто предъявляет ему жизнь.
      При воспалении лёгких и при других тяжёлых болезнях наступление смерти чаще всего зависит от недостаточной деятельности сердца; оно оказывается слишком слабым и не может удовлетворить связанные с болезнью повышенные требования организма.
      Чтобы иметь крепкое, здоровое сердце, надо тренировать его упражнять сердечную мышцу. Для этого необходимо почаще предъявлять сердцу повышенные требования, заставлять его выполнять усиленную работу. Иными словами, надо вести подвижный образ жизни: в часы отдыха побольше гулять, заниматься играми на открытом воздухе, спортом. Особое значение для укрепления сердца и всего организма имеет утренняя зарядковая гимнастика.
      Укреплению сердечной мышцы способствует трудовая деятельность. Однако многие виды труда, особенно сидячего, не тренируют сердца. В таких случаях особенно важно позаботиться об упражнении сердечной мышцы при помощи гимнастики и спорта.
      Способ тренировки сердца должен соответствовать возрасту и состоянию здоровья, поэтому, прежде чем приступить к тренировке, нужно обратиться за советом к врачу.
      Переутомление сердца. Если на долю сердца выпадает чрезмерная, непосильная работа, оно быстро утомляется, его сокращения становятся более слабыми, уменьшается количество крови, выбрасываемой в аорту.
      Чрезмерное напряжение сердечной мышцы не только не способствует укреплению сердца, но, наоборот, очень вредно отзывается на его работе и на общем состоянии организма. При частой перегрузке сердце растягивается, а сердечная мышца становится вялой и дряблой.
      Люди с переутомлённым сердцем неспособны выполнять большую работу, с трудом поднимаются на лестницу и, что особенно важно, плохо переносят тяжёлые болезни. У таких людей может наступить резкое ослабление сердечной деятельности и даже смерть от остановки (паралича) сердца, или, как иногда говорят, от разрыва сердца.
      Условия, вызывающие ослабление сердечной деятельности. Ослаблению сердечной деятельности могут способствовать чрезмерный физический труд, злоупотребление спортом, длительные умственные занятия, сопровождающиеся бессонными ночами.
      Очень часто нарушение правильной работы сердца связано с курением табака.
      Постоянное употребление алкоголя нередко вызывает жировое перерождение сердечной мышцы, при котором мышечная ткань постепенно заменяется жировой. Накопление жира ослабляет сердечную мышцу и может сделать работу сердца недостаточной.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Что называется внутренней средой организма и какое она имеет значение?
      2. Какое значение имеет круговое движение крови?
      3. Каковы особенности строения артерий, вен и капилляров?
      4. Чем отличается артериальная кровь от венозной?
      5. В каких артериях течёт венозная кровь и в каких венах — артериальная?
      6. Какое строение имеет сердце? Почему кровь движется внутри сердца в одном направлении?
      7. Что такое ритм сердечных сокращений?
      8, Почему сердце работает, не утомляясь?
      9. Как меняется кровяное давление в различных частях кровеносной системы?
      10. Что такое пульс?
      11. Почему и как изменяется скорость движения крови в различных участках сосудистого русла?
      12. Какое значение имеет медленный ток крови в капиллярах?
      13. Как влияет мышечная деятельность на кровообращение?.
      14. Как регулируется работа сердца? ~
      15. Благодаря чему может меняться кровенаполнение органов нашего тела?
      16. В чём заключается саморегуляция сердечно-сосудистой системы?
      17. Как меняется работа сердца тренированного, и нетренированного человека при различной деятельности организма?
      18. Чем может быть вызвано переутомление сердца?
     
      § 23. Состав крови.
     
      Отстаивание крови. Кровь непрозрачна и имеет красный цвет. Она представляет собою жидкость, в которой плавает множество мельчайших кровяных телец, видимых только под микроскопом (цветная таблица III). Кровяные тельца можно отделить от жидкой части крови, если прибавить к крови некоторые вещества, предохраняющие её от свёртывания и образования сгустка. После отстаивания такой несвёртывающейся крови совершенно отчётливо можно различить два слоя: нижний состоит из кровяных телец; он непрозрачен, темно-красного цвета, и покрыт тончайшей беловатой плёнкой; верхний слой представляет собой совершенно прозрачную, слегка желтоватую жидкость.
      Плазма. Жидкая часть крови называется плазмой. Более 90% плазмы составляет вода. Хлористый натрий, углекислый натрий и некоторые другие неорганические соли составляют около 1%. Остальное количество приходится на долю белков (примерно 7%), виноградного сахара (0,1—0,12%) и небольшого количества многих других веществ, необходимых для клеток тела или являющихся продуктом их деятельности. Содержатся в плазме и газы, в частности кислород и углекислый газ.
      Белые кровяные тельца.
      Тонкая беловатая плёнка, покрывающая темнокрасный отстой, состоит из белых кровяных телец, или лейкоцитов. Их можно обнаружить в крови как позвоночных, так и беспозвоночных животных. У позвоночных имеется несколько сортов белых телец, отличающихся друг от друга по своим свойствам.
      Белое тельце представляет собою клетку, похожую на амёбу. Подобно последней, оно может изменять свою форму и передвигаться. В кровеносных сосудах белые тельца могут передвигаться вдоль стенок даже против тока крови. Мало того, протискиваясь сквозь тонкую стенку мельчайших сосудов, они проникают в межклеточные и тканевые промежутки и блуждают в тканях тела (рис.59) или выходят на поверхность слизистых оболочек.
      Белые тельца, вышедшие на поверхность слизистых оболочек, обычно погибают. В огромном количестве они гибнут при гнойном воспалении (например, при нарыве), при воспалении дыхательных путей. Гной почти целиком состоит из погибших белых телец.
      Количество белых кровяных телец очень непостоянно: оно увеличивается после еды, при мышечной работе. В общем их число обычно колеблется от 5000 до 10000 в кубическом миллиметре.
      Красные. кровяные тельца. Кровь позвоночных животных, помимо белых телец, содержит большое количество красных кровяных телец, или эритроцитов» Они-то и придают крови красную окраску. Эритроциты человека имеют форму двояковогнутых дисков. В отличие от лейкоцитов, они не могут ни самостоятельно передвигаться, ни менять свою форму.
      Эритроциты рыб и земноводных имеют большое ядро, занимающее значительную часть тельца. У пресмыкающихся и птиц эти ядра сравнительно невелики. Красные тельца млекопитающих и человека совсем не содержат ядер. Однако у зародышей человеку и млекопитающих красные тельца в течение некоторого времени обладают ядрами. Это показывает, что в процессе исторического развития животного мира эритроциты постепенно теряли ядра: Сначала ядра уменьшались в размере, а затем и совсем исчезли.
      В одном кубическом; миллиметре крови человека содержится 4,5 — 5 миллионов красных телец. Таким образом, на одно белое тельце приходятся от 500 до 1000 красных.
      Кровяные пластинки. Если эритроциты могут быть названы безъядерными клетками, то кровяные пластинки представляют собой лишь частицы протоплазмы. Они значительно мельче белых и красных телец. В одном кубическом миллиметре крови их содержится 300 — 500 тысяч.
      При вытекании крови из сосуда пластинки склеиваются друг с другом, образуя небольшие комочки.
      Образование кровяных телец. Как белые, так и красные тельца погибают, разрушаются. На смену погибшим в организме постоянно образуются новые тельца. Органы, где происходит образование кровяных телец, называются кроветворными. Основным кроветворным органом является красный костный мозг. Здесь образуются как красные, так и белые тельца. Некоторые сорта белых телец образуются в селезёнке и в лимфатических узлах.
      Задание. Зарисуйте картину крови человека под микроскопом.
     
      § 24. Эритроциты и их функция.
     
      Гемоглобин. Красные кровяные тельца, или эритроциты, являются переносчиками кислорода.
      Главная составная часть эритроцитов — весьма сложное вещество гемоглобин. Он представляет собою соединение белка с особым красящим веществом, в состав которого входит железо. Гемоглобин обладает свойством легко соединяться с кислородом и так же легко его отдавать. Когда кровь, протекая через лёгкие, обогащается кислородом, последний почти целиком вступает в соединение с гемоглобином красных телец. Когда же кровь попадает в органы, где кислород уже использован клетками, гемоглобин отдаёт его клеткам.
      Размер и форма эритроцитов. Поглощение кислорода происходит через поверхность красных телец. Чем больше поверхность, тем полнее и быстрее насыщается кислородом гемоглобин красных телец. Величина поверхности зависит от размера и формы телец. В этом нетрудно убедиться на примере изменения величины поверхности при дроблении булыжника. Целый булыжник имеет меньшую поверхность, чем те куски, на которые его можно раздробить. Чем мельче куски, тем больше их общая поверхность.
      На рисунке 60 изображены эритроциты различных животных и человека. У млекопитающих красные тельца значительно, мельче, чем у птиц, рыб и амфибий. Мелкие эритроциты млекопитающих и человека имеют большую поверхность, чем взятые в таком же объёме крупные тельца других животных. К тому же в мелких тельцах каждая частица гемоглобина расположена ближе к поверхности и легче может присоединять кислород.
      Форма человеческих красных телец (с двух сторон вогнутый диск) ещё больше увеличивает их поверхность по отношению к объёму.
      Таким образом, и размер, и форма красных телец человека обеспечивают наиболее полное и быстрое насыщение гемоглобина кислородом.
      Значение отсутствия ядра. Вследствие отсутствия ядра эритроциты человека и всех млекопитающих недолговечны, и в костном мозгу ежедневно должны образовываться миллиарды новых телец. Однако, благодаря отсутствию ядра, кровяные тельца богаче гемоглобином, а потому ещё полнее насыщаются кислородом. Для человека, потребность которого в кислороде очень велика, это преимущество имеет огромное значение.
      Малокровие. После болезни, при плохом питании, а также при потерях крови количество красных кровяных телец может значительно уменьшаться. Иногда количество их остаётся нормальным, но содержание гемоглобина в каждом тельце уменьшается. И в том, и в другом случае понижается способность крови насыщаться кислородом. В результате организм получает недостаточно кислорода, и окислительные процессы замедляются. Это вызывает общую слабость и вялость, плохой аппетит и быструю утомляемость. Такое состояние известно под названием малокровия.
      Вопросы. Почему у людей, живущих высоко в горах, наблюдается повышенное количество красных кровяных телец (иногда до 8 млн. в одном кубическом миллиметре крови)? С какими особенностями состава воздуха это связано и какое значение имеет для организма?
     
      § 25. Свёртывание крови.
     
      Наблюдение за свёртыванием крови. Возьмём кровь, выпущенную из кровеносного сосуда, и нальём её в пробирку. Она быстро начинает густеть. Через несколько минут вся кровь свёртывается, превращается в сгусток, похожий на желе, й не выливается из пробирки. Продолжая наблюдать за сгустком в течение нескольких часов, можно заметить, что он сморщивается, отстаёт от стенки пробирки, вокруг него появляется желтоватая жидкость (рис.61).
      Если процесс свёртывания крови наблюдать под микроскопом, можно увидеть, как в плазме одна за другой возникают тончайшие нити. Они переплетаются, постепенно образуя густую сеть, в петлях которой застревают кровяные тельца (рис.62).
      Фибрин. Кровь потому способна свёртываться, что в плазме, среди других белков, находится небольшое количество белка фибриногена, который легко переходит в нерастворимое состояние и выпадает из раствора в виде тончайших нитей, образующих сгусток. Нерастворимая форма этого белка называется фибрином.
      Фибрин можно легко получить, взбалтывая лучинками кровь, только что выпущенную из кровеносного сосуда: на лучинках собирается масса волокнистых нитей фибрина.
      Сыворотка крови. Кровь, оставшаяся после удаления фибрина, уже неспособна больше свёртываться. Если такую кровь оставить в пробирке, кровяные тельца постепенно оседают, а над ними остаётся прозрачная желтоватая жидкость, которая называется сывороткой и отличается от плазмы только тем, что из неё удалён фибрин. Сыворотку можно получить и при обычном свёртывании крови: это та самая жидкость, которая выступает из сгустка при его сморщивании.
      Ферменты. Чтобы разобраться в сложном процессе свёртывания крови, надо познакомиться с замечательным свойством организма.
      Во всех органах и тканях тела происходят различные, подчас очень сложные химические превращения. Большинство этих реакций, если мы их воспроизводим в лаборатории, требует таких условий, каких никогда не бывает в организме. Как известно, скорость химических процессов зависит от температуры: чем она выше, тем быстрее и энергичнее протекает химическая реакция. Многие процессы, в том числе процесс окисления углеводов, столь широко распространённый в организме, вне организма могут осуществляться только при очень высокой температуре. А между тем эти же самые процессы совершаются в организме с большой быстротой при температуре тела.
      Существуют вещества, в присутствии которых некоторые химические реакции могут усиливаться и ускоряться. Эти вещества названы ускорителями, или катализаторами. Подобные же ускорители реакции имеются во всяком организме. Они называются ферментами.
      Ферменты вырабатываются клетками живого организма. Их роль необычайно велико подавляющее большинство химических процессов протекает в организме при обязательном участии различных ферментов.
      Свойства ферментов. Одним из замечательных свойств ферментов является их способность действовать одним своим присутствием. В химических процессах они являются как бы посредниками, и их количество во время реакции почти не меняется. Так, достаточно незначительного количества фермента, чтобы превратить в сахар десятки килограммов животного крахмала.
      Лучше всего действуют ферменты при температуре тела. При понижении температуры их действие ослабевает. Кипячение вызывает разрушение ферментов.
      Важным свойством ферментов является их специфичность. Она выражается в том, что каждый фермент может вызывать только определённые химические реакции.
      Роль ферментов в свёртывании крови. В крови находится несколько различных ферментов. При участии одного из них — тромбина — происходит свёртывание крови.
      Обычно тромбин находится в недеятельном, или, как принято говорить, неактивном состоянии. Под влиянием особого вещества — активатора — он переходит в активное состояние, и тогда кровь начинает свёртываться. В нормальных условиях кровь не свёртывается, потому что в ней нет активатора. Он содержится в кровяных пластинках. При их разрушении (а они всегда разрушаются при вытекании крови из сосудов) в крови появляется активатор, и тромбин переходит в активное состояние, вызывая превращение растворимого фибриногена в нерастворимый фибрин.
      Необходимым участником свёртывания крови являются всегда присутствующие в крови известковые соли. Прибавление к крови некоторых химических веществ (например, щавелевокислого натрия) ведёт к осаждению известковых солей и к потере кровью способности свёртываться. Когда хотят предохранить от свёртывания выпущенную из сосуда кровь, к ней прибавляют небольшое количество щавелевокислого натрия.
      Закупорка сосудов. Внутри кровеносных сосудов кровь не свёртывается. Но иногда при ревматизме и некоторых других болезнях повреждается внутренняя оболочка сердца или кровеносного сосуда. На месте повреждения кровь начинает свёртываться и образуются сгустки крови, или тромбы. Если частичка тромба оторвётся, она может перенестись током крови в какой-нибудь орган и вызвать там закупорку сосуда. Закупорка сосудов мозга или других органов может быть причиной тяжёлых заболеваний, а иногда и смерти.
      Значение свертывания крови. Значение свёртывания крови очевидно: сгусток закупоривает отверстие пораненного сосуда, и кровотечение останавливается. Не образуйся сгусток при вытекании крови из сосуда, малейшее ранение влекло бы за собой безостановочное кровотечение, а вследствие этого смерть.
      Большая или меньшая потеря крови во время хирургической операции в сильной степени зависит от скорости свёртывания крови больного. У некоторых оно происходит настолько медленно, что малейший порез влечёт за собой длительное кровотечение. Приступая к операции, врач заранее должен исследовать кровь больного, чтобы знать, как быстро она свёртывается.
      В Советском Союзе, применяя специальные средства, усиливающие способность крови свёртываться, врачи смело оперируют всех больных.
      Кровотечение. Нередко ранения сопровождаются значительным кровотечением. В зависимости от того, какие сосуды повреждены, различают артериальное, венозное и капиллярное кровотечения.
      Наибольшую опасность представляет артериальное кровотечение. Находясь под большим давлением, кровь с силой вытекает из повреждённой артерии, нередко образуя пульсирующий фонтан.
      При венозном кровотечении кровь вытекает равномерной струёй без заметного напора.
      При сильном венозном, а особенно при артериальном кровотечении, сгусток не успевает образоваться на краях раны, а если образуется, то тут же отрывается и уносится вытекающей кровью.
      При поверхностном ранении кожи чаще всего повреждаются только капилляры и мельчайшие артерии и вены. При этом кровоточит вся поверхность раны, покрываясь маленькими капельками крови. Такое кровотечение называется капиллярным.
      Остановка кровотечения» Для остановки капиллярного, а также небольшого венозного или артериального кровотечения достаточно наложить повязку, придавив кровоточащий участок марлей, ватой и бинтом.
      При сильном артериальном кровотечении надо немедленно хорошо прижать пальцем артерию, приносящую кровь к поврежденному участку тела. На рисунке 63 показаны места прижатия важнейших артерий тела. Прощупав эти места на своём теле, можно научиться быстро и свободно их находить.
      При поражении руки или ноги, чтобы прижать артерию на длительный срок, накладывают тугой жгут в области плечевой или бедренной кости. Материалом для жгута могут служить резиновая трубка, пояс, бинт, носовой платок и пр. Для лучшего сдавливания артерии под жгут подкладывают свёрнутый бинт или комок чистой тряпки. Жгут можно накладывать лишь на короткое время (1 — 2 часа). При более длительном сохранении жгута может наступить омертвение тканей.
      Ослабление кровотечения путём прижатия артерии с последующим наложением давящей повязки значительно ускоряет свёртывание крови.
      При сильном кровотечении, Приняв указанные выше меры первой помощи, необходимо немедленно вызвать врача. Чтобы уменьшить обескровливание мозга и облегчить работу сердца, надо пострадавшего уложить так, чтобы голова была ниже туловища, а руки и ноги приподняты; согреть его, прикладывая грелки или бутылки с горячей водой, и почаще давать тёплое питьё.
      Применение тромбина. Советским учёным удалось разработать способ получения тромбина из плазмы крови; марля, смоченная раствором такого тромбина, быстро останавливает кровотечение. Этот способ был успешно применён в годы Великой Отечественной войны, в частности при ранениях мозга и внутренних органов.
      Вопрос. Иногда дети, играя на морозе, получают царапины или ссадины, которые долго кровоточат. Чем можно объяснить такое длительное кровотечение?
      Задания.
      1. Перерисуйте в тетрадь нижеследующую схему состава крови. Вместо цифр 1, 2, 3 напишите названия кровяных телец, указав в скобках их значение. Вместо цифры 4 перечислите всё, что входит в состав сыворотки.
      2. Ниже дано начало несколько иной схемы состава крови. Зарисуйте эту схему в тетрадь, доведя её до конца и снабдив необходимыми пояснениями. Напишите, в чём различия первой и второй схем.
      3. Пользуясь рисунком 63, изучите на себе места прижатия важнейших артерий тела.
     
      § 26. Защитные свойства крови.
     
      Заразные болезни. В почве, в воздухе, в воде — повсюду находится огромное количество микробов. Мы постоянно поглощаем их с пищей, водой и вдыхаем с воздухом; Большинство микробов не приносит нам никакого вреда, по некоторые, попадая в организм, могут явиться возбудителями заболеваний. Болезни, вызываемые микробами, называются заразными, или инфекционными.
      Человек постоянно соприкасается с микробами туберкулёза, дифтерии и многих других болезней. Однако болезнь наступает далеко не при каждом проникновении микробов в организм. Для возникновения болезни необходимо, чтобы микробы не только проникли в организме, но и нашли бы благоприятную почву для своего размножения, преодолели бы сопротивление организма.
      Между микробами и организмом всегда возникает борьба, от исхода которой зависит здоровье, а нередко и жизнь человека. В тех случаях, когда микробы какой-нибудь заразной болезни, попав в организм, быстро гибнут и не могут вызвать заболевания, говорят о невосприимчивости человека к данной болезни.
      В нашем теле существует целый ряд защитных средств, препятствующих возникновению болезней. Так, например, многие микробы, попадая в желудок, погибают под влиянием соляной кислоты, входящей в состав желудочного сока; слизь, выделяемая слизистыми оболочками, тоже губительно действует на многие микробы и, во всяком случае, препятствует их быстрому размножению.
      Воспаление. Каждый орган может ответить защитной реакцией как на механическое повреждение при ушибе, ранении, ожоге, так и на проникновение в ткань микробов или каких-нибудь раздражающих веществ, например крепких кислот.
      На месте повреждения кровеносные сосуды расширяются, белые кровяные тельца в большом количестве покидают сосуды и скопляются вокруг посторонних частиц и всего поражённого участка. Такая реакция организма называется воспалением. Обычно воспалённый участок тела, вследствие прилива крови, становится более тёплым и краснеет. Усиленное проникновение жидкости из крови в тканевые щели и промежутки вызывает опухание воспалённой области. f7
      Нередко воспаление того или иного органа, например лёгких, бронхов (бронхит), почек и т. п., сопровождается общим повышением температуры. В других случаях воспаление носит местный характер. Таковы часто встречающиеся воспалительные реакции кожи при её повреждении и попадании в неё посторонних частиц (например, занозы). Нервная система, влияя на процессы обмена веществ, воздействует на протекание воспалительной реакции.
      Воспалительная реакция облегчает борьбу организма с любым повреждением, зависит ли оно от ожога, ушиба или проникновения микробов. В чём же, однако, эта борьба заключается? Как организм защищается от заразных болезней? От чего в основном зависит невосприимчивость к болезням? Ответ на эти вопросы дал выдающийся русский учёный Мечников.
      И. И. Мечников — основатель учения об иммунитете. Илья Ильич Мечников, имя которого известно всему миру, родился в 1845 году. С восьмилетнего возраста он увлекался естественными науками, а будучи студентом первого курса университета, напечатал первую серьёзную научную работу. В течение двадцати лет Мечников изучал беспозвоночных животных и сделал много замечательных научных исследований. Но ему всегда хотелось сделать ещё больше и ещё лучше. С юных лет он мечтал о такой работе, которая принесла бы людям пользу, сделала бы их более счастливыми.
      Мечникову удалось осуществить свою мечту. В 1882 году он сделал открытие, обессмертившее его имя. Он установил, что белые кровяные тельца играют важную защитную роль: они захватывают и уничтожают микробов.
      Всю дальнейшую свою жизнь И. И. Мечников посвятил изучению борьбы организма с заразными болезнями. С полным правом он может быть назван основателем учения об иммунитете, т. е. невосприимчивости к заразным болезням.
      Другая область его трудов касалась проблемы борьбы с преждевременной старостью.
      Постоянные препятствия, чинимые ему в царской России, заставили Мечникова покинуть родную страну и переселиться во Францию.
      «Можно было бы думать, — писал впоследствии Мечников, — что для России ещё не настало время, когда наука может оказаться полезной. Я с этим не согласен. Я думаю, напротив, что в России научная работа необходима, и от всей души желаю, чтобы в будущем условия для неё сложились более благоприятно».
      За 28 лет жизни во Франции Мечников лишь изредка приезжал в Россию, но связь с русскими учёными он поддерживал непрерывно. Под его руководством в знаменитом Пастеровском институте в Париже работали сотни русских врачей и учёных.
      И. И. Мечников постоянно мечтал о том времени, когда Россия будет свободной и когда, наконец, появятся в ней условия для расцвета науки. Эти условия создала Великая Октябрьская социалистическая революция, до которой И. И. Мечникову не довелось дожить — он умер в 1916 году.
      Роль белых кровяных телец. В основе учения Мечникова об иммунитете лежат его работы по исследованию роли белых кровяных ТСЛСЦ.
      При помощи движений своих отростков Лейкоциты могут захватывать и втягивать в себя плотные частицы, растворяя и переваривая их в своём теле.
      Большое количество белых телец можно обнаружить всюду, где происходит повреждение и разрушение клеток или появляются какие-нибудь посторонние частицы, в том.числе микробы. Лейкоциты захватывают и переваривают остатки разрушающихся клеток тела и попадающих в организм микробов (рис.64). Именно поэтому в воспалённом участке тела нередко скопляется огромное количество белых телец.
      Наряду со способностью захватывать и переваривать микробов, белые тельца обладают способностью вырабатывать противоядия по отношению к различном вредным и ядовитым веществам, попавшим в организм.
      Фагоцитоз. Не только в крови, но и в различных органах тела, особенно в селезёнке и печени, имеются клетки, которые могут захватывать различные частицы, в том числе и микробов.
      В этом можно убедиться, если ввести в кровь животного жидкость со взвешенными в ней мелкими крупинками туши или других красок: вскоре они исчезнут из крови и окажутся внутри только некоторых определённых клеток.
      Как лейкоцитов, так и другие клетки, обладающие способностью захватывать чужеродные тела, Мечников назвал фагоцитами, т. е. пожирающими клетками. Фагоциты захватывают и переваривают не только микробов, но и различные повреждённые или отмирающие клетки тела. В печени и селезёнке фагоциты захватывают разрушающихся эритроцитов; в волосах они пожирают клетки, содержащие пигмент (красящее вещество), отчего волосы седеют. При превращении головастика в лягушку фагоциты принимают участие в уничтожении клеток исчезающего хвоста. Это захватывание и переваривание различных частиц называется фагоцитозом.
      Своим учением о фагоцитозе Мечников заложил фундамент современных представлений о борьбе организма с заразными болезнями. Можно считать твёрдо установленным, что невосприимчивость организма к той илииной заразной болезни связана со способностью фагоцитов быстро и энергично уничтожать проникших в организм микробов. Если фагоцитоз протекает медленно и вяло, микробы в организме легко размножаются, и в результате возникает болезнь.
      Способность фагоцитов быстро захватывать и переваривать микробов в сильной степени зависит от свойств крови и других жидкостей тела. Давно уже было установлено, что сыворотка крови, совсем не содержащая кровяных телец, может ослаблять микробов, задерживать их размножение и даже убивать их. Подобные же вещества, ослабляющий микробов, были обнаружены в слюне, слизи и даже слезах. Действие всех этих веществ на микробов облегчает и усиливает фагоцитоз.
      Противотела. Если в организм попадают микробы какой-нибудь заразной болезни, в крови появляются особые защитные вещества-противотела. Каждое противотело губительно действует только на один определённый вид микробов. Так, в сыворотке человека, перенёсшего брюшной тиф, находятся противотела, действующие на брюшнотифозных микробов и никак не влияющие на микробов дифтерии. И наоборот, сыворотка человека, переболевшего дифтерией, содержит противотела, уничтожающие дифтерийных микробов, но безвредные для микробов брюшного тифа.
      Противотела могут обладать различными свойствами. В одних случаях они вызывают склеивание в комочки попавших в организм микробов, в других случаях они могут растворять микробов или обезвреживать вырабатываемые ими яды.
      Убивая или ослабляя микробов и обезвреживая их яды, противотела создают условия для усиления фагоцитоза и тем самым укрепляют организм, облегчают его борьбу с заразными заболеваниями. От выработки противотел в значительной степени зависит восприимчивость человека к той или иной болезни.
      Образование противотел, как и всякий другой процесс, протекающий в организме, находится под влиянием нервной системы, и в частности под влиянием её высшего отдела — коры больших полушарий. Этим и объясняется давно известный факт, что способность организма бороться с болезнью зависит от его общего состояния и от воздействий окружающих условий.
     
      § 27. Иммунитет.
     
      Не все одинаково восприимчивы к различным заразным болезням. Некоторые люди остаются здоровыми, несмотря на то, что они соприкасаются с больными, ухаживают за ними. Такая невосприимчивость к заразной болезни называется иммунитетом.
      Естественный иммунитет. Иногда человек уже от рождения оказывается невосприимчивым к какой-нибудь болезни. Обычно же иммунитет приобретается в результате перенесения заразной болезни. Если человек переболел сыпным тифом или оспой, то, как правило, второй раз он не заболевает. У него образуется иммунитет к данной болезни.
      Существуют и такие заразные заболевания, после перенесения которых иммунитет если и наступает, тона очень короткое время (например, грипп). Как врождённый иммунитет, так и приобретённый после болезни носят название естественного иммунитета.
      Искусственный иммунитет. По отношению к некоторым заразным болезням можно вызвать иммунитет искусственным путём — при помощи соответствующих прививок или путём введения лечебных сывороток.
      Первые попытки искусственно вызвать невосприимчивость к заразным болезням относятся к глубокой древности. Более тысячи лет назад в Грузии в целях предохранения от заболевания оспой кололи кожу здоровых людей иглами, смоченными оспенным гноем. В Африке с незапамятных времён применяли прививки, предохраняющие от губительных последствий укусов ядовитых змей.
      В конце XVIII века в результате замечательных многолетних наблюдений английского сельского врача Дженнера был найден правильный и безопасный способ искусственной выработки иммунитета. Дженнер доказал, что если человеку привить коровью оспу, он легко её перенесёт и в дальнейшем будет невосприимчив к человеческой оспе, которая представляет собою тяжёлую и нередко смертельную болезнь.
      В первые же годы после опубликования работы Дженнера прививки коровьей оспы стали широко применяться во всех странах мира, в том числе и в России.
      Несмотря на явный успех оспопрививания, против Дженнера ополчились реакционеры. Нашлись «учёные», которые стали доказывать, что в результате прививки коровьей оспы люди превратятся в животных. Римский папа объявил безбожниками всех, кто позволяет прививать себе оспу. Члены английского парламента выступали с речами, в которых прививку коровьей оспы называли позорным и преступным делом. До сих пор ещё в Англии оспопрививание фактически не является обязательным.
      В настоящее время делают предохранительные прививки против многих болезней — оспы, брюшного и сыпного тифа, дифтерии, дизентерии и других болезней. Во всех этих случаях в организм человека вводят либо ослабленных, либо убитых микробов.
      Чтобы сделать человеку предохранительную прививку против оспы, этой болезнью предварительно заражают телёнка. Телёнок легко переносит болезнь, причём оспенные микробы в его организме становятся слабыми. Жидкость из оспенных пузырьков животного переносят на повреждённую кожу человека. Ослабленные микробы не могут вызвать у человека тяжёлой болезни. В месте прививки на коже появляются два-три пузырька, иногда чувствуется лёгкое недомогание и происходит повышение температуры, а затем всё проходит. В результате прививки человеку не опасны оспенные микробы, даже если они не ослаблены. Это можно объяснить тем, что организм приобрёл способность быстро вырабатывать противотела, губительно действующие на данных микробов.
      Лечебные сыворотки. Помочь человеку бороться с проникшими в ёго организм микробами можно путём введения в его организм так называемой лечебной сыворотки.
      Известно, что микробы дифтерии чаще всего поселяются в горле на миндалинах. Оставаясь здесь, они, однако, отравляют весь организм, выделяя очень сильный яд, или токсин, который и вызывает тяжёлые явления болезни. В ответ на появление токсина в организме начинает вырабатываться соответствующее противотело, под влиянием которого дифтерийный токсин становится безвредным. Это противотело находится в крови и называется антитоксином, т. е. противоядием. Если оно вырабатывается достаточно быстро и энергично, организму удаётся ослабить и даже уничтожить вредное действие дифтерийного яда. Однако во многих случаях болезнь развивается так быстро, что организм не успевает выработать достаточное количество антитоксина, и больной погибает. Своевременно введённая лечебная сыворотка, содержащая уже готовый антитоксин, через лимфу и кровь распространяется по всему организму и обезвреживает дифтерийный яд.
      В настоящее время приготовляют лечебные сыворотки не только против дифтерии, но также и для борьбы с некоторыми другими болезнями. Чтобы получить лечебную сыворотку с готовыми противотелами, иммунизируют животное (например, лошадь или -кролика), иными словами, вызывают у этого животного искусственный иммунитет, вводя микробы или вырабатываемый микробами токсин сначала маленькими, а затем всё большими порциями. При этом в крови животного вырабатываются соответствующие противотела. Если в организм больного ввести кровяную сыворотку, полученную от такого животного, то вместе с сывороткой больной получит уже готовые противотела.
      Пассивный и активный иммунитет. Если сыворотку от иммунизированного животного ввести в организм здорового человека, то появляется иммунитет, в выработке которого человеческий организм участия не принимает: с сывороткой животного он получает уже готовые противотела. Такой иммунитет, в образовании которого сам организм участия не принимает, называется пассивным. Обычно он очень недолговечен и редко держится больше месяца, но зато образуется сразу же после введения сыворотки.
      Искусственный иммунитет, вызываемый путём предохранительных прививок, вырабатывается самим организмом и потому называется активным иммунитетом. В результате активного иммунитета организм приобретает способность сам вырабатывать противотела. Активный иммунитет держится значительно дольше — часто несколько лет, а иногда и в течение всей жизни. Вырабатывается он не сразу: неделя, две, а иногда и больше времени должно пройти после сделанной прививки, прежде чем организм выработает иммунитет.
      Влияние состояния организма на иммунитет. Иногда, несмотря на предохранительную прививку, человек всё-таки заражается и заболевает. В таких случаях болезнь протекает гораздо легче, нередко ограничиваясь лишь лёгким недомоганием. Следовательно, невосприимчивость к болезни не всегда бывает полной. Она зависит от того, насколько хорошо организм сопротивляется губительному действию микробов, насколько велика его способность вырабатывать противотела и уничтожать микробов.
      Восприимчивость к болезни может изменяться — повышаться пли понижаться, в зависимости от состояния организма и от тех условий, в которых он находится.
      Сильное охлаждение, снижая жизнедеятельность организма, ослабляя его силы, понижает сопротивляемость по отношению к заразным болезням. Влияние охлаждения на восприимчивость к болезням было наглядно показано рядом опытов на животных. Знаменитый французский учёный Пастер заражал кур так называемой куриной холерой. При этом у части птиц лапки были погружены в холодную воду. Оказалось, что среди кур, подвергавшихся охлаждению, процент заболевших был значительно выше.
      Состояние человеческого организма, а следовательно, и его восприимчивость к болезням, в сильной степени определяется нервной системой. Через нервную систему, а именно через кору больших полушарий, на организм воздействуют все те внешние условия, в том числе и социальные, в которых человек живёт и работает. Вот почему переутомление, пониженное настроение и тяжёлые, гнетущие мысли могут повышать восприимчивость к болезням.
      Успехи борьбы с заразными болезнями в СССР. После Великой Октябрьской социалистической революции, в 1919 году, В. И. Ленин подписал декрет об обязательном оспопрививании. С тех пор оспа, от которой в царской России ежегодно умирало много людей, а ещё больше оставалось слепыми и изуродованными, в Советском Союзе исчезла.
      Нет у нас больше чумы и холеры. По сравнению с дореволюционным временем резко снизилась смертность от туберкулёза.
      Во всех школах и детских садах у нас проводят прививки против дифтерии и скарлатины. Широко применяются прививки против брюшного тифа, дизентерии и других болезней. В результате в СССР значительно меньше людей болеет тифом, дизентерией, скарлатиной, дифтерией, а, те, которые заболевают, переносят болезнь намного легче.
      При лечении заразных болезней у нас очень широко применяются лечебные сыворотки, облегчающие борьбу организма с болезнью и ускоряющие выздоровление. Особенно велика роль лечебных сывороток в борьбе с дифтерией. В царской России от этой болезни умирало очень много детей. В советское время смертельный исход при дифтерии представляет собой очень большую редкость.
      На общее состояние организма огромное влияние оказывает та социальная среда, тот общественный строй, в котором человек живёт и работает. Эксплуатация труда в капиталистических странах не только снижает жизненный уровень рабочих, выматывает силы и ведёт к изнурению, но и подавляет психику. Всё это, вместе взятое, увеличивает восприимчивость к болезням. И нет ничего удивительного в том, что в буржуазных странах заболеваемость и смертность среди пролетариата значительно выше, чем среди господствующих классов, а некоторые болезни поражают почти исключительно рабочих.
      В СССР класс эксплуататоров уничтожен, вместе с ним исчезла и самая возможность эксплуатации труда. С каждым годом улучшаются те социальные условия, которые способствуют укреплению здоровья и понижению восприимчивости к болезням. В результате в нашей стране заболеваемость и смертность резко упали по сравнению с дореволюционным периодом.
      Вопрос. Если в семье имеется случай заразной болезни (например, дифтерии), каким способом следует вызвать иммунитет в организме того, кто соприкасается с больным? Объясните, почему другой способ в данном случае не пригоден.
     
      § 28. Переливание крови.
     
      Причина гибели больных при переливании крови. При больших потерях крови, а также при некоторых заболеваниях часто применяется переливание больным крови, взятой у здоровых людей.
      В прежнее время делались неоднократные попытки переливать человеку кровь, взятую у животных. Это обычно оканчивалось смертью. Однако и человеческая кровь не всегда пригодна для переливания, даже если она взята у вполне здорового человека.
      Тщательное изучение показало, что гибель больных после переливания крови происходит вследствие склеивания красных телец.
      Склеивание можно наблюдать под микроскопом, если смешать каплю крови барана с человеческой сывороткой: вместо отдельных красных телец в поле зрения появляются комочки, состоящие из большого количества склеившихся друг с другом телец. Подобное явление иногда происходит при смешивании жидкой части крови одного человека с эритроцитами, полученными из крови другого человека. Если это имеет место при переливании крови, то образующиеся комочки закупоривают сосуды и вызывают опасное для жизни нарушение кровообращения.
      Чтобы произошло склеивание, во-первых, в плазме должно содержаться особое противотело, вызывающее склеивание красных телец; во-вторых, в эритроцитах должно находиться вещество, способное подвергаться действию этого противотела. В плазме человеческой крови могут присутствовать два различных противотела, а в красных тельцах могут быть два вещества, на которые эти противотела действуют.
      Группы крови. Одновременно кровь никогда не содержит и противотело и вещество, на которое это противотело действует.
      Если бы дело обстояло иначе, плазма склеивала бы свои собственные красные тельца и кровообращение было бы невозможным.
      В зависимости от наличия в крови противотел и веществ, на которые они действуют, всех людей делят на четыре группы.
      Таблица 1 показывает, какой группы должна быть кровь донора, чтобы её можно было переливать больному. Так, например, если кровь донора относится к первой группе, её можно переливать всем больным; кровь людей четвёртой группы можно переливать только больным, кровь которых принадлежит к той же группе.
      Значение переливания крови. Благодаря предварительному исследованию крови как донора, так и больного переливание её стало совершенно безопасным и применяется очень широко. При многих заболеваниях этим способом удаётся спасти жизнь больного. Особое значение переливание приобретает при сильных потерях крови, как, например, при ранениях.
      Ни в одной стране так широко не применяется переливание крови, как у нас. Наши учёные разработали новые способы консервирования крови, а также способ использования трупной крови.
      Во время Великой Отечественной войны в Советском Союзе была организована специальная «служба переливания крови», которая позволила спасти жизнь многих тысяч раненых бойцов Советской Армии. В больших городах Союза были созданы пункты сбора и консервирования крови для отправки её на фронт. 5,5 миллионов советских патриотов дали свою кровь для спасения доблестных защитников родины.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Какова роль красных и белых кровяных телец?
      2. Что такое ферменты и какова их роль в организме?
      3. Как, происходит свёртывание крови и каково его значение?
      4. В чём должна заключаться первая помощь при порезах и ранениях?
      5. Обычно артерии расположены глубже вен; какое это имеет биологическое значение?
      6. Каковы защитные свойства крови? Почему воспаление может быть названо защитной реакцией организма?
      7. Что такое фагоцитоз?
      8. Что такое иммунитет? Какие виды иммунитета вы знаете?
      9. Что способствует понижению восприимчивости человека к болезням?
      10. Какое значение имеет переливание крови? Какие правила надо соблюдать при Переливании крови?
     
     
      IV. ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ.
     
      § 29. Значение органов дыхания.
     
      Значение кислорода. Каждому живому существу необходим кислород для происходящих в его организме процессов окисления. При окислении, как и при других химических процессах, ведущих к расщеплению и распаду клеточного вещества, освобождается потенциальная энергия. Помимо того, путём окисления происходит обезвреживание многих ядовитых продуктов распада, которые образуются в процессе жизнедеятельности клеток и тканей
      Одним из основных продуктов, образующихся в результате окислительных процессов, является углекислый газ, или углекислота.
      Обмен газов между организмом и средой. Организм постоянно нуждается в поступлении кислорода из окружающей среды и в отдаче наружу избытка углекислого газа. Обмен газов между организмом и окружающей его средой называется дыханием.
      У некоторых водных беспозвоночных растворённый в воде кислород свободно проникает внутрь через стенку тела. Таким же путём у них выделяется образующаяся в теле углекислота. Однако многие беспозвоночные имеют специальные органы дыхания, благодаря которым значительно усиливается и облегчается обмен газов между организмом и внешней средой.
      Органы дыхания имеют все позвоночные, даже те из них, у которых, как, например, у лягушек, обмен газов может происходить через кожу. В процессе развития животного мира эти органы, как и все другие, изменялись и усложнялись.
      У низших позвоночных, живущих в воде, органами дыхания являются жабры. По мере перехода от водного к наземному образу жизни начинают развиваться воздушные мешки, или лёгкие. Двоякодышащие рыбы и некоторые земноводные имеют и жабры, и лёгочные мешки, которые служат добавочными органами дыхания.
      У низших »земноводных, например у протея, лёгочные мешки имеют гладкие стенки, в связи с чем поверхность соприкосновения кровеносных сосудов с воздухом, находящимся в лёгких, очень невелика. В лёгочном мешке саламандры развиваются небольшие складки, благодаря котором его поверхность несколько увеличивается.
      И всё же у земноводных лёгкие ещё недостаточно обеспечивают обмен газов. У некоторых из них основным органом дыхания по-прежнему служат жабры. У лягушки, несмотря на более значительное развитие поверхности лёгких, обмен газов по преимуществу совершается через тонкую, покрытую слизью кожу, которая легко пропускает кислород и углекислый газ. Лягушка остаётся жива после удаления лёгких, но погибает, если, при оставлении лёгких в сохранности, искусственно прекратить кожное дыхание.
      У пресмыкающихся, птиц и млекопитающих лёгкие становятся единственными органами дыхания и приобретают очень большую поверхность.
     
      § 30. Строение органов дыхания.
     
      Дыхательный путь. У человека дыхание осуществляется только при помощи лёгких.
      Прежде чем проникнуть в лёгкие, вдыхаемый воздух должен пройти длинный путь. Дыхательный путь начинается носовой полостью (рис.65), отделённой от полости рта перегородкой — спереди твёрдой (твёрдое нёбо), а сзади — мягкой (мягкое нёбо). У наружного края носовых отверстий находятся волоски, предохраняющие от попадания в нос крупных пылинок и тому подобных частиц. Сплошной перегородкой носовая полость разделена на две половины — левую и правую. От наружных боковых стенок каждой половины полости носа отходят носовые раковины, разделяющие носовую полость на ряд узких щелей, через которые проходит вдыхаемый воздух (рис.66).
      Пройдя носовую полость, вдыхаемый воздух попадает в расположенную позади носоглотку. Нижняя её часть (глотка) переходит в две трубки: переднюю — дыхательную, заднюю — пищеварительную.
      Верхняя часть дыхательной трубки называется гортанью (рис.67). В её стенках имеется несколько подвижно соединённых между собой хрящей. Самый большой из них — щитовидный хрящ — сильно выступает на передней поверхности гортани; его нетрудно прощупать у себя на шее. С передней стороны гортани, выше щитовидного хряща, находится надгортанник, прикрывающий вход в гортань во время глотания пищи.
      Голосовой аппарат. Внутри гортани находятся голосовые связки — две складки слизистой оболочки, идущие спереди назад. Проход между ними называется голосовой щелью (рис.68).
      При обычном дыхании связки расслаблены и голосовая щель широко открыта. Если же голосовые связки натянуты и щель сужена, то проходящая струя выдыхаемого воздуха вызывает дрожание связок. При этом, как и при дрожании струны, возникают звуковые воздушные волны, и мы слышим звук. Высота звука человеческого голоса меняется в зависимости от толщины, длины и натяжения голосовых связок. Таким образом, гортань является органом голоса. Наряду с гортанью, для членораздельной человеческой речи огромное значение имеют полость рта, язык и губы.
      Трахея и бронхи. Дыхательная трубка, идущая от нижнего конца гортани, называется трахеей. Она делится на два бронха, которые входят в правое и левое лёгкие (рис.69). В лёгких бронхи многократно ветвятся. Хрящевые полукольца, расположенные в стенках трахеи и бронхов, делают их упругими и неспадающимися, а тем самым — легкопроходимыми для воздуха.
      Слизистая оболочка. Дыхательный путь покрыт* слизистой оболочкой. В ней имеются как отдельные железистые клетки, так и целые группы их, которые образуют небольшие железы, постоянно выделяющие слизь. К влажной поверхности слизистой оболочки легко пристают микробы и мелкие пылинки, находящиеся во вдыхаемом воздухе. В результате, пройдя дыхательный путь, воздух почти не содержит взвешенных частиц. Кроме того, слизь ослабляет микробов, понижая их способность к размножению и ядовитость; некоторые микробы даже погибают, попадая на слизистую оболочку.
      Из кровеносных сосудов через межклеточные щели и промежутки постоянно выходят на поверхность слизистой оболочки белые кровяные тельца, которые захватывают и уничтожают микробов. Выделяющаяся из носа слизь всегда содержит немалое количество трупов лейкоцитов, или «гнойных телец».
      Большая часть клеток слизистой оболочки снабжена многочисленными подвижными ресничками (рис.70). Они безостановочно волнообразно колышутся, подобно тому, как в поле колышутся от ветра колосья. По направлению к выходу реснички наклоняются быстро, а в обратную сторону — медленно. Своими движениями они постепенно проталкивают слизь, а вместе с нею пылинки и мелкие частицы, по направлению кнаружи.
      Лёгочные пузщьки. Мельчайшие бронхи, имеющие около 1/2% мм в диаметре, кончаются группами лёгочных пузырьков. Последние, если смотреть на них снаружи, усеяны полукруглыми вздутиями, которым изнутри соответствуют углубления — так называемые альвеолы, или ячейки (рис.71). Стенки лёгочных пузырьков состоят из одного слоя плоских клеток, окружённого снаружи густой сетью мельчайших кровеносных сосудов. В пузырьках происходит обмен газов между кровью и лёгочным воздухом через тонкую перепонку между ними, образованную стенками пузырька и кровеносного сосуда.
      Благодаря обилию лёгочных пузырьков (около 3 млн.) и их ячеистому строению внутренняя поверхность лёгких очень велика. Если распластать все альвеолы, они займут площадь более 100 кв.м. Такая огромная поверхность соприкосновения кровеносных сосудов с воздухом облегчает обмен газов.
      Плевра. Внутренняя поверхность грудной полости и каждое лёгкое снаружи покрыты гладкой и всегда влажной эпителиальной оболочкой — плеврой. У места входа в лёгкое бронхов и кровеносных сосудов лёгочная плевра, не прерываясь, переходит в плевру,, выстилающую грудную полость. Следовательно, каждое лёгкое ср всех сторон окружено как бы мешком, две стенки которого всюду соприкасаются друг с другом, не оставляя между собой свободного пространства.
      Положение лёгких в грудной клетке. Лёгкие занимают всю полость грудной клетки, плотно прилегая к её стенкам и оставляя место только для сердца. При этом упругая ткань лёгочных пузырьков находится в растянутом состоянии. Если же вскрыть грудную полость, значительная часть воздуха выдавливается из лёгких, они спадаются и занимают лишь небольшую часть её объёма.
      В совершенно спавшемся состоянии находятся лёгкие в теле зародыша или только что родившегося ребёнка. Но с момента первого вдоха (первого крика) ребёнка его лёгкие наполняются воздухом и на всю жизнь остаются в растянутом состоянии, всегда плотно прилегая к стенкам грудной полости. Это происходит потому, что изнутри на стенки лёгких давит воздух, а снаружи такого давления нет, так как вокруг лёгких находится не содержащий воздуха герметический мешок, образованный двумя листками плевры, один из которых сращён со стенкой грудной полости, а другой — с наружной поверхностью лёгких. Вследствие давления воздуха со стороны лёгких оба листка плевры плотно прилегают друг к другу.
      Рис. 72. Состав вдыхаемого (7) и выдыхаемого (2) воздуха.
     
      § 31. Обмен газов в лёгких и тканях.
     
      Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. В наличии непрерывного обмена газов между организмом и окружающей средой нетрудно убедиться, если сравнить состав выдыхаемого из лёгких воздуха с атмосферным (рис.72). В последнем содержание кислорода доходит до 21 %, а количество углекислого газа не превышает сотых долей процента. В выдыхаемом воздухе количество кислорода снижается до 16%, но зато резко увеличивается содержание углекислого газа, достигая 4 — 4,5%. Это объясняется проникновением кислорода из лёгких в кровь и выходом углекислого газа из крови в воздух лёгочных пузырьков.
      Обмен газов в тканях. Кровь, притекающая к тканям тела, насыщена кислородом, который через стенки капилляров поступает в лимфу, а затем в клетки. В клетках тела имеется целый ряд специальных ферментов, при участии которых происходят различные химические процессы. В частности, кисло
      род, проникший внутрь клетки, тотчас же под влиянием ферментов вступает в соединение с различными веществами, вызывая их окисление. В результате окислительных процессов образуется углекислота, которая проникает в окружающую лимфу, а оттуда через стенки сосудов в кровь.
      Диффузия газов. В основе описанного обмена газов лежит общее их свойство равномерно распространяться по всему окружающему пространству. Такое явление носит название диффузии газов. Примером её может служить распространение пахучих веществ. Так, запах пригоревшей на плите пищи не остаётся в кухне, а постепенно распространяется по всей квартире.
      Диффузия газов происходит и в жидкостях, а также между жидкостью и воздухом. Если в жидкости какой-нибудь газ находится в большом количестве, а в воздухе его мало, он выходит из жидкости в воздух. Это наблюдается при откупоривании бутылки с шипучим напитком, например квасом или лимонадом. Углекислота, содержащаяся в напитке в большом количестве, начинает выделяться в виде пузырьков газа. Когда какого-нибудь газа в окружающем воздухе больше, чем в жидкости, диффузия происходит в обратном направлении. Если поставить в комнате стакан с известковой водой, углекислый газ вследствие диффузии проникает из воздуха в жидкость, которая постепенно начинает мутнеть в связи с образованием в ней почти нерастворимого углекислого кальция.
      В крови, притекающей к лёгким, содержится больше углекислого газа и меньше кислорода, чем в лёгочном воздухе. Поэтому кислород из воздуха переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух.
      Само собой разумеется, не только кислород, но и всякий газ, содержащийся в воздухе, будет переходить, согласно законам диффузии, в кровь. Поэтому в крови всегда находится и азот. Но так как он не образует в организме каких-либо соединений, не тратится и не поглощается, его содержание в крови всегда остается неизменным.
      Значение гемоглобина. Артериальная кровь, оттекающая от лёгких, содержит значительно больше кислорода, чем должно было бы быть по законам диффузии. Это объясняется тем, что не весь кислород, поступающий в кровь, остаётся в свободном состоянии: большая часть его тут же вступает в соединение с гемоглобином красных кровяных телец. На место кислорода, соединившегося с гемоглобином и таким образом исчезнувшего из плазмы, в кровь поступают из лёгочного воздуха новые порции кислорода. Медленное течение крови в лёгочных капиллярах и присутствие гемоглобина обеспечивают поглощение кровью больших количеств кислорода.
      Насыщение гемоглобина кислородом зависит от содержания последнего в окружающей среде, т. е. в плазме крови. Когда кислород проникает в плазму крови и его содержание в плазме повышается, гемоглобин начинает присоединять его к себе. Чем больше растворено кислорода в плазме, тем полнее насыщается им гемоглобин красных кровяных телец. И наоборот, по мере того как количество кислорода в плазме уменьшается, соединение гемоглобина с кислородом распадается, и освободившийся газ переходит в плазму
      Когда кровь протекает по капиллярам большого круга кровообращения, значительная часть кислорода в силу диффузии переходит из плазмы в тканевую жидкость, в которой он почти отсутствует. В результате содержание кислорода в плазме понижается. Тотчас же гемоглобин начинает отдавать присоединённый к нему кислород, который поступает в плазму, а затем и в тканевую жидкость.
      Таким образом, кровь является активным переносчиком кислорода, находящегося в ней не только в растворённом состоянии, но и в виде непрочного химического соединения с гемоглобином.
      Перенос кровью углекислоты. Содержание углекислоты в крови также превышает те количества, которых следовало бы ожидать по законам диффузии. Кровь переносит большие количества углекислоты, так как последняя, подобно кислороду, вступает в крови, в химические соединения: в плазме углекислота образует соединение с натрием, а в красных тельцах — с калием.
      Отравление угарным газом. Среди газов, которые могут содержаться в окружающем воздухе, особое значение имеет окись углерода (СО) — главная составная часть угарного газа, образующегося при неполном сгорании органических веществ. Гемоглобин красных телец легко даёт с окисью углерода соединение более прочное, чем с кислородом. Попадая из воздуха в кровь, окись углерода тотчас же поглощается красными тельцами, освобождая тем самым жидкую часть крови для новых порций окиси углерода. В результате диффузия не прекращается и, в кровь поступают всё новые и новые порции окиси углерода, которые попрежнему захватываются эритроцитами. Вот почему даже незначительное содержание в воздухе ударного газа может постепенно вызвать большое скопление его в крови.
      Та часть гемоглобина, которая вступила в соединение с окисью углерода, не может присоединять к себе кислород. Поэтому содержание кислорода в крови при отравлении угарным газом понижается, а тем самым нарушается нормальное протекание окислительных процессов в органах тела.
      Первая помощь при отравлении угарным газом. Отравление угарным газом нередко наблюдается в бытовых условиях, когда при топке печей дымоход закрывают раньше, чем полностью прогорят дрова. Выражается отравление в появлении головной боли, одышки, тошноты, сердцебиения. В тяжёлых случаях оно может привести к судорогам, потере сознания и даже к смерти. Для оказания первой помощи нужно прежде всего вынести пострадавшего на свежий воздух, а затем попытаться восстановить дыхание, давая нюхать нашатырный спирт или пощекотав в носу соломинкой. Если это не помогает, применяют искусственное дыхание.
     
      § 32. Дыхательные движения.
     
      Вентиляция лёгких. Обмен газов между воздухом и кровью может происходить лишь при условии вентиляции лёгких, которая осуществляется путём дыхательных движений. Сокращения дыхательных мышц вызывают изменение объёма грудной полости. Вслед за изменением объёма грудной полости изменяется объём лёгких.
      Следуя за расширением грудной полости, лёгкие растягиваются и в них устремляется наружный воздух, подобно тому, как он устремляется в кузнечный раздувательный мех во время его растягивания. При уменьшении объёма грудной полости лёгкие сжимаются, а избыток находящегося в них воздуха выходит наружу.
      Попеременное увеличение и уменьшение объёма грудной полости заставляет воздух то входить в лёгкие, то выходить из них.
      Изменение объёма грудной полости. Грудная полость может увеличиваться как в длину (сверху вниз), так и в ширину (по окружности). Увеличение в длину происходит благодаря сокращению грудобрюшной преграды, или диафрагмы. Эта мышца, сокращаясь, тянет купол диафрагмы книзу и делает его более плоским (рис.73).
      Объём грудной полости зависит не только от формы диафрагмы, но и от положения рёбер. Рёбра отходят от позвоночника в косом направлении сверху вниз, направляясь сначала в сторону, а затем вперёд. Они соединены с позвонками подвижно и при сокращении соответствующих мышц могут несколько подниматься и опускаться. Когда рёбра поднимаются и оттягивают грудину вверх и вперёд, поперечник грудной полости увеличивается; при опускании рёбер — уменьшается (рис.73).
      Покойное дыхание. Когда человек спокойно лежит или сидит, он совершает 15 — 16 дыхательных движений в минуту. При каждом дыхательном движении обменивается сравнительно небольшая часть находящегося в лёгких воздуха — около 500 куб. см, а нередко и ещё меньше.
      При таком покойном дыхании во время вдоха сокращаются мышцы диафрагмы и её купол становится более плоским. Одновременно сокращаются вдыхательные мышцы, расположенные между рёбрами, а также, между рёбрами и позвонками. При этом рёбра поднимаются, натягивая хрящи, соединяющие их с грудиной.
      Как только прекращается сокращение вдыхательных мышц, натянувшиеся кверху рёберные хрящи возвращаются в своё нормальное положение, тем самым опуская рёбра, а диафрагма выпячивается вверх, вследствие давления со стороны брюшных органов.
      Таким образом, во время покойного дыхания мышцы сокращаются только при вдохе. Выдох происходит пассивно — в результате расслабления мышц.
      Глубокое дыхание. При глубоком дыхании вентиляция лёгких может увеличиться в несколько раз путём усиления и вдоха, и выдоха.
      Усиливая вдох, мы можем дополнительно ввести в лёгкие около 1500—2000 куб. см воздуха. Глубокий вдох совершается при помощи не только уже упомянутых выше мышц, но и ряда дополнительных (например, мышц, идущих к рёбрам от лопаток и от плечевой кости, а также шейных мышц).
      После покойного выдоха человек может выдохнуть ещё примерно 1 000—1500 куб.см воздуха. При этом диафрагма становится выпуклее, чем обычно, а рёбра сильно оттягиваются книзу. Это достигается сокращением межрёберных выдыхательных мышц, а также дополнительных выдыхательных мышц, главным образом брюшных, т. е. мышц стенки живота. Последние своим верхним концом прикреплены к нижнему краю грудной клетки. Сокращаясь, они тянут грудную клетку книзу и сдавливают полость живота (живот «подтягивается»), заставляя диафрагму сильнее выпячиваться в грудную полость.
      Жизненная ёмкость лёгких. Изменение объёма грудной полости зависит от глубины дыхания (рис.74). При покойном дыхании объём её меняется очень мало; при глубоком дыхании человек может ввести в лёгкие несколько литров воздуха.
      Количество воздуха, которое человек может вдохнуть после самого глубокого выдоха (или, наоборот, выдохнуть после самого глубокого вдоха), называют жизненной ёмкостью лёгких. Для её определения пользуются спирометром — прибором, изображённым на рисунке 75.
      Исследования, произведённые при помощи спирометра, показали, что жизненная ёмкость лёгких неодинакова у разных людей. Обычно она колеблется от 3000 до 5000 куб. см.
      Значение глубокого дыхания. После покойного выдоха в лёгких остаётся 2500-3000 куб. см воздуха. Сделав покойный вдох, человек вводит дополнительно около 500 куб. см воздуха, из которых до лёгочных пузырьков доходит только 300—350 куб. см, так как, по крайней мере, 150 куб. см остаётся в дыхательных путях (носоглотке, гортани, трахее и бронхах). Таким образом, при покойном вдохе в лёгочные пузырьки попадает всего около 350 куб. см наружного воздуха, что составляет не более 1/7 части воздуха лёгочных пузырьков.
      Такая вентиляция лёгких далеко не всегда оказывается достаточной. При работе, особенно связанной с большим расходом энергии, в организме резко усиливаются процессы распада и окисления, а следовательно, увеличивается потребление кислорода и образование углекислоты. При таких условиях вентиляция лёгких значительно повышается и при каждом вдохе обменивается не 1/7, а 1/4 и даже 1/2 лёгочного воздуха.
      Лёгочная вентиляция может увеличиваться как путём учащения дыхания, так и путём усиления каждого дыхательного движения. При чрезмерном учащении — до 40 — 50 вдохов в минуту — дыхание становится настолько поверхностным, что лини? незначительная часть воздуха входит в лёгочные пузырьки. В результате лёгкие вентилируются недостаточно и обмен газов между лёгочным воздухом и кровью протекает плохо. Наоборот, глубокое дыхание хорошо вентилирует воздух в лёгких и способствует усиленному обмену газов.
      Искусственное дыхание. Если дыхательные движения прекратятся, их можно восстановить искусственно. Искусственное дыхание применяется при спасении утонувших, поражённых электрическим током и т. п. Оно заключается в попеременном расширении и сжатии грудной клетки посторонней силой (рис< 76). Оказывающий помощь, стоя у головы пострадавшего, отводит его руки вверх до отказа. При таком движении рук рёбра поднимаются, грудная клетка расширяется и происходит вдох. Затем руки пострадавшего сгибают в локтях под острым углом и прижимают к груди, надавливая на рёбра. При этом рёбра опускаются, грудная клетка сжимается и происходит выдох. Ритм искусственного дыхания должен соответствовать естественному ритму — 16 дыхательных движений в минуту.
      Искусственное дыхание следует проводить, не прекращая, пока сохраняется хотя малейшая сердечная деятельность. Бывали случаи, когда таким образом удавалось вернуть человеку жизнь даже через несколько часов после прекращения естественного дыхания.
      Задание.
      Положив руку на грудь, сосчитайте число дыханий в минуту. Зная объём воздуха, выдыхаемого при каждом покойном выд хе, и зная содержание в нём углекислого газа, произведите расчёт, какое по объёму количество углекислого газа вы выдыхаете за час, за сутки.
     
      § 33. Регуляция дыхания.
     
      Дыхательный центр. В нижней части головного мозга, в продолговатом мозгу, находится дыхательный центр — участок центральной нервной системы, при разрушении которого дыхание тотчас прекращается.
      От этого центра по нервным волокнам через спинной мозг идут импульсы к дыхательным мышцам. При этом в строго определённом порядке возбуждаются то вдыхательные, то выдыхательные мышцы.
      Рефлекторная саморегуляция дыхательных движений. К лёгким подходят ветви уже знакомого нам блуждающего нерва, которые состоят из центростремительных нервных волокон (рис.77). Окончания одних центростремительных волокон возбуждаются при растяжении лёгочной ткани (иными словами, при вдохе). Возникающие импульсы направляются в дыхательный центр, вызывая рефлекторное расслабление вдыхательных мышц. В результате грудная клетка уменьшается в объёме и происходит выдох.
      Другие центростремительные волокна блуждающего нерва возбуждаются при выдохе и через дыхательный центр вызывают рефлекторное сокращение вдыхательных мышц.
      Таким образом происходит рефлекторная саморегуляция дыхательных движений: вдох вызывает выдох, а выдох вызывает вдох.
      Рефлекторные изменения дыхательных движений. Характер дыхательных движений может изменяться в ответ на раздражение кожи и других участков тела. Так, временная задержку дыхания, наступающая при внезапном погружении в холодную воду, связана с раздражением окончаний центростремительных нервов в коже.
      Большое значение имеет рефлекторное усиление или ослабление дыхательных движений под влиянием раздражения нервных окончаний, расположенных в стенках кровеносных сосудов, и особенно в месте разветвления сонной артерии на наружную и внутреннюю (рис.77). Одни нервные окончания возбуждаются при растяжении сосуда (т. е. при повышении кровяного давления), что вызывает рефлекторную задержку дыхания. Другие, чувствительные к химическим раздражителям, возбуждаются при повышении содержания в крови углекислоты. В этом случае наступает рефлекторное усиление и учащение дыхания.
      Защитные рефлексы. Раздражение слизистой оболочки дыхательных путей вызывает рефлекторные реакции, которые носят защитный характер. Так, поднесение к носу ватки, смоченной нашатырным спиртом, раздражает окончания обонятельного нерва, что вызывает рефлекторную остановку дыхания; при этом голосовая щель закрывается (рис.68, 4) и вредные вещества не могут проникнуть в органы дыхания. Более слабое раздражение слизистой оболочки носа вызывает чихание. Попадание раздражающих веществ на слизистую оболочку гортани, трахеи или бронхов вызывает рефлекторный кашель.
      Как при чихании, так и при кашле голосовая щель после предварительного глубокого вдоха закрывается и выдыхательные мышцы сокращаются, что ведёт к сжатию находящегося внутри лёгких воздуха, после этого голосовая щель сразу широко раскрывается и сжатый воздух с силой устремляется наружу. При чихании он проходит через нос, а при кашле через рот.
      Чихание и кашель способствуют освобождению дыхательных путей от проникших в них раздражающих веществ.
      Роль коры больших полушарий. Дыхательные движения могут происходить и без участия коры больших полушарий. Тем не менее она всегда влияет на дыхание, посылая импульсы к дыхательному центру. Об этом свидетельствует возможность произвольно изменять частоту и силу дыхательных движений, например во время разговора.
      С влиянием коры связаны и те изменения дыхания, которые характерны для смеха или плача. При смехе голосовая щель во время выдоха попеременно открывается и закрывается; при плаче (всхлипываниях) такое же открывание и закрывание голосовой щели происходит во время вдоха.
      Влияние углекислоты на дыхательный центр. Возбудимость дыхательного центра, а следовательно, частота и глубина дыхательных движений, зависит от действия на него находящихся в крови химических раздражителей и в особенности углекислоты, что легко обнаружить в опыте с перекрёстным кровообращением.
      У двух собак перерезаются на одной стороне шеи сонные артерии, несущие кровь к голове, и яремные вены, приносящие кровь от головы к сердцу. При помощи трубок перерезанные концы артерий соединяются так, что кровь первой собаки поступает в сонную артерию второй, и наоборот (рис.78). При зажатии сонной артерии и яремной вены на другой стороне шеи мозг каждой собаки начинает получать не свою, а чужую кровь. Если теперь у одной из собак зажать трахею и тем самым прекратить вентиляцию воздуха в лёгких, то учащённые и углублённые дыхательные движения появляются не у этой собаки, а у второй.
      Это объясняется тем, что возбудимость дыхательного центра в сильной степени зависит от состава протекающей через него крови.
      При усиленной работе или при задушении в крови накопляется углекислота, которая возбуждает дыхательный центр, и в результате дыхательные движения совершаются чаще и глубже. Наоборот, при пониженном содержании углекислоты в крови возбудимость дыхательного центра уменьшается, и дыхание становится реже и слабее. Таким образом, существенную роль в регуляции дыхательных движений играет содержание углекислоты в крови.
      Вопросы.
      1. Почему пловцы, перед тем как нырнуть, делают несколько глубоких вдохов? Какое это может иметь значение?
      2. Объясните, почему у новорождённого первые дыхательные движения появляются только после того, как перерезана пуповина.
      Задание. Положив на стол часы с секундной стрелкой, сделайте глубокий вдох и задержите дыхание. На сколько секунд вам удалось задержать дыхание? Каковы были первые дыхательные движения тотчас по окончании задержки дыхания (глубокие или поверхностные)? Произведите несколько частых и глубоких дыханий и проследите, не прекращаются ли после этого на некоторое время дыхательные движения.
      Результаты наблюдений с подробным объяснением запишите в тетрадь.
     
      § 34. Гигиена дыхания.
     
      Значение правильного дыхания. Правильное дыхание способствует укреплению здоровья и повышению работоспособности. Одним из основных условий правильного дыхания является забота о развитий грудной клетки, что достигается сохранением правильной осанки при стоянии, ходьбе и сидении, ежедневным проведением утренней гимнастики, физическими упражнениями и спортом. Человек с хорошо развитой грудной клеткой, как правило, дышит равномерно, ритмически. Если учащённое, неравномерное дыхание мешает продуктивной умственной работе, то спокойное, нормальное дыхание, наоборот, способствует сосредоточенной работе.
      Соблюдение нормального ритма дыхания возможно только при дыхании через нос. Этим, однако, не ограничивается значение носового дыхания. При прохождении через узкие щели полости носа вдыхаемый воздух согревается и очищается от пыли и микробов.
      Влияние окружающего воздуха на организм. Наружный свежий воздух оказывает благоприятное действие на организм. Воздух же закрытых непроветриваемых помещений вреден. В нём накапливаются водяные пары, углекислый газ, дурно пахнущие вещества, образующиеся при разложении пота. К этому могут присоединяться пылевые частицы и различные газообразные вещества, которые выделяются, например, при приготовлении пищи.
      Люди, проводящие много времени в непроветренных помещениях и мало бывающие на свежем воздухе, становятся малокровными, вялыми, легко устают, страдают от головной боли.
      Передача заразных болезней через воздух. Воздух может стать источником распространения некоторых болезней. При кашле, чихании, разговоре и даже сильном выдохе из органов дыхания больного попадают в воздух маленькие капельки, в которых могут находиться микробы. Обычно такие капельки в течение более или менее продолжительного времени остаются в воздухе и легко проникают в органы дыхания окружающих. Этот способ заражения особенно часто наблюдается при гриппе, дифтерии, коклюше, кори, скарлатине и называется капельной инфекцией.
      Пыль также является разносчиком заразных болезней. При уборке помещения или чистке одежды частицы высохшей слюны, мокроты, гноя в виде мельчайших пылинок попадают в воздух и долго не оседают. Некоторые заразные болезни, как, например, туберкулёз, легко передаются с частицами заражённой пыли; такое заражение называется пылевой инфекцией.
      Пылевая и особенно капельная инфекция представляют опасность главным образом в закрытых помещениях. Наружный воздух, находясь в постоянном движении, быстро уносит и рассеивает попадающие в него микробы.
      Вентиляция жилых и рабочих помещений. Всё это требует не только частого пребывания на свежем воздухе, но и контроля за чистотой его в комнатах.
      Чем меньше воздуха в помещении, тем быстрее он портится; чем больше его, тем дольше он сохраняет свои нормальные свойства. Поэтому комнаты не должны загромождаться излишней мебелью.
      Воздух в помещениях необходимо постоянно вентилировать. Там, где бывает очень много людей (театры, клубы), или где воздух, особенно сильно загрязняется вредными газами и большим количеством пыли (некоторые фабрики и заводы), устраиваются специальные вентиляционные установки, постоянно обменивающие воздух.
      Жилые комнаты следует регулярно проветривать по утрам, после сна, и вечером, перед сном. Ещё лучше оставлять открытыми окно или фортку на всю ночь.
      Борьба с пылью. В борьбе за здоровый воздух, наряду с проветриванием помещений, необходимо устранять пыль. Входя в помещение, нужно тщательно вытирать ноги, чтобы не заносить на обуви пыль с улицы; никогда не следует заходить в комнаты в верхней одежде, чистить в комнате платье и обувь.
      Уборку помещений надо производить так, чтобы не поднимать пыли в воздух. Для этого пол подметается влажным веником или щёткой, обёрнутой во влажную тряпку; пыль с предметов сметается тоже сырой тряпкой.
      Значение общественных оздоровительных мероприятий. Борьба за здоровый воздух не должна ограничиваться только теми мероприятиями, которые каждый человек может, проводить в своём жилище. Кроме этого нужны общественные оздоровительные мероприятия.
      В Советском Союзе эти мероприятия носят широкий государственный характер. Они заключаются в озеленении городов и рабочих посёлков, создании «зелёных защитных зон» вокруг отдельных зданий, кварталов и целых городов, замощении и поливке улиц, устройстве специальных дымоуловителей на трубах промышленных предприятий и т. д.
     
      § 35. Туберкулёз и борьба с ним.
     
      Туберкулёз — заразная болезнь. Туберкулёз — одно из самых распространённых заразных заболеваний. В капиталистических странах болеет туберкулёзом главным образом трудящееся население: в рабочих кварталах Лондона, Нью-Йорка, Парижа и других промышленных городов заболеваемость туберкулёзом в 6 — 7 раз выше, чем в кварталах, занятых буржуазией. Особенно страдают от туберкулёза порабощённые народы колониальных стран. В США смертность от туберкулёза среди негров во много раз выше, чем среди белых, что связано с полурабским положением негритянского населения.
      Возбудителем туберкулёза является микроб, имеющий вид тонкой микроскопически малой палочки. Туберкулёзные палочки могут быстро размножаться в организме человека. Вне организма они хотя и не размножаются, но в условиях тепла и сырости способны сохраняться неделями и даже месяцами. Солнечный свет убивает их в течение нескольких часов, а иногда и нескольких минут. При кипячении они также гибнут.
      Формы туберкулёза. Туберкулёзные палочки, попадая в человеческий организм, могут вызывать изменения и даже разрушения в различных органах. Вокруг микробов образуются воспалительные очаги в виде небольших бугорков, или, по-латыни, туберкулов (отсюда название болезни туберкулёз, а по-русски — бугорчатка). Отдельные бугорки иногда сливаются друг с другом, и тогда образуются более крупные очаги поражения.
      При вскрытии и изучении человеческих трупов было обнаружено, что такие бугорки встречаются почти у всех взрослых людей, даже никогда не болевших туберкулёзом. Как показывают эти наблюдения, туберкулёзные палочки очень легко попадают в организм, но последний во многих случаях быстро с ними справляется, и начавшееся было заболевание прекращается, оставаясь незамеченным. Успех борьбы человеческого организма с инфекцией зависит от его общего состояния, которое, как уже отмечалось,, в значительной степени определяется нервной системой. Неправильный образ жизни, непосильный труд, переутомление, голодание и другие причины, ослабляющие организм, снижают его способность сопротивляться вредному действию микробов, и в результате развивается туберкулёз.
      Чаще всего туберкулёз поражает лёгкие. Первыми признаками болезни обычно являются быстрая утомляемость, отсутствие аппетита, похудание, небольшой кашель, потливость, некоторое повышение температуры. В тяжёлых случаях кашель становится сильным и мучительным, наступает резкое исхудание (больной «чахнет», откуда и народное название болезни — «чахотка»).
      В детском возрасте нередко встречаются туберкулёз позвоночника и суставов: При отсутствии своевременного и правильного лечения поражение позвоночника часто приводит к сильному его искривлению и образованию горба. При запущенном туберкулёзе тазобедренного или коленного суставов человек может на всю жизнь остаться хромым.
      Волчанка, обычно поражающая кожу лица, и туберкулёзные заболевания некоторых других органов также чаще начинаются в детском возрасте.
      Очень тяжёлым заболеванием является туберкулёз мозговых оболочек (туберкулёзный менингит).
      Излечимость туберкулёза. Даже тяжёлые формы туберкулёза поддаются лечению. Залогом успешного лечения является раннее обнаружение заболевания. Поэтому крайне важно при первых же признаках хронического, т. е. постоянного, недомогания обращаться к врачу. Болезнь можно запустить, если не обращать внимания на такие, казалось бы, несущественные признаки, как плохой аппетит, слабости, быстро наступающая утомляемость, небольшие повышения температуры, боли в коленном суставе или в других частях скелета.
      Для распознавания туберкулёза, особенно у детей, большое значение имеет введение в кожу небольшого количества вытяжки из туберкулёзных палочек: при наличии инфекции появляются покраснение и припухлость в участке, где введена вытяжка. При подозрении на туберкулёз больного направляют в туберкулёзный диспансер для точного определения болезни и для лечения.
      При лечении туберкулёза основная задача заключается в том, чтобы укрепить организм и тем самым помочь ему выйти победителем в борьбе с болезнью. Поэтому в первую очередь надо заботиться о соблюдении основных гигиенических правил режима. К ним относится: достаточное пребывание на свежем воздухе (особенно соединённое с физическим трудом), проветривание комнаты, продолжительный сон при открытой форточке, гимнастика, прогулки (зимой — катанье на коньках и ходьба на лыжах), правильное и регулярное питание. Туберкулёзным больным безусловно запрещается курение и потребление спиртных напитков. В Советском Союзе построено большое количество специальных санаториев, в которых больные, получая полноценный гигиенический режим, хорошо укрепляют свой организм.
      Применяют и другие способы лечения. Так, например, при туберкулёзе лёгких вдувают воздух в полость плевры. При этом соответствующая доля лёгкого спадается, что способствует заживлению туберкулёзного очага. С той же целью создания максимального покоя для поражённого органа при лечении туберкулёза костей и суставов применяют гипсовые повязки, корветы и шины.
      В последние годы нашей отечественной промышленностью освоено производство стрептомицина, который тормозит развитие и размножение туберкулёзных палочек. При лечении некоторых форм туберкулёза стрептомицин применяется с большим успехом. В частности, он оказывает благоприятное действие при туберкулёзном менингите, который ещё недавно считался неизлечимым.
      Меры предупреждения заражения туберкулёзом. Заражение туберкулёзом может произойти при непосредственном соприкосновении с источником заразы. Так, например, можно заразиться, пользуясь посудой, полотенцем, носовым платком больного или вдыхая заражённый им воздух (капельная и особенно пылевая инфекция).
      Чтобы предупредить заражение надо бороться с пылью, а также с переносчиками заразы — мухами, и поддерживать в чистоте тело, одежду, жилое и рабочее помещение. Так как главным источником заражения является мокрота, очень важно, чтобы туберкулёзный больной собирал её в специальную закрытую плевательницу, при чихании и кашле закрывал рот платком, всегда пользовался отдельной кроватью, полотенцем, посудой, не целовал и не брал на руки детей.
      Большое значение в борьбе с заражением имеет общее укрепление организма, которое достигается надлежащим физическим воспитанием и правильным режимом труда и отдыха.
      Широкое распространение в нашей стране получили предохранительные прививки, способствующие образованию активного иммунитета против туберкулёза. Дети, которым они произведены, гораздо реже заболевают туберкулёзом, а если и заболевают, то болезнь протекает очень легко и обычно заканчивается выздоровлением. Чтобы поддерживать иммунитет, прививки надо повторять каждые 2 — 3 года.
      Борьба с туберкулёзом в СССР. В нашей стране уже за первые 10 лет после Великой Октябрьской революции в крупнейших городах — Москве и Ленинграде — смертность от туберкулёза снизилась более чем в два раза. Это явилось результатом оздоровления труда и быта населения. Дальнейшее повышение жизненного уровня трудящихся, а также проведение специальных мероприятий, как, например, периодический осмотр населения с целью раннего выявления заболевания, создание широкой сети больниц, диспансеров, санаториев, организация массовых предохранительных прививок, — с каждым годом всё больше снижают смертность от туберкулёза.
      Уничтожение капиталистической эксплуатации и успешное строительство коммунизма обеспечили непрерывный рост материального и культурного уровня жизни трудящихся, сделали возможными широкие оздоровительные мероприятия, проводимые партией и правительством и тем самым создали предпосылки для ликвидации в СССР туберкулёза как массового заболевания.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Где происходят в организме окислительные процессы?
      2. Почему лёгкие находятся в растянутом положении? При каких условиях может наступить спадение лёгких?
      3. Каково строение дыхательных путей и лёгких?
      4. Почему надо дышать через нос, а не через рот?
      5. Чем отличается вдыхаемый воздух от выдыхаемого?
      6. Как происходит обмен газов между организмом и средой?
      7. Что происходит в организме при отравлении угарным газом?
      8. Каковы основные правила подачи первой помощи при этом отравлении?
      9. Как происходит вдох и выдох при покойном и глубоком дыхании?
      10. Что такое жизненная ёмкость лёгких и как её измерить?
      11. Как оказать первую помощь при остановке дыхания?
      12. Как изменяется лёгочная вентиляция при различной деятельности организма?
      13. Как регулируются дыхательные движения?
      14. Каковы основные правила гиггены дыхания?
      15. Как предохранить себя от заболевания туберкулёзом?
     
     
      V. ОРГАНЫ ПИЩЕВАРЕНИЯ.
     
      § 36. Пища и её состав.
     
      Значение, питания. Как мы уже знаем, в организме ежедневно разрушается огромное количество кровяных телец. Гибнут и другие клетки тела. Этим, однако, не ограничиваются происходящие в организме процессы разрушения. Обмен веществ и освобождение энергии, необходимой для жизнедеятельности организма, связаны с происходящим в каждой клетке непрерывным распадом части клеточного вещества.
      Все потери организма непрерывно восстанавливаются за счёт пищи, ежедневно потребляемой организмом. Из пищи организм получает вещества, необходимые ему для образования новых клеток взамен тех, которые погибли, а также для роста и возмещения потерь, связанных с жизнедеятельностью клеток. Если животное лившить пищи, оно быстро худеет и в конце концов погибает от истощения.
      Таким образом, пища является для организма строительным материалом и вместе с тем единственным источником энергии.
      Питательные вещества. Питательными веществами называются составные части пищи, необходимые для организма. К их числу прежде всего относятся те три группы сложных органических соединений, которые входят в состав живого вещества, а именно: белки, жиры и углеводы.
      Кроме того, в состав пищи входят различные минеральные вещества (хлористый натр, хлористый кальций и другие неорганические соли), вода, а также в небольшом количестве особые вещества (витамины), имеющие огромное значение для правильного обмена веществ в организме.
      Пищевые продукты. Белки, жиры и углеводы входят в состав различных пищевых продуктов. Некоторые продукты состоят почти исключительно из какого-нибудь одного питательного вещества. Так, например, сахар представляет собой чистый углевод, а подсолнечное масло — жир q ничтожной примесью других веществ. Однако подавляющее большинство продуктов содержит в том или ином количестве разные питательные вещества.
      Для сознательного и правильного отношения к вопросам питания необходимо иметь представление о содержании белков, жиров и углеводов в различных пищевых продуктах. Последние, несмотря на крайнее разнообразие их состава, могут быть объединены в несколько основных групп*.
      * Состав отдельных продуктов дан в приложениях в конце книги.
      1. Мясные и рыбные продукты. Мясо и рыба являются одним из основных источников белков: обычно они содержат 15 — 20% белков. Особенно много белков содержит икра (от 20 до 30%). Количество углеводов ничтожно (обычно не превышает 0,5%). Содержание жиров может быть различным: тощая говядина до 3 — 5%, а очень жирная до 25% и даже больше.
      К нежирным продуктам этой группы относятся телятина, куриное мясо, карп, карась, судак, щука и др., к жирным — свинина, баранина, сельдь, налим, сёмга, белуга, большинство сортов колбас.
      2. Яйца. Яйца богаты белками (14%) и жирами (11%); количество углеводов ничтожно. Наиболее полезной частью яйца является желток, содержащий до 30% жиров и ряд других, необходимых для организма веществ.
      3. Молоко и молочные продукты. Молоко содержит очень много воды. На долю питательных веществ приходится по 3,5 % белков и жиров, 5% углеводов.
      При стоянии молока жиры всплывают наверх, образуя слой сливок. Снятое молоко почти не содержит жира. При длительном стоянии, а также при некоторых других условиях (например, при подкислении) молоко створаживается, образуя объёмистый осадок белка казеина. Путём створаживания приготовляются молочные продукты, очень богатые белком (творог, сыр). Содержание в них жира зависит от способа приготовления: из снятого молока получаются продукты, почти не содержащие жира, а из сливок — жирные.
      4. Жиры животные и растительные. Эта группа продуктов почти, а часто и совсем, не содержит углеводов п белков. Многие жиры получаются путём специальной обработки животных или растительных продуктов (сбивание масла из сливок или сметаны, выжимание растительного масла из семян; приготовление маргарина).
      5. Овощи, фрукты, ягоды, грибы. Подобно молоку, эти продукты содержат очень много воды. Количество, углеводов колеблется от 20% (в картофеле) до 1 — 2% (салат, огурцы). Белков редко бывает больше 1 — 2%. Содержание жиров незначительно.
      6. Крупа и мука. Крупа и мука содержат очень мало воды. В нашей обычной пище они являются основным источником углеводов, так как содержат 50 — 70% крахмала. Наряду с мясом и рыбой эти продукты доставляют много белков (их количество составляет в среднем около 10%). Содержание жиров очень невелико.
      Во время приготовления пищи к этим продуктам прибавляется большое количество воды: хлеб весит на 30 — 50% больше, чем употреблённая на него мука; чтобы сварить кашу, надо взять воды в 3 — 5, а то и в 10 раз больше, чем крупы.
      7. Зёрна бобовых растений. Семена гороха, бобов, фасоли, сои и чечевицы особенно богаты белками (20 — 30%); в них много также углеводов. Соя, являющаяся в некоторых местностях одним из основных продуктов питания, содержит много жиров.
      8. Орехи. Различные сорта орехов имеют далеко не одинаковый состав. Однако все они богаты жирами, количество которых может превышать 60%. Кроме того, в орехах много белков (примерно 15%). Содержание углеводов очень невелико.
      Семена подсолнечника по своему составу приближаются к орехам: они содержат 40 — 50% жиров.
      9. Сахаристые вещества. Сахар представляет собой чистый углевод. Мёд, ягодное и фруктовое варенье, леденцы, карамель и многие другие сорта конфет также содержат почти одни углеводы, если не считать воды и совсем незначительного количества белка и других веществ.
      Сюда же можно отнести крахмал, получаемый путём обработки картофеля или муки; как и сахар, он является чистым углеводом.
      10. Шоколад, какао. Эти продукты, наряду с большим количеством углеводов (50 — 70%), содержат много жиров (до 20%) и около 5% белков.
      Задание. Запишите в тетрадь по три продукта, являющихся основными источниками белков, жиров и углеводов в вашем обычном питании. Какие из записанных вами продуктов оказались одновременно источником двух групп питательных веществ? Каких именно?
     
      § 37. Пищеварение.
     
      Значение пищеварения. Существуют животные, которые получают из окружающей среды готовые питательные вещества, не требующие предварительной обработки. К таким животным относятся глисты и некоторые другие паразиты. Живя в кишечнике или в каком-нибудь другом органе «хозяина», они получают уже готовые, переваленные питательные вещества.
      Подавляющее большинство животных получает в качестве пищи такие вещества, которые не могут проникнуть через оболочки клеток, а следовательно, не могут быть усвоены организмом. Для усвоения этих веществ необходима их предварительная переработка. В процессе этой переработки происходит механическое и химическое изменение пищи.
      Механическое изменение сводится к измельчению пищи при помощи зубов, а также к её увлажнению. В измельчённом и растворённом виде пища легче подвергается химическим изменениям, которые заключаются в расщеплении сложных частиц белков, жиров и углеводов. Это расщепление, или переваривание, происходящее при участии пищеварительных ферментов, приводит к образованию менее сложных веществ, которые свободно проникают через стенку кишки.
      Расщепление углеводов. Каждая молекула крахмала расщепляется в процессе пищеварения на несколько молекул простого углевода — виноградного сахара, или глюкозы. Молекула тростникового или свекловичного сахара, постоянно употребляемого в пищу, расщепляется на две частицы простых углеводов — глюкозы и фруктового Сахара. Молочный сахар, который входит в состав молока, также расщепляется на две частицы простых углеводов.
      Расщепление белков. Расщепление белков происходит не сразу. Начальные продукты этого процесса представляют собой ещё очень сложные вещества, дальнейшее расщепление которых приводит к образованию более простых соединений — аминокислот.
      В настоящее время известно более 20 различных аминокислот, входящих в состав белков. В белках различных животных и растений, а также в белках разных органов и тканей тела содержание отдельных аминокислот неодинаково.
      Расщепление жиров. Каждая молекула жира расщепляется на одну молекулу всем известного глицерина и тримолекулы жирных кислот.
      Вступая в соединение с щелочами, жирные кислоты образуют соли, называемые мылами. У потребляемое в хозяйстве мыло представляет собой натриевую соль жирных кислот и получается при действии едкого натра на жирные кислоты.
      Внутриклеточное переваривание. У одноклеточных животных пищеварение происходит внутри клеток. Наблюдая под микроскопом за движениями амёбы, можно заметить появление то в том, то в другом месте её тела выступов — ложноножек. Если тело животного соприкасается с какой-нибудь плотной частицей, ложноножки охватывают, как бы обтекают её со всех сторон, и в скором времени она оказывается внутри амёбы. В протоплазме вокруг частицы образуется маленькая полость, которая называется пищеварительной вакуолей. Переваривание питательных веществ, содержащихся в захваченной частице, происходит под влиянием пищеварительных ферментов, которые проникают в вакуоль из протоплазмы. Непереваренные остатки выбрасывается наружу в тот момент, когда вакуоль, благодаря движениям амёбы, оказывается у самой поверхности тела.
      Внеклеточное переваривание. На крупных кишечнополостных животных (актиниях) был проделан следующий опыт. В пищеварительную полость вводились кусочки кровяного белка — фибрина, завёрнутые в фильтровальную бумагу. Через некоторое время фибрин был вынут для исследования. Оказалось, что он почти целиком растворился. Этот опыт показывает, что у кишечнополостных животных переваривание может происходить не в клетках, а в самой пищеварительной полости, где частицы пищи прилипают к слизи, которая выделяется особыми железистыми клетками. Эта, слизь Содержит ферменты, благодаря которым и происходит переваривание пищи. Мелкие, наполовину переваренные частицы могут захватываться другими клетками, внутри которых, как и в теле амёбы, образуются пищеварительные вакуоли.
      Таким образом, у кишечнополостных наблюдается и внутриклеточное и внеклеточное пищеварение. У многих других беспозвоночных пищеварение также может происходить одновременно и в полости кишечника и внутри клеток. Однако чем выше организация животного, тем большее значение приобретает внеклеточное пищеварение.
      У позвоночных животных переваривание пищи полностью происходит вне клеток, в полости кишечного канала, куда из многочисленных пищеварительных желез выделяются соки, содержащие все необходимые ферменты.
      Фагоциты. В результате многовекового развития животных переваривание пищи внутри клеток потеряло свое первоначальное значение и стало происходить вне их — внутри пищеварительного канала. Но полностью внутриклеточное переваривание не исчезло. Оно сохранилось, приобретя иное, не менее важное для организма значение.
      Как доказал великий русский учёный Мечников, удаление из организма микробов и разрушающихся клеток тела осуществляется фагоцитами путём внутриклеточного переваривания. Фагоциты однако, не заменяет процессов пищеварения. Фагоциты, как и все другие клетки тела, нуждаются в готовых, уже переваренных питательных веществах.
     
      § 38. Полость рта.
     
      Строение зуба. Началом пищеварительного канала является полость рта. Здесь пища смачивается слюной и подвергается размельчению при помощи зубов. Зубы состоят из плотной ткани, называемой дентином и представляющей собой разновидность костной ткани. Они расположены в особых углублениях верхней в нижней челюстей. Часть зуба, спрятанная в углублении челюсти, называется корнем, а часть, выступающая наружу, — коронкой (рис.79). Внутри зуба находится полость, заполненная тканью, богатой сосудами и нервами, которые входят по тонким каналам, пронизывающим корни зуба. Поверхность коронки покрыта слоем чрезвычайно прочной зубной эмали. Благодаря такому строению зубы обладают большой прочностью.
      Рис. 79. Строение зуба:
      1 — зубная эмаль; 2 — дентин; 3 — каналы, по которым сосуды в нервы входят в полость зуба (4); 5 — коронка; 6 — корень.
      Рис. 80. Зубы человека:
      1 и 2 — резцы; 3 — клык; 4 и 3 — малые коренные зубы; 6, 7 и 8 — большие коренные зубы (последний из них — зуб мудрости); 9 — ветви нервов, входящие в корни зубов.
      Количество и форма зубов. У человека имеются 32 зуба, по 16 в верхней и в нижней челюстях (рис.80). В каждой челюсти передние 4 зуба называются резцами;. за ними на каждой стороне челюсти имеется по одному клыку, по два малых коренных и по три больших коренных зуба.
      Разжевывание и растирание пищи происходит при помощи коренных зубов. Клыками откусываются и разрываются крупные куски. При помощи резцов пища главным образом откусывается.
      Молочные зубы. Сначала у ребёнка появляются временные — молочные зубы. К 2 — годам их число достигает двадцати: восемь резцов, четыре клыка и восемь малых коренных (рис.81).
      Пер вые постоянные большие коренные зубы обычно прорезываются к 6 — 8 годам. В этом же возрасте начинается смена зубов: молочные зубы постепенно выпадают, заменяясь постоянными. К 12 — 14 годам смена зубов заканчивается и одновременно вырастают вторые большие коренные зубы. Самые задние коренные зубы (по одному с каждой стороны) появляются обычно не раньше 18-летнего возраста, а нередко даже к 25 — 30 годам, и называются зубами мудрости.
      Уход за зубами. В зубной эмали, несмотря на её большую прочность, могут появиться небольшие трещинки. Причиной подобных изъянов обычно бывает раскусывание зубами твёрдых предметов, например орехов, или быстрое чередование горячей и холодной пищи (например, мороженое после чая). У детей и подростков слой эмали тоньше, чем у взрослых, а потому зубы легче повреждаются. Особенной хрупкостью отличаются молочные зубы.
      Повреждение эмали обычно влечёт за собой постепенное разрушение зуба. Гниющий зуб всегда может явиться причиной заболевания соседних зубов, в связи с чем особое значение приобретает обязательный показ полости рта врачу два раза в год с целью пломбирования или удаления повреждённых зубов.
      Причиной разрушения зуба нередко бывает гниение застрявших между зубами частиц пищи. Для их удаления необходимо ежедневно перед отходом ко сну чистить зубы зубным порошком, водя щётку сначала по их наружной поверхности сверху вниз и снизу вверх, а затем по внутренней поверхности. С той же целью после каждой еды следует полоскать рот питьевой водой.
      Рис. 82. Слюнные железы:
      1 — околоушная железа; 2 — проток околоушной железы; 3 — подъязычная железа; 4 — проток подъязычной железы; 5 — подчелюстная железа; 6 — проток подчелюстной железы.
      Слюнные железы. Полость рта всегда бывает влажной. Это объясняется наличием в её стенках большого количества маленьких желез, отделяющих слизь, а также выделением слюны из трёх пар крупных слюнных желез: околоушной, подчелюстной и подъязычной (рис.82). Эти железы по своему строению похожи на грозди винограда. Они состоят из большого количества маленьких желёзок в виде шариков или мешочков. Протоки этих желёзок, соединяясь друг с другом, образуют общий выводной проток, по которому и выделяется слюна.
      В сутки человек выделяет 600 — 700 куб. см слюны. Слюна смачивает сухую пищу и смывает со слизистой оболочки рта вредные или ненужные вещества.
      У человека в состав слюны входит фермент птиалин, способствующий превращению крахмала в солодовый сахар. Другой фермент, встречающийся в слюне, продолжает начатое разложение и npfe-вращает солодовый сахар в виноградный. Таким образом, слюна принимает участие в переваривании содержащихся в пище углеводов.
      Глотание. Пережёванная и смоченная слюной пища при помощи движений языка проталкивается в глотку. При этом мягкое нёбо поднимается, закрывая входов носоглотку; гортань подтягивается кверху и прикрывается надгортанником, который отгибается назад. Это предохраняет носоглотку и гортань от попадания в них пиши.
      Давлением языка пищевой комок проталкивается в пищевод — мышечную трубку, покрытую изнутри слизистой оболочкой (рис.83).
      В верхней части пищевода мышцы имеют поперечнополосатое строение. Вся остальная его часть содержит гладкие мышечные волокна, сокращение которых вызывает кольцеобразное сужение трубки. Сокращение захватывает сначала верхнюю часть, а затем, продвигаясь по пищеводу, доходит до желудка. Благодаря этим червеобразным сокращениям пища направляется в желудок.
      Задание. Зарисуйте схему строения зуба.
      Рис. 83. Акт глотания. Слева схема пути прохождения воздуха придыхании и пищевого комка при глотании; справа — момент проглатывания пищевого комка: 1 — пищевой комок; 2 — язык; 3 — гортань; 4 — надгортанник; 5 — мягкое нёбо.
     
      § 39. Желудок.
     
      Строение желудка. Желудок — самая широкая часть пищеварительной трубки. Как и в других её частях, в стенке желудка имеются толстый мышечный слой и внутренняя слизистая оболочка. Вход в желудок и выход из него обычно закрыты благодаря сокращению кольцевых мышц, расположенных у места перехода пищевода в желудок и у начала кишок. В момент прохождения пищевого комка мышцы расслабляются.
      В слизистой оболочке находится около 5 млн. маленьких желез, имеющих вид разветвлённых трубочек (рис.84). Эти железы выделяют за сутки около 2 л желудочного сока, при помощи которого перевариваются пищевые белки.
      Желудочный сок. Желудочный сок содержит фермент пепсин и соляную кислоту. Под влиянием пепсина начинается переваривание белков пищи. Для действия фермента необходимо присутствие кислоты. Кроме того, кислота играет защитную роль, губительно действуя на большинство микробов, попадающих с пищей в желудок.
      Рис. 84. Желудочные железы.
      Внизу видна часть мышечного слоя стенки желудка.
      Смоченная слюной пища, попав в желудок, обычно не перемешивается и в течение длительного времени лежит, спокойно, сдавленная сократившимися стенками желудка. Кислый сок, выделяясь из многочисленных желудочных желез, лишь постепенно и притом очень медленно проникает в глубь пищевой массы. Поэтому переваривание белков сначала происходит только в местах соприкосновения пищи со стенкой желудка.
      В желудке перевариваются и углеводы под влиянием ферментов слюны, попавшей вместе с пищей. Однако в присутствий соляной кислоты ферменты слюны перестают действовать. Поэтому расщепление углеводов происходит только в тех участках пищевой массы, которые ещё не пропитались кислым желудочным соком.
      Поступление пищи в кишки. По мере переваривания пища поступает в нижнюю, выходную часть желудка.
      Здесь его стенки волнообразно сокращаются. Пищевая масса перемешивается и небольшими порциями поступает в кишку.
     
      § 40. Кишечник.
     
      Кишки. Из желудка пища попадает в кишки и проходит длинный путь сначала по тонким, а затем по толстым кишкам (рис.85). Медленно продвигаясь, пища постепенно переваривается. Продукты переваривания всасываются из кишечника в кровь.
      У человека кишечник длиннее, чем у плотоядных животных, но значительно короче, чем у травоядных: у собаки он в 4,5 раза длиннее тела, у овцы — в 24, а у человека — в 9 раз. Это связано с характером пищи. По сравнению с мясной растительная пища содержит меньше питательных веществ; к тому же клетчатка, составляющая оболочку растительных клеток, очень медленно переваривается. Поэтому растительная пища потребляется в большем количестве и дольше задерживается в кишечнике.
      Двенадцатиперстная кишка. Начальный отрезок тонких кишок называется двенадцатиперстной кишкой. В неё впадают протоки из поджелудочной железы и печени. Оба эти органа, так же как и слюнные железы, тесно связаны с пищеварительной трубкой не только тем, что принимают участие в процессе пищеварения, но и по своему развитию: их зачатки появляются у зародыша в виде боковых выростов пищеварительной трубки.
      Поджелудочная железа. Поджелудочная железа является такой же сложной разветвлённой железой, как и слюнные. Сок поджелудочной железы содержит ферменты, действующие, на все три главные составные части пищи: белки, жиры и углеводы.
      Под влиянием сока поджелудочной железы расщепление белков идёт гораздо глубже, чем в желудке: они распадаются на отдельные аминокислоты. Другой фермент сока поджелудочной железы, подобно птиалину, превращает крахмал в сахар. Жировой фермент расщепляет жиры на глицерин и жирные кислоты.
      Печень. Печень расположена в верхней правой части брюшной полости под грудобрюшной преградой. Это очень большой орган, вес которого у взрослого человека составляет примерно один килограмм.
      Как и ко всем органам, к печени подходит артерия, доставляющая кровь, богатую кислородом. Кроме того, к печени подходит вена, в которой находится йровь, оттекающая от желудка, кишечника, поджелудочной железы и селезёнки (цветная таблица II). В печени, многократно разветвляясь, эта вена снова образует капилляры. Следовательно, кровь, протекающая через кишечник, дважды проходит по капиллярам. Эта особенность связана с той большой ролью, которую играет печень в обмене веществ и, в частности, в дальнейшей судьбе переваренных и всосавшихся питательных веществ.
      Одной из функций печени является выработка жёлчи, которая по жёлчному протоку попадает в двенадцатиперстную кишку. Хотя жёлчь и не содержит пищеварительных ферментов, она облегчает действие других ферментов и тем самым способствует перевариванию питательных веществ. Жёлчь вырабатывается в печени постоянно, а попадает в кишечник лишь во время поступления пищевой кашицы из желудка в двенадцатиперстную кишку. В остальное время жёлчь скопляется в жёлчном пузыре.
      Рис. 85. Схема органов пищеварения:
      1 — пищевод; 2 — желудок; 3 — печень; 4 — жёлчный пузырь; 5 — двенадцатиперстная кишка; 6 — жёлчный проток; 7 — поджелудочная железа; 8 — проток поджелудочной желёзы; 9 — тонкие кишки; 10 — слепая кишка; 11 — червеобразный отросток (аппендикс); 12 — толстые кишки; 13 — прямая кишка.
      Тонкие кишки. Тонкие кишки — самая длинная часть пищеварительного тракта. В их слизистой оболочке имеется огромное количество маленьких кишечных желез, выделяющих в сутки около двух литров пищеварительного сока. В нём содержатся ферменты, которые действуют на белки, жиры и углеводы, заканчивая их переваривание.
      Кишечная перистальтика. Если вскрыть брюшную полость захлороформированного животного, нетрудно заметить медленные червеобразные движения тонких кишок, лежащих в виде петель. Эти движения происходят вследствие периодического медленного сокращения и расслабления гладких мышц, находящихся в стенке кишок. Каждое сокращение захватывает не всю кишку сразу, а лишь небольшой её участок; постепенно оно передвигается вдоль кишки. Такие волнообразные, или червеобразные, движения кишечной стенки, обычно следующие одно за другим, носят название перистальтики, или перистальтических движений. Перистальтику можно наблюдать также и на вырезанном из тела кусочке кишки, если его поместить в физиологический раствор.
      Благодаря перистальтике пищевая кашица всё время перемешивается и медленно продвигается по кишкам.
      Кишечные ворсинки. Проникновение веществ из внешней среды через кожные покровы или через слизистую оболочку пищеварительного тракта в кровь и лимфу называется всасыванием.
      Всасывание продуктов переваривания происходит главным образом в тонких кишках.
      Если кусочек слизистой оболочки тонких кишок положить в воду и рассматривать в лупу, то можно заметить множество складок, густо покрытых сосочками, напоминающими ворс бархата. Эти сосочки называются ворсинками (рис.86). Благодаря складкам и особенно ворсинкам поверхность кишок значительно увеличивается, что ускоряет всасывание питательных веществ.
      Внутри каждой ворсинки имеется сеть мельчайших кровеносных сосудов и начинается лимфатический сосуд, впадающий по выходе из ворсинки в лимфатические сосуды кишечной стенки.
      Всасывание — физиологический процесс. В прежние времена полагали, что всасывание заключается в простом просачивании продуктов переваривания через стенку ворсинки. Однако детальное изучение этого процесса показало, что через неё проходят далеко не все вещества. Независимо от величины давления жидкости и концентрации веществ по обе стороны стенки, вещества могут проходить только в одном направлении — из полости кишки внутрь ворсинки. Всё это говорит о том, что всасывание представляет собой физиологический процесс, который нельзя объяснить законами фильтрации и осмоса. Оно является результатом активной работы клеток, составляющих поверхностный слой ворсинки.
      Барьерная роль печени. Всосавшиеся в кровь продукты переваривания прежде всего попадают в печень, так как кровь течёт от кишечника сначала в печень, а потом уже к сердцу. Такой путь движения крови имеет огромное значение.
      При еде из нелужёной медной посуды невидимые частицы меди попадают в пищеварительный тракт и, превращаясь под влиянием кислоты желудочного сока в растворимые соли, могут проникнуть в кровь. Проникнуть в кровь могут также соединения свинца, цинка, мышьяка и ряда других веществ, вредных для здоровья, которые присутствуют в пыли на некоторых производствах. Количество таких веществ, постоянно находящихся в окружающей нас среде, чрезвычайно велико.
      Печень либо обезвреживает ядовитые вещества, принесённые кровью из кишечника, либо переводит их в нерастворимое состояние, а затем выделяет с жёлчью. Попадая снова, но уже в нерастворимом состоянии, в кишечный канал, они удаляются оттуда вместе с испражнениями. Таким образом, печень является одним из барьеров между внешней и внутренней средой организма.
      Толстые кишки. Не всосавшаяся в тонких кишках пищевая кашица поступает в толстые кишки; здесь заканчивается всасывание, причём главным образом всасывается вода.
      Конечный участок толстой кишки, через который её содержимое удаляется наружу, называется прямой кишкой.
      Слепая кишка. Начальный отрезок толстой кишки называется слепой кишкой (рис.87).
      У некоторых травоядных животных слепая кишка достигает огромных размеров — у лошади её ёмкость доходит до 30 литров. Столь большая её величина связана с происходящим в ней расщеплением растительной клетчатки с помощью брожения, вызываемого микробами.
      У человека, по сравнению с животными, особенно травоядными, слепая кишка развита очень слабо.
      Червеобразный отросток. От слепой кишки отходит тонкий червеобразный отросток (рис.87).
      В пожилом возрасте его выходное отверстие нередко совсем зарастает. Для жизнедеятельности человеческого организма этот отросток, повидимому, почти не имеет значения. Зато очень часто он приносит большой вред. В нём застаивается и загнивает пища или поселяются глисты, что может вызвать воспаление червеобразного отростка, или аппендицит. В таких случаях нередко приходится производить операцию, полностью удаляя отросток.
     
      § 41. И. П. Павлов и его работы по физиологии пищеварения.
     
      Роль И. П. Павлова в развитии физиологии пищеварения. Изучение процесса пищеварения почти целиком связано с развитием нашей отечественной науки.. Можно смело сказать, что русские учёные, и в первую очередь И. П. Павлов, произвели настоящий переворот в учении о пищеварении, которое недаром называют за границей «русским отделом физиологии».
      Биография И. П. Павлова. Иван Петрович Павлов родился в 1849 году в семье священника. Закончив духовную семинарию, Павлов, е под влиянием передовых идей того времени, решил получить естественно-научное образование. Он поступил на естественный факультет Петербургского университета и уже со второго курса стал вести научные исследования. Его студенческая работа, посвящённая изучению иннервации поджелудочной железы, была удостоена золотой медали.
      По окончании университета Павлов поступил в Медико-хирургическую академию, которую и окончил в 1879 году.
      Крупнейшие врачи того времени понимали, что успешно лечить больных можно лишь при условии серьёзного научного изучения физиологии. Знаменитый врач, профессор Медико-хирургической академии С. П. Боткин решил организовать специальную лабораторию для изучения на животных физиологии кровообращения и пищеварения. Для работы в этой лаборатория Боткин пригласил молодого и скромного учёного — И. П. Павлова, который, однако, уже успел проявить себя настойчивым и страстным исследователем.
      С энтузиазмом приступил Павлов к исследованиям. Всё помещение лаборатории состояло из одной комнаты. Но это не помешало Павлову широко развернуть творческую работу. Здесь он произвёл свои замечательные работы по изучению иннервации сердца. Здесь же он начал блестящие эксперименты, позволившие по-новому подойти к изучению работы органов пищеварения.
      Когда через несколько лет Павлов поехал за границу к крупнейшим физиологам того времени, то оказалось, что учиться ему у иностранцев нечему, что он сам может их многому научить. И действительно, в скором времени иностранные учёные стали приезжать к нам в Россию, чтобы поучиться у Павлова.
      У Павлова никогда не было недостатка в учениках. В его маленькую лабораторию приходили врачи, интересовавшиеся физиологией. И для каждого из них находилась работа. Дружная рабочая атмосфера царила в лаборатории. Павлов всех заражал своим энтузиазмом, своей преданностью науке. Многие из его учеников впоследствии стали крупными физиологами или врачами.
      В 1891 году был организован Институт экспериментальной медицины. С этого года и до конца своей жизни Павлов заведовал физиологическим отделом этого института. Здесь он продолжал изучать физиологию пищеварительного тракта, исследуя особенности работы каждой железы. При помощи разнообразных и подчас очень сложных и остроумных опытов Павлов подробно изучил, как регулируется работа органов пищеварения, как они приспосабливаются к меняющимся потребностям организма и к различному составу пищи.
      Через несколько лет Павлов был избран профессором, заведующим кафедрой физиологии Медико-хирургической академии. Позднее, в 1906 году, его избрали действительным членом Академии наук.
      Имя Павлова было широко известно за границей, и в 1904 году за выдающиеся работы по, физиологии пищеварительного тракта ему была присуждена международная премия.
      Однако к этому времени Павлов уже меньше интересовался вопросами пищеварения. Изучая на собаках работу слюнных желез, он установил, что вид или запах продукта вызывает отделение слюны, сходное по своему характеру с тем, которое наблюдается при кормлении этим продуктом. Мало того, отделение слюны появляется у собаки при звуках шагов или голоса служителя, обычно приносящего животному корм.
      Обратив внимание на эти факты, Павлов сделал попытку использовать их для изучения высшего отдела головного, мозга — коры больших полушарий. Эта попытка увенчалась полным успехом. Более 35 лет изучал Павлов высшую нервную деятельность, пользуясь в качестве показателя этой деятельности работой слюнных желез. В результате трудами Павлова и его многочисленных учеников был создан совершенно новый отдел физиологии — учение об условных рефлексах.
      Царское правительство мало заботилось о великом учёном. Ограниченные средства не давали Павлову возможности широко развернуть работу. А в годы империалистической войны жизнь павловских лабораторий почти совсем замерла.
      Только после Великой Октябрьской революции были созданы благоприятные условия для научной деятельности Павлова и его учеников. Во время гражданской войны, несмотря на крайне тяжёлые условия жизни, Советское правительство приняло специальные меры для улучшения жизни и условий работы Павлова. Собаки его лабораторий, по распоряжению В. И. Лёнина, бесперебойно получали питание. Так были спасены животные, на которых Павлов годами проводил свои опыты по изучению условных рефлексов.
      Павлов понял и оценил значение великого строительства новой жизни в нашей стране. С ещё большей энергией отдался он любимому делу, стараясь научной работой принести максимальную пользу своему народу и всему человечеству.
      «Что ни делаю, — сказал однажды Павлов, — постоянно думаю, что служу этим, сколько позволяют мне мои силы, прежде всего моему отечеству».
      В 1935 году в нашей стране состоялся международный конгресс физиологов, на который съехались крупнейшие учёные всех стран мира. Конгресс единогласно приветствовал Павлова как «первого физиолога мира».
      Умер Павлов в 1936 году.
      Незадолго до смерти великий советский учёный, горячий патриот своей родины, в связи с X съездом Ленинского комсомола, написал советской молодёжи открытое письмо, в котором нашли отражение основные черты, характерные для И. П Павлова, как учёного и человека. Полный текст этого замечательного документа приведён на первой странице учебника.
     
      Новый способ изучения пищеварения. Ещё в 1842 году русский учёный Басов произвёл на собаке операцию, в результате которой можно было в любое время исследовать содержимое желудка. Операция заключалась в следующем: у животного вскрывалась брюшная полость; в стенке желудка делалось отверстие, в которое вставлялась металлическая трубка так, чтобы один её конец находился в полости желудка, а другой — снаружи. Наружный конец закрывался пробкой; рана вокруг трубки зашивалась. Собака легко переносила эту операцию.
      Таким образом, в результате операции появлялось отверстие, или фистула, через которую в любое время можно было проникнуть внутрь желудка.
      Накладывать фистулы на различные участки пищеварительного тракта пытались и другие учёные. Но только Павлов и его многочисленные ученики настолько улучшили и усовершенствовали применение фистул, что сумели глубоко и детально изучить работу органов пищеварения. Задача заключалась не только в том, чтобы научиться устраивать фистулы в любом отделе пищеварительного тракта. Надо было добиться получения чистого пищеварительного сока, не смешанного с пищей и с другими соками, и, что особенно важно, наложением фистулы не нарушить нормальной работы кишечника.
      После долгих и упорных поисков Павлову удалось получить хроническую (постоянную) фистулу поджелудочной железы. Поджелудочный сок попадает, в двенадцатиперстную кишку по двум протокам. Один из них Павлов вывел наружу и пришил к коже вместе с небольшим кусочком кишки. Теперь сок выделялся по одному протоку, как и прежде, в кишку, а по другому — наружу. Однако оперированные животные сильно страдали от язв, развивавшихся вокруг фистулы, и большей частью скоро погибали. Преодолеть затруднение помогла Павлову его исключительная наблюдательность.
      Однажды Павлов заметил, как собака вскоре после операции стала грызть штукатурку, собирать ее в кучку и ложиться на эту пористую известковую подстилку; в результате язвы у этой собаки не образовывались. Этот случай, который научил Павлова бороться с разъедающим действием поджелудочного сока, великий учёный запомнил на всю жизнь. Когда в 1935 году, по инициативе Павлова, в Ленинграде, во дворе Института экспериментальной медицины был поставлен памятник собаке, на барельефе была сделана следующая надпись: «Разломав штукатурку и сделав из неё пористую подстилку, собака подсказала экспериментатору приём, благодаря которому истекающий из искусственного отверстия поджелудочный сок не разъедает брюха».
      Применяя различные фистулы, иногда по нескольку на одной собаке, Павлов изучил работу всего пищеварительного тракта, выяснив связь и взаимодействие между различными его отделами.
      Своими работами в области пищеварения И. П. Павлов произвёл подлинный переворот в физиологии, наглядно показав, как важно изучать работу органа в естественных условиях целого организма.
      Работы И. П. Павлова и его сотрудников имеют огромное значение для понимания процессов, протекающих в человеческом организме: они определяют важнейшие правила гигиены питания, помогают разобраться в различных заболеваниях органов пищеварения и правильно избрать путь лечения.
     
      § 42. Регуляция работы пищеварительных желез.
     
      Регуляция слюноотделения. Для изучения работы слюнных желез у животных Павлов делал искусственные фистулы, выводя проток железы наружу (рис.88). Чтобы изучать отделение слюны у человека, пользуются особыми присосками, которые прикрепляют в полости рта против выхода протока слюнной железы (рис.89).
      У человека и у животных главные слюнные железы выделяют слюну рефлекторно. Попадая в полость рта, пища раздражает окончания вкусовых нервов. Возникающие в них импульсы передаются в продолговатый мозг, а оттуда по другим (центробежным) нервам доходят до железы, возбуждая её деятельность (рис.90).
      Вид, запах и даже разговор о пище, возбуждая окончания соответствующих нервов (зрительных, обонятельных или слуховых), вызывает условно-рефлекторное отделение слюны, которое
      Рис. 88. Слюнная фистула у собаки.
      осуществляется при участии коры больших полушарий. Достаточно вспомнить о вкусной пище, чтобы сейчас же «потекли слюнки». Характер слюноотделения при виде какого-нибудь продукта или при разговоре о нём таков же, как и при введении этого продукта в рот.
      Регуляция работы желудочных желез. При попадании пищи в рот, а также при виде или запахе её, наряду с отделением слюны начинает отделяться и желудочный сок.
      Применив на собаке двойную операцию Павлов доказал, что отделение желудочного сока происходит рефлекторно. Операция заключалась в следующем: во-первых, накладывалась желудочная фистула, во-вторых, перерезался пищевод, причём оба конца, образовавшиеся в результате перерезки, пришивались к коже шеи. После операции поедаемая пища попасть в желудок не могла (рис.91). Чтобы собака не погибла от голода, пищу ей вводили непосредственно в желудок через фистулу.
      Опыт показал, что спустя несколько минут после мнимого кормления, при котором пища вываливалась наружу через отверстие перерезанного пищевода, из пустого желудка начинал выделяться чистый желудочный сок. Отделение его не прекращалось в течение 1—2 часов. После перерезки подходящих к желудку веточек блуждающего нерва мнимое кормление не вызывало отделения сока. Это доказывает, что работа желудочных желез регулируется нервной системой, т. е. рефлекторно. Рефлекторное отделение желудочного сока может быть как безусловным, так и условным, т. е. происходящим при участии коры больших полушарий.
      Для собирания и исследования чистого желудочного сока, без примеси пищи, Павлов при помощи сложной операции разделил желудок на две неравные части: большой желудок и маленький, или изолированный, желудок. Из пищевода пища могла попадать только в большой желудок, переходя оттуда в кишечник. Маленький желудок представлял собой слепой мешок, имевший отверстие наружу. Вся сложность операции заключалась в том, что надо было сохранить в целости не только сосуды, но и нервы, подходящие к маленькому желудку. При таких условиях отделение сока в маленьком желудке, куда пища не попадала, происходило так же, как в большом.
      Наблюдения показали, что после нормальной еды, когда пища попадает в желудок, отделение сока продолжается не 1—2 часа, как при мнимом кормлении, а 4-6 и даже 8 часов.
      Такое длительное отделение сока регулируется гуморальным путём. Во время пищеварения некоторые вещества попадают через стенку желудка в кровь. Находясь в крови, они возбуждают желудочные железы, и в результате продолжается отделение сока.
      Советский учёный И. П. Разенков доказал на опыте, что введение собаке в кровь или под кожу некоторых веществ (мясного сока продуктов переваривания белков) вызывает отделение желудочного сока даже в том случае, если животное не получало пищи.
      Рис. 91. Схематическое изображение некоторых операций, применяемых для изучения желудочного пищеварения: 1 — фистула желудка и перерезка пищевода; 2 — маленький изолированный желудок; 3 — трубка для собирания сока из маленького желудка.
      Если собаке с изолированным желудком и фистулой большого желудка незаметно для неё ввести пищу непосредственно в желудок, можно избежать рефлекторного сокоотделения. В ответ на такое введение пищи желудочный сок начинает выделяться не сразу, а через 15 — 30 минут; на некоторые продукты он и совсем не отделяется. Так, хлеб, пролежав в желудке несколько часов, остаётся непереваренным из-за, отсутствия желудочного сока.
      Если же, после введения хлеба в желудок через фистулу, показать собаке этот продукт или дать его понюхать, начнётся обильное рефлекторное отделение сока, а через некоторое время всосавшиеся в кровь вещества вызовут длительное гуморальное возбуждение желудочных желез.
      Из опытов видно, что гуморальное отделение сока в значительной мере зависит от начального рефлекторного отделений. Следовательно, для нормального переваривания пищи необходимо участие как рефлекторной, так и гуморальной регуляции.
      У человека для изучения работы желудочных желез обычно извлекают содержимое желудка при помощи введённой через рот резиновой трубки. В отдельных случаях удавалось производить наблюдения на людях, у которых после ранения или иного повреждения образовывался свищ (фистула) желудка.
      Регуляция кишечного пищеварения. Поступление в двенадцатиперстную кишку поджелудочного сока и жёлчи также регулируется и рефлекторным, и гуморальным путём. Рефлекторная регуляция происходит как без участия коры больших полушарий (безусловные рефлексы), так и с её участием (условные рефлексы); поэтому только вид или запах пищи может вызвать отделение соков. Однако рефлекторное отделение невелико по сравнению с тем, какое наблюдается под влиянием гуморальных раздражителей.
      Павлов установил, что поступление из желудка в двенадцатиперстную кишку пищевой кашицы, пропитанной кислым желудочным соком, вызывает обильное отделение поджелудочного сока. То же самое наблюдается при искусственном введении в двенадцатиперстную кишку чистого желудочного сока или соляной кислоты.
      Кислота, соприкасаясь со слизистой оболочкой кишки, вызывает образование в кишечной стенке особого вещества — секретина. Поступая в кровь, он разносится по всему телу, попадает в поджелудочную железу и возбуждает её, вызывая усиленное сокоотделение.
      Академику К. М. Быкову удалось изучить регуляцию работы поджелудочной железы человека, производя опыты над больным, у которого в результате тяжёлого повреждения образовалась фистула протока этой железы.
      Кишечный сок, т. е. сок желез, расположенных в стенке тонких кишок, совсем не выделяется во время еды или при виде пищи. Отделение его происходит только в участках кишки, сопри касающихся в данный момент с пищевой кашицей, которая раздражает слизистую оболочку и вызывает местное сокоотделение.
      Согласованность работы органов пищеварения. Все органы пищеварительного тракта, начиная с органов полости рта и кончая толстыми кишками, работают чрезвычайно согласованно.
      Достаточно одного вида или запаха пищи, чтобы началось отделение слюны, желудочного и даже поджелудочного сока. При попадании пищи в рот сокоотделение значительно усиливается. Состав и количество соков, выделяемых пищеварительными железами, зависит от свойств и состава съедаемой пищи.
      При введении в рот слабого раствора соляной кислоты выделяется довольно много слюны, но она очень жидкая и более щелочная, чем обычно. Обильная и жидкая слюна наблюдается также при еде сухарей. При еде мягкого хлеба появляется густая слюна и притом в очень небольшом количестве. Ещё более густая слюна выделяется на варёный картофель и крутой яичный желток.
      Переваривающее действие слюны также не всегда одинаково.
      У человека при еде картофеля слюна очень богата ферментом (птиалином), при употреблении некоторых других продуктов (фруктов, конфет) она содержит мало ферментов.
      Нежирная мясная пища по сравнению с жирной вызывает в два-три раза большее отделение поджелудочного сока, богатого ферментом, расщепляющим белки. При очень жирной пище в поджелудочном соке увеличивается количество фермента, расщепляющего жиры, и уменьшается содержание других ферментов.
      Состав и количество других пищеварительных соков также в сильной степени зависит от вида пищи.
      Благодаря наличию нервной и гуморальной регуляции отделение пищеварительного сока продолжается в каждом участке кишечника до тех пор, пока в нём содержится пища.
      Опыты на животных, а также наблюдения на людях показали, что при перемене режима питания изменяется работа всего пищеварительного тракта. Так, переход с мясного режима на режим, богатый углеводами (хлеб, овощи, каша), значительно снижает отделение желудочного сока; изменяется работа и других желез.
      Не надо, однако, думать, что работа кишечного тракта всегда целесообразна. Во многих случаях количество и состав пищеварительных соков не соответствуют качеству пищи. Так, на яичный желток или молоко выделяется слюна с большим количеством птиалина. А между тем эти продукты не содержат крахмала, и вырабатываемый железой фермент оказывается в данном случае совершенно излишним. Можно было бы привести много подобных примеров нецелесообразной работы желез.
      Когда идеалисты говорят о «целесообразности», они считают, что всякий орган существует и всякое явление происходит «для чего-то», с какой-то «заранее намеченной целью». Такой взгляд ведёт своё начало от религиозных представлений о сотворения природы богом. На самом же деле в организме есть органы и отправления явно «нецелесообразные». К ним можно отнести наличие у человека бездействующих ушных мышц, червеобразного отростка и других особенностей строения, многие из которых сохранились от давно вымерших предков. Целесообразность в работе организма представляет собой результат приспособления к условиям жизни на протяжении многих поколений.
      Условия нормального пищеварения. Нормальное переваривание пищи в значительной мере зависит от начального, рефлекторного отделения большинства пищеварительных соков.
      На работу желез, а следовательно, и на аппетит, влияют состав и вкус пищи, способ её приготовления и вся окружающая обстановка. Грязный стол, приём пищи стоя, наспех, а также чтение во время еды — всё это понижает рефлекторное отделение соков и тем самым ухудшает аппетит.
      Огромное значение для работы пищеварительного тракта имеет и настроение человека. Досада, горе, гнев, сильное возбуждение могут вызвать полную остановку уже начавшегося отделения сока и вызвать потерю аппетита.
      Связь работы органов пищеварения с различными внешними условиями и состоянием организма осуществляется через кору больших полушарий.
      Задание. Составьте таблицу пищеварительных ферментов с указанием, где каждый фермент вырабатывается и в чём выражается его участие в процессе пищеварения.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Какое значение для организма имеет питание?
      2. Какие питательные вещества входят в состав пищи?
      3. Перечислите основные группы пищевых продуктов, дав характеристику каждой группе и указав примерное содержание в них белков, жиров и углеводов.
      4; В чём заключается процесс пищеварения и какое значение он имеет для организма?
      5. Перечислите последовательно отделы пищеварительного тракта и связанные с ними железы.
      6. Какие изменения претерпевают белки, жиры и углеводы в пищеварительном тракте?
      7. Назовите основные правила ухода за зубами.
      8. Почему учение о пищеварении называют «русским отделом физиологии»?
      9. Как изучают работу слюнных желез?
      10. Как происходит регуляция отделения желудочного сока?
      11. При помощи каких операций Павлову удалось всесторонне изучить работу желудка?
      12. Каковы основные функции печени?
      13. Из каких органов кровь поступает в печень по воротной вене? Какое это имеет значение?
      14. Что такое всасывание, где и как оно происходит?
     
     
      VI. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ.
     
      § 43. Обмен веществ и энергии — основная функция жизни.
     
      Обмен веществ — необходимое условие жизни. Под обменом веществ понимают не только поступление питательных материалов и кислорода из окружающей среды и выделение из организма продуктов распада, но и все те сложные и разнообразные изменения, которые происходят в организме. Обмен веществ лежит в основе всех жизненных проявлений и происходит непрерывно в каждом организме, являясь необходимым условием его существования. С прекращением обмена веществ прекращаются все жизненные функции, и организм умирает.
      Изменение вещества всегда сопровождается превращением энергии. Так, например, при распаде сложных органических, веществ заключённая в них потенциальная, т. е. скрытая, химическая энергия освобождается, превращаясь в тепловую энергию или в энергию механическую. Отделить друг от друга обмен веществ и превращение энергии невозможно: они неразрывно связаны между собой.
      Обмен веществ происходит не только в живом организме, но и во всей окружающей нас природе. «Но разница заключается в том, — говорит Энгельс, — что в случае неорганических тел обмен веществ разрушает их, в случае же органических тел он является необходимым условием их существования».
      Ассимиляция и диссимиляция. Вещества, поступающие в клетку, не просто откладываются в ней в виде запаса. Они подвергаются сложным изменениям, превращаясь в вещество самой клетки. Это усвоение веществ, уподобление их веществам клетки называется ассимиляцией. В процессе ассимиляции, т. е. в процессе образования живого вещества, клетки обогащаются не только веществом, но и заключающейся в нём скрытой энергией.
      Наряду с созиданием живого вещества в организме постоянно происходит его частичное разрушение. Разрушение, распад веществ, входящих в состав живой клетки, называется диссимиляцией. В процессе диссимиляции освобождается потенциальная, скрытая (химическая) энергия, которая превращается в другие формы энергии, главным образом механическую и тепловую. Примером могут служить явления, происходящие в скелетной мышце. Под влиянием раздражения в мышечной ткани возникают химические изменения. При этом потенциальная энергия мышцы превращается в механическую (мышца сокращается, поднимает груз) и тепловую (температура мышцы повышается).
      Ассимиляция приводит к накоплению в организме вещества и энергии, диссимиляция, наоборот, к уменьшению, трате вещества и энергии. Оба эти процесса протекают непрерывно и тесно связаны между собой. Они так же неотделимы друг от друга, как неотделимы процессы изменения вещества и превращения энергии.
      Ассимиляция одних веществ всегда сопровождается диссимиляцией других. Всякое повышение одного из этих процессов влечёт за собой усиление другого. Когда организм растёт и количество живого вещества в нём увеличивается, то наряду с усилением ассимиляции наблюдается усиление и процессов распада.
      Ассимиляция и диссимиляция настолько тесно переплетаются друг с другом, столь зависят одна от другой, что их с полным правом можно рассматривать как две стороны одного и того же процесса — процесса обмена веществ и энергии в организме.
      Закон сохранения материи и энергии. В живом организме, как и во всей природе, вещество и энергия не могут создаваться из ничего или исчезать. Они лишь подвергаются бесконечным превращениям. Источником вещества и энергии в организме может быть только пища и заключённая в ней энергия.
      Можно с большой точностью учесть количество поступивших в организм питательных веществ и содержащуюся в них потенциальную энергию. С неменьшей точностью можно установить, какое количество вещества и энергии организмом израсходовано.
      Многочисленные опыты, произведённые как на животных, так и на людях, показали, что если вес тела остаётся неизменным, расход вещества и энергии полностью соответствует приходу, т. е. их поступлению с пищей.
      Отсюда можно сделать вывод, что закон сохранения и превращения материи и энергии в равной мере приложим как к неживой, так и к живой природе.
      Сложность явлений обмена веществ. Поступление веществ в организм и выделение их наружу — это лишь первая и последняя стадии обмена веществ. Поступившие в организм вещества претерпевают длительные и сложные изменения, связанные с процессами и ассимиляции, и диссимиляции. Эти-то изменения и составляют сущность процесса обмена веществ.
      В различных органах обмен протекает неодинаково. Это объясняется различием химического состава протоплазмы их клеток. В частности, не одинаковы белки различных органов. В процессе ассимиляции из аминокислот образуются весьма разнообразные белки, но всегда свойственные данной клетке, данному органу.
      Хотя конечные продукты распада во всех органах одни и те же (углекислота, вода, аммиак и др.), однако промежуточные продукты диссимиляции в различных органах оказываются далеко не одинаковыми.
      Некоторые продукты обмена, попадая с кровью в другие органы, могут влиять на их работу. Примером может служить улучшение аппетита и общее повышение жизнедеятельности, которое обычно наблюдается после физической работы. Это связано с попаданием в кровь некоторых промежуточных продуктов обмена, образующихся в мышцах во время их деятельности. При слишком длительной и тяжёлой физической работе происходит чрезмерное накопление в крови продуктов мышечного обмена, что ведёт к обратному действию: возбудимость органов, в частности пищеварительных желез, заметно падает, в связи с чем пропадает аппетит.
      Роль ферментов в обмене веществ. Сложные и разнообразные процессы обмена веществ протекают в организме при обязательном участии многочисленных ферментов, каждый из которых ускоряет строго определённые химические реакции.
      Ферменты образуются в результате деятельности живых клеток, иными словами, они являются продуктом обмена веществ. В то же время они необходимые участники всех процессов обмена; без них невозможна жизнь организма.
      Трудами многочисленных учёных, в том числе советских академиков А. Н. Баха и А. И. Опарина, изучена роль ферментов как в окислительных, так и в различных других процессах, протекающих в организме. Установлено, что нарушение деятельности ферментов может быть причиной очень тяжёлых расстройств обмена веществ и даже гибели организма.
     
      § 44. Обмен белков, жиров, углеводов и солей.
     
      Обмен жиров. Жиры всасываются почти исключительно в виде продуктов их расщепления — глицерина и жирных кислот. Однако в клетках кишечной ворсинки снова происходит восстановление молекулы жира.
      Жиры пищи очень различны. Так, бараний жир отличается от жира коровы или свиньи; растительные жиры также не одинаковы; Но жир, который образуется в стенке ворсинки из продуктов переваривания, всегда обладает свойствами, присущими только человеческому жиру.
      Всосавшийся жир попадает в лимфу, а оттуда по лимфатическим сосудам достигает кровеносной системы. С кровью он разносится по всем органам и тканям. Избыток его откладывается про запас в клетках жировой ткани, например в подкожной клетчатке.
      Обмен углеводов. Углеводы всасываются в кровь в виде простых сахаров, главным образом виноградного сахара, или глюкозы. Избыток сахара задерживается в печени, а также в мышцах, превращаясь в животный крахмал, или гликоген. Запасы углеводов в организме не превышают 500 — 600 г. По мере надобности часть гликогена превращается обратно в сахар, который снова поступает в кровь и идёт на питание органов и тканей тела.
      Углеводы являются одним из основных источников энергии мышечного сокращения. Необходимы они также и для деятельности нервной системы.
      В углеводном обмене принимает участие поджелудочная железа. Она вырабатывает вещество — инсулин, который способствует превращению сахара в животный крахмал. Инсулин не поступает в выводной проток железы, а попадает непосредственно в кровь. Если поджелудочная железа перестаёт выделять нужное количество инсулина, печень и мышцы теряют способность задерживать сахар, что ведёт к повышению его содержания в крови. При этом почки начинают выделять избыток сахара с мочой.
      Расстройство деятельности поджелудочной железы может привести к тому, что весь сахар пищи, не задерживаясь печенью, будет выделяться с мочой. Это имеет место при сахарной болезни, которая - нередко приводит к смерти. Больных лечат введением в кровь инсулина.
      Обратное превращение гликогена в сахар усиливается под влиянием уже знакомого нам вещества — адреналина.
      Обмен белков. Конечные продукты переваривания белков пищи — аминокислоты, пройдя без всяких изменений через стенку кишечника, поступают в кровь. Каждая живая ткань расходует части своих белков. Аминокислоты, поступающие из крови, служат материалом, из которого образуются вновь точно такие же белки.
      Про запас белки не откладываются. При избыточном поступлении аминокислот из кишечника они частично превращаются в углеводы. Азот, который входит в состав аминокислот, но отсутствует в углеводах, выделяется в виде аммиака и для организма теряется. Обратного превращения углеводов в белки в организме человека в животных не происходит.
      Роль печени в обмене веществ. Соответствие между количеством всосавшихся белков, жиров и углеводов, с одной стороны, и потребностями организма, с другой, — в значительной мере поддерживается деятельностью печени, которую нередко называют центральной лабораторией нашего тела.
      Именно в печени происходит превращение аминокислот в углеводы, если человек питается преимущественно белковой пищей. В печени же углеводы могут превращаться в жиры, а жиры в углеводы. Вот почему в организме жиры откладываются даже в тех случаях, когда пища богата углеводами (крахмалом, сахаром) и бедна жирами.
      В процессе обмена всегда образуется некоторое количество веществ, ядовитых для организма. Многие из них подвергаются в печени изменениям и обезвреживаются. Так, например, ядовитый аммиак превращается в печени в безвредную мочевину, которая поступает в кровь, а затем выделяется с мочой.
      Обмен веществ при избыточном питании. При обычном нормальном питании вес тела остаётся неизменным; иными словами, количества веществ, поступающих в организм и выделяющихся из пего, равны друг другу.
      При усиленном питании избыток всосавшихся питательных веществ частично очень быстро разрушается и выводится из организма, а частично отлагается в виде жировых запасов. При этом вес тела увеличивается.
      Ожирение, нередко наступающее при чрезмерном питании, вредно. Оно ослабляет деятельность организма, затрудняет работу сердца и Других важных органов, нарушает правильный обмён веществ, иногда приводя к серьёзным заболеваниям.
      Обмен веществ при голодании. При недостаточном питании человек может терять больше веществ, чем он получает их из окружающей среды. Наблюдающаяся при этом потеря в весе показывает, что организм живёт за счёт своих запасов. При потере 30 — 40% первоначального веса наступает смерть от голода.
      Один учёный взял двух кошек одинакового веса, возраста и пола. В течение некоторого времени обе кошки получали одинаковую пищу. Затем одна из них была убита, а другая лишена всякой пищи и на 13-й день голодания погибла. Взвешивание различных органов обнаружило, что у голодавшей кошки некоторые органы и ткани весили значительно меньше, чем у не голодавшей; мышцы весили примерно на одну треть меньше, а печень даже вдвое меньше; жировая ткань почти полностью исчезла. Наиболее важный для жизни органы, в особенности центральная нервная система и сердце, почти целиком сохранили свой вес.
      Этот опыт показывает, что во время длительного голодания организм как бы поедает самого себя: для поддержания деятельности важнейших органов — сердца и нервной системы — тратятся вещества, входящие в состав клеток других, менее важных для жизни органов (например, мышц).
      Обмен воды и солей. Наряду с белками, жирами и углеводами необходимыми составными частями пищи являются вода и минеральные вещества (неорганические соли).
      Нормальное содержание воды в организме имеет большое значение для жизнедеятельности клеток. Опыты, проведённые на голубях, показали, что потеря 11% воды вызывает различные болезненные явления, а при потере 22% — голуби погибают.
      Путём испарения через кожу и через лёгкие, а также с мочой л калом человек ежедневно теряет не менее двух литров воды.
      Необходимых для организма минеральных веществ, и, в частности, соединений натрия, калия, магния, кальция, железа, человек получает достаточно в обычной пище. Не хватает одного лишь хлористого натра, особенно при потреблении растительной пищи.
      При некоторых заболеваниях обмен солей в организме нарушается. Так, при малокровии обычно понижается содержание в организме железа, которое входит в состав красных кровяных телец. В таких случаях врачи часто назначают больному пилюли, содержащие железо, и рекомендуют есть морковь, яблоки, капусту, шпинат и другие богатые железом продукты.
      Регуляция обмена веществ. Отдельные факты влияния нервной системы на обмен веществ были известны и до Павлова. Однако учение о подчинении нервной системе всех процессов обмена веществ было создано Павловым, Такую регуляцию Павлов назвал трофической1, т. е. управляющей питанием, жизнедеятельностью органа, его обменом веществ.
      1 От греческого слова «трофе» — пища.
      Нарушением трофической регуляции объясняется образование у собаки язв на коже конечности, которая путём операции лишена всех центробежных нервных волокон. »У человека многие заболевания, связанные с расстройством обмена веществ, являются результатом нарушения трофической регуляции.
      Роль коры в регуляции обмена. веществ. Быков и его сотрудники, ставя опыты, как на животных, так и на людях, показали, что процессы обмена могут изменяться под влиянием условных рефлексов, т. е. при участии коры больших полушарий. Влиянием коры объясняется усиление обмена веществ при одной лишь мысли о физической работе.
     
      § 45. Нормы питания.
     
      Учет затраты энергии человеческим организмом- Чтобы установить нормы питания, надо знать, сколько энергии тратится организмом в течение суток. Для этого существует несколько способов.
      Один из них основан на том, что вся расходуемая организмом энергия в конце концов превращается в тепло и в таком виде может быть уловлена и измерена в калориях1.
      1 Большой калорией, или килограмм-калорией, называется то количество тепла, которое необходимо, чтобы нагреть 1 кг воды на 1° по Цельсию.
      Другой способ вычисления энергетических затрат основан на определении количества поглощённого организмом кислорода. Известно, что на каждый литр поглощённого кислорода, в результате окислительных процессов в организме, освобождается 5 калорий. Если в течение одного часа человек потребит 20 л кислорода, то это будет соответствовать затрате энергии, равной 100 калориям. При пересчёте на сутки это составит 100х24=2400 калорий.
      Суточная затрата энергии. Затрата энергии человеческим организмом в сильной степени зависит от условий жизни, характера и количества выполняемой работы, веса тела, состояния здоровья и многих других причин.
      Если бы человек лежал и не совершал никаких движений, он затрачивал бы одну калорию в час на один килограмм веса тела. При среднем весе 60—65 кг это составило бы примерно 1500 калорий в сутки. Человек, не работающий физически и ведущий малоподвижный, сидячий образ жизни, тратит в полтора раза больше энергии.
      При умственной деятельности затрачивается дополнительно очень небольшое количество энергии. При физической работе затрата энергии в общем тем выше, чем большее количество мышц принимает участие в движениях тела. При физической работе средней тяжести и при подвижном образе жизни затрата энергии повышается в 2—2,5 раза, достигая 3000—3700 калорий в сутки. При очень тяжёлой физической работе затрата энергии может быть значительно выше.
      Невозможность оценки труда по затрате энергии. Учёные и практики неоднократно пытались по затрате энергии производить оценку трудовой деятельности человека, но такая оценка совершенно неправильна. «Пусть попробуют, — писал Энгельс, — выразить какой-нибудь skilled labour [квалифицированный труд] в килограмметрах и попытаются определить на основании этого заработную плату!» Энгельс считал, что в результате такой попытки «получилась бы только чепуха».
      И действительно, затрата энергии связана главным образом с мышечной работой, которая является лишь одной из сторон трудового процесса, т. е. сознательной общественно-полезной деятельности человека. Выразить последнюю в калориях невозможно.
      Калорийность белков, жиров и углеводов. Ассимилируя белки, жиры и углеводы, клетки получают запас заключающейся в них скрытой (потенциальной) энергии, которая освобождается в процессе диссимиляции. Чтобы определить потенциальную энергию питательных веществ, надо установить, какое количество энергии освобождается при их окислении.
      Опыт показал, что при окислении одного грамма жиров освобождается в среднем 9 калорий. При окислении в нашем теле одного грамма белков, или углеводов выделяется примерно 4 калории.
      Калорийность пищевого пайка. Содержание калорий в цищевом пайке должно находиться в соответствии с количеством энергии, расходуемой человеком. Чем больше человек тратит, тем больше он должен и получать. В среднем взрослый человек, не выполняющий большой физической работы, должен получать в суточном пайке 3000—3500 калорий.
      Состав пищевого пайка. Для нормального питания необходимо, чтобы в пище присутствовали в достаточном количестве все три вида основных питательных веществ: белки, жиры и углеводы.
      Если бы человек питался одними углеводами и жирами, совсем не получая белков, он должен был бы неминуемо погибнуть. Белки являются тем строительным материалом, без которого живое вещество не может восстанавливать свои каждодневные потери.
      Дети, в связи с тем, что они растут и вес их увеличивается, нуждаются по сравнению со взрослыми в большем количестве белка на каждый килограмм веса тела.
      Соотношение между белками, жирами и углеводами пищи в среднем должно быть более или менее постоянным. Резкие отклонения от этих соотношений могут привести к серьёзным нарушениям в организме. Исключительно белковая или обильная белками, а также чрезмерно жирная пища представляет несомненный вред для организма. В обычных условиях взрослый человек, чтобы получить 3 000 калорий, должен потреблять за сутки в среднем:
      белков.... 100 г
      жиров.......60 г
      углеводов..500 г
      При тяжёлых работах, связанных с большой затратой энергии, пищевой паёк должен быть увеличен за счёт равномерного повышения количества жиров, белков и углеводов.
      В некоторых условиях возникает необходимость увеличения в пище какой-нибудь одной из её основных частей. Так, во время сильных морозов на крайнем севере люди испытывают повышенную потребность в жирах.
      Усвояемость пищевых продуктов. Питательная ценность пищевых продуктов, зависит не только от их состава, но и от усвоения организмом находящихся в них питательных веществ. Различные белки усваиваются далеко не одинаково. В общем белки животного происхождения используются организмом значительно полнее растительных. Это зависит, во-первых, от того, что растительные белки хуже перевариваются, так как они находятся в клетках с плотной оболочкой из клетчатки, на которую не действуют ферменты; во-вторых, от большей близости состава белков животного происхождения к составу белков человеческого тела. Поэтому около половины белков следует получать из животной пищи.
      Усвояемость пищевых продуктов в сильной степени зависит от способа приготовления их; так, например, картофельное пюре усваивается лучше, чем варёный картофель, а варёный — лучше, чем жареный.
      В среднем, пищевые продукты усваиваются на 90%. Это надо учитывать при составлении пищевого пайка и всегда увеличивать его калорийность примерно на 10%.
     
      § 46. Витамины.
     
      Значение витаминов. Организм нуждается не только в белках, жирах, углеводах и солях, но также и в других веществах, названных витаминами. Без витаминов ни человек, ни животные существовать не могут.
      Недостаточное потребление витаминов резко изменяет деятельность организма, нарушает обмен веществ, уменьшает работоспособность, вызывает быструю утомляемость, приводит к общему ослаблению организма и к таким тяжёлым заболеваниям, как рахит, цынга и др.
      Свойства витаминов. Долгое время не удавалось изучить химическое строение витаминов, ибо в продуктах даже наиболее богатых ими; их содержание ничтожно. К тому же большинство витаминов — малоустойчивые вещества. Под влиянием высокой температуры, от действия солнечных лучей, а то и просто при длительном хранении многие витамины частично или полностью разрушаются.
      Однако за последнее время многие витамины удалось получить в чистом виде, изучить их состав и свойства; Установлено, что из некоторых витаминов в организме вырабатываются ферменты и другие важные вещества, имеющие большое значение для поддержания нормального обмена.
      Витамины образуются в растениях. Попадая с растительной пищей в организм животного, витамины могут откладываться в небольшом количестве в различных органах. Содержание многих витаминов в продуктах животного происхождения в значительной мере зависит от пищи животного. Летнее молоко гораздо богаче витаминами, чем зимнее, так как летом коровы получают свежий корм, а зимой питаются сеном, содержащим значительно меньше витаминов.
      Отдельные витамины обозначают буквами латинского алфавита.
      Витамин С. С давних пор было известно, что в голодные годы, а также во время войн, особенно среди населения осаждённых городов, нередко появляется эпидемия цынги. Цынга — тяжёлая болезнь. Вначале больные ощущают общую слабость, утомляемость, боль в ногах. Затем постепенно появляются более серьёзные признаки болезни: начинают кровоточить дёсны; сначала мелкие, а потом и более обширные кровоизлияния возникают в коже, в мышцах и во внутренних органах; нарушается кроветворная функция костного мозга и развивается тяжёлое малокровие. Однако больные быстро поправляются, как только появляется возможность употреблять в пищу свежие Овощи и фрукты.
      Исцеляющее действие свежих овощей и фруктов зависит от содержания в них витамина С (це), который находится главным образом в живых растительных клетках. Особенно много его в томатах (помидорах), плодах шиповника, зелёном луке, капусте, шпинате, чёрной смородине, лимонах, апельсинах, мандаринах, землянике, крыжовнике, малине, некоторых сортах яблок.
      Витамин С наименее стойкий из всех известных витаминов. При длительном хранении, сушке и консервировании продуктов он обычно частично или полностью разрушается.
      Суточная потребность человеческого организма в витамине С составляет 0,1 г.
      Витамин А. При отсутствии или недостатке в пище витамина А расстраивается зрение и наступает тяжёлое заболевание. глаз, которое может привести к слепоте; в эпителиальных тканях, например на коже и в слизистых оболочках, наступают изменения, которые делают организм более восприимчивым к заразным болезням и очень чувствительным ко всякого рода повреждениям; в детском возрасте происходит задержка роста.
      Больше всего витамина А в рыбьем жире, им богаты печень, сливочное масло, яичный желток, а из растительных продуктов — морковь, шпинат, щавель, зелёный лук, красный перец и др. Точнее говоря, в растениях содержится не витамин А, а близкое к нему вещество, из которого он и образуется в организме животного.
      Взрослый человек должен получать в сутки примерно около 5 мг витамина А.
      Витамины группы В. То, что прежде называли витамином В (бэ), представляет собой смесь витаминов, из которых некоторые хорошо изучены. Содержатся они в семенах злаков и бобовых растений, в лесных орехах, а также в капусте, картофеле, шпинате, моркови, черносливе и изюме. Особенно много их в пивных дрожжах. Из животных продуктов сравнительно богаты витаминами А яичный желток, икра, печень, почки, сердце, ветчина, молоко.
      Некоторые витамины группы В являются источником образования в организме ферментов, обеспечивающих нормальное протекание сложных процессов обмена веществ. Недостаток или отсутствие в пище этих витаминов приводит к тяжёлым нарушениям.
      В странах, где население питается преимущественно рисом, давно известна болезнь, носящая название бери-бери (по-русски — ножные оковы). При этой болезни развивается мышечная слабость, появляются параличи, и в конце концов больной погибает при явлениях крайнего истощения. Причиной болезни является недостаток одного из витаминов группы В, который в большинстве злаков содержится лишь в зародышевой части зерна. При очистке зёрен, например риса, вместе с оболочкой удаляется богатый витамином зародыш, и в результате получается хорошо очищенный, но лишённый витамина продукт.
      В нашей стране бери-бери почти не встречается. Однако нередко наблюдаемые утомляемость, потеря аппетита, наклонность к запорам и мышечная слабость свидетельствуют о недостаточном: введении в организм этого витамина.
      Замедление и приостановка роста, некоторые заболевания глаз,, частое появление на коже трещин, расстройство деятельности нервной системы — всё это нередко зависит от недостатка в пище того или иного витамина группы В.
     
      Задания.
      1. Пользуясь таблицами в конце учебника, запишите в тетрадь по три продукта, являющихся в вашем питании основными источниками витамина А, витаминов группы В и витамина С.
      2. Пользуясь таблицами состава пищевых продуктов, помещёнными в конце учебника, составьте примерный суточный паёк для себя или для работника какой-нибудь определённой профессии. Подсчитайте количество белков, жиров, углеводов й калорий в составленном вами пайке; отдельна подсчитайте количество белков животного и растительного происхождения. Дайте подробную оценку составленного вами пайка, осветив следующие вопросы: а) достаточно ли в пайке калорий (при ответе на этот вопрос надо учесть образ жизни и работу человека, для которого составлен паёк); б) достаточен ли паёк в смысле содержания белков, жиров и углеводов; в) достаточно ли в нём белков животного происхождения; г) какие продукты составленного пайка наиболее богаты витаминами и не является ли паёк в смысле содержания тех или иных витаминов недостаточным.
     
      § 47. Гигиена питания.
     
      Значение разнообразия пищи. Чем пища вкуснее и привлекательнее, тем лучше она переваривается и усваивается. Большое значение имеет разнообразие пищи. Однообразная пища быстро надоедает, не вызывает аппетита, а потому и хуже переваривается; если же пища разнообразна, она съедается с удовольствием, лучше переваривается и. приносит больше пользы.
      Кроме того, при однообразной пище трудно обеспечить нормальное содержание в пищевом пайке всех необходимых питательных веществ и особенно витаминов.
      Режим питания. Большое значение имеет режим питания. Нельзя съедать весь дневной пищевой паёк за один раз; нужно есть несколько раз в день примерно через каждые четыре часа. В промежутках между едой пища, находящаяся в желудке, переходит в кишечник, желудок становится пустым, и попавшая в него новая порция пищи хорошо и быстро переваривается.
      Для взрослых, а также для старших школьников рекомендуется принимать пищу четыре раза в день. При этом возможны два варианта: 1) утренний завтрак, полдник (второй завтрак), обед, ужин; 2) утренний завтрак, обед, полдник, ужин. Часы приёма пищи могут быть установлены в зависимости от условий работы, но их надо точно соблюдать, причём ужин должен быть не позднее, чем за 1—2 часа до отхода ко сну.
      Самым обильным и сытным должен быть обед. Во время обеда должна съедаться примерно половина всего суточного количества пищи. Около четверти пайка должно быть съедено утром после сна, перед началом трудового дня. Последняя четверть распределяется между остальными двумя приёмами пищи.
      Соблюдение чистоты. При еде следует тщательно соблюдать чистоту. Если этого не делать, то очень легко занести с пищей в органы пищеварения грязь, а с ней микробов, и этим вызвать такие тяжёлые и опасные заболевания, как брюшной тиф, холеру и др.
      Поэтому нужно мыть руки перед едой и следить за чистотой посуды. Фрукты и овощи должны быть вымыты. Воду можно пить только кипячёную или обеззараженную каким-либо другим способом.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Как происходит процесс обмена веществ и энергии в человеческом организме?
      2. Какую роль играет печень в обмене веществ?
      3. Как изменяется обмен веществ при избыточном питании и при голодании?
      4. Как регулируются процессы обмена веществ?
      5. Что называется калорией? Какое количество калории даёт окисление в нашем теле одного грамма белков, жиров и углеводов?
      6. Какова суточная затрата энергии при различной деятельности человека?
      7. Каким должно быть в среднем суточное потребление белков, жиров и углеводов?
      8. Что такое витамины, какое значение они имеют в организме и каковы последствия отсутствия в пище витаминов А, В и С?
      9. Какую роль играют ферменты и витамины в обмене веществ?
      10. Каковы основные правила гигиены питания?
     
     
      VII. ОРГАНЫ ВЫДЕЛЕНИЯ.
     
      § 48. Значение процессов выделения.
     
      Конечные продукты обмена. В каждой клетке непрерывно происходит обмен веществ. Различные соединения, образующиеся в процессе обмена, в конце концов превращаются в конечные продукты, не подвергающиеся в организме дальнейшим изменениям.
      Углеводы и жиры состоят из углерода, водорода и кислорода. При их полном окислении в организме образуются углекислый газ и вода, т. е. те же вещества, что и при простом сжигании углеводов и жиров в воздухе.
      Белки имеют очень сложное строение. Кроме углерода, водорода и кислорода, в их состав входят непременно азот, сера и очень часто фосфор и некоторые другие элементы. После распада и окисления белков в организме, помимо углекислого газа и воды, образуются вещества, содержащие азот (главным образом мочевина и мочевая кислота), соли серной и фосфорной кислот и некоторые другие соединения.
      Продукты распада, скапливаясь в клетке, оказывают на неё вредное действие. Своевременное их удаление является необходимым условием нормальной жизнедеятельности организма. Клетка выделяет продукты распада в окружающую её среду, т. е. тканевую лимфу. Отсюда они поступают в кровь.
      Пути выведения продуктов обмена. Скопляющиеся в крови продукты обмена постепенно выводятся из организма.
      У человека они выделяются главным образом через мочевые органы, которые и представляют собой специальные органы выделения.
      Однако частично продукты обмена выводятся и другими органами. Через лёгкие выделяется углекислый газ; кроме того, выдыхаемый воздух всегда насыщен парами воды; потеря воды через лёгкие за сутки составляет около 400 г.
      Путём отделения пота теряется большое количество воды через кожу. Вместе с водой через кожу выделяются соли и очень небольшое количество органических продуктов обмена белков.
      Работа органов выделения предохраняет организм от скопления продуктов обмена и вместе с тем способствует сохранению постоянства состава крови.
     
      § 49. Строение и работа мочевых органов.
     
      Строение почек. В задней части брюшной полости, по обе стороны позвоночного столба расположены почки (рис.92). Они вырабатывают мочу.
      В почке различают два слоя: наружный — тёмный и внутренний — светлый. В наружном, слое при помощи лупы можно обнаружить массу тёмных точек. Это клубочки кровеносных капилляров. Они лежат в небольших полостях — капсулах, от которых начинаются тонкие канальцы. Канальцы тянутся к внутреннему слою, а оттуда возвращаются в наружный. Соединяясь друг с другом, канальцы образуют более широкие протоки, которые проходят через внутренний слой почки и впадают в полость, называемую почечной лоханкой (цветная таблица IV).
      Образование мочи. Моча состоит из воды, в которой растворены неорганические соли, мочевина, мочевая кислота и ряд других продуктов обмена.
      Некоторые учёные пытались рассматривать почки как простые фильтры, а процесс образования мочи сравнивали, с фильтрацией или диффузией. Однако оказалось, что этот процесс гораздо сложнее, чем фильтрация или диффузия, ибо он связан с активной деятельностью живых клеток.
      Рис. 92. Органы выделения: 1 — правая почка (наружный вид); 2 — левая почка (продольный разрез); 3 — кровеносные сосуды; 4 — наружный слой почки, 5 — внутренний слой почки; 6 — почечная лоханка; 7 — мочеточники; 8 — мочевой пузырь, часть стенки которого вырезана, чтобы показать место впадения мочеточника (9); 10 — надпочечники.
     
      Как видно из таблицы 2, некоторые вещества, содержащиеся в крови, а именно белок и сахар, в моче отсутствуют. Содержание натрия в обеих жидкостях примерно одинаково. Другие вещества моча содержит в большем количестве, чем кровь, однако для каждого из них имеется определённое соотношение между содержанием в моче и содержанием в крови. К этому надо прибавить, что некоторые вещества, введённые в кровь (например, метиленовая, синька), довольно быстро полностью переходят в мочу.
      Всё это свидетельствует о чрезвычайно сложной деятельности почек, которая до сих пор ещё недостаточно изучена.
      Начинается процесс образования мочи в клубочках. Здесь происходит просачивание (фильтрация) жидкой части крови из капилляров в капсулы. Отсюда жидкость попадает в канальцы, где она подвергается значительным изменениям. Содержащийся в ней сахар целиком всасывается эпителиальными клетками канальцев и поступает обратно в кровь. Частично происходит обратное всасывание и некоторых других веществ, в том числе большей части воды, благодаря чему жидкость, находящаяся в канальцах, становится более концентрированной. Одновременно наблюдается и обратное явление — выделение некоторых веществ из крови внутрь канальцев.
      Проходя через канальцы, жидкость постепенно меняет свой состав и концентрацию и превращается в мочу.
      Регуляция образования мочи. Давно уже было известно, что на образование мочи влияют вещества, находящиеся в крови. Одни из них усиливают, а другие ослабляют процесс мочеобразования. Помимо такой гуморальной регуляции существует и нервная регуляция деятельности почек, изучать которую очень удобно при помощи разработанной Павловым фистульной методики (выведение мочеточника наружу).
      Работы Быкова на собаках с фистулой мочеточников показали, что деятельность почек находится под влиянием коры больших полушарий и что можно выработать условнорефлекторные изменения мочеобразования. Известно, что введение воды в желудок вызывает рефлекторное усиление образования мочи. После многократного повторения опыта с введением воды одна лишь обстановка опыта ведёт к условнорефлекторному повышению деятельности почек. Быкову удалось выработать мочеотделительные рефлексы на различные условные раздражители.
      Выведение мочи. Образовавшаяся моча попадает в почечную лоханку, а оттуда в длинную трубку — мочеточник, соединяющий почку с мочевым пузырём. Б стенке мочеточника имеются гладкие мышечные волокна, сокращение которых способствует продвижению мочи.
      Мочевой пузырь расположен в нижней части брюшной полости. Он обладает толстой мышечной стенкой, может сжиматься при её сокращении и сильно растягиваться при наполнении мочой. В нижней части мочевого пузыря находится кольцевая мышца, запирающая выход из него. Моча выводится наружу через мочеиспускательный канал. При мочеиспускании кольцевая мышца расслабляется, а мышцы стенок пузыря, наоборот, сокращаются, выгоняя мочу наружу.
      Выведение мочи и, в частности, мочеиспускание регулируется, нервной системой. Возможность произвольного мочеиспускания объясняется влияниями, идущими от коры больших полушарий.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Перечислите продукты распада и окисления жиров, углеводов и белков. Какое значение имеет их удаление из организма и как оно происходит?
      2. Каково строение почки?
      3. Как происходит процесс мочеобразования?
      4. Как регулируется деятельность почек?
     
     
      VIII. КОЖА.
     
      § 50. Строение кожи.
     
      Надкожица. Кожа представляет собой наружный покров тела, защищающий ткани организма от внешних воздействий (рис.93). Верхний слой кожи называется надкожицей и состоит из многослойного эпителия. В нижнем основном слое надкожицы в один
      ряд расположены клетки, тесно соприкасающиеся друг с другом. Они непрерывно растут и размножаются; Молодые клетки, образовавшиеся путём деления клеток основного слоя, располагаются над ним, оттесняя кнаружи клетки более старые, отделившиеся раньше.
      Рис. 93. Схема строения кожи: I — надкожица; II — собственно кожа; III — подкожная клетчатка; 1 — роговой слой надкожицы; 2 — нижний слой клеток надкожицы; 3 — вены; 4 — артерии; 5 — чувствительные нервные окончания; 6 — потовая железа; 7 — волос; 8 — сальная железа; 9 — гладкая мышца, поднимающая волос; — скопления жировых клеток.
      Кровеносные сосуды не проникают в толщу надкожицы. Они подходят только к основному её слою, клетки которого легко получают из крови кислород и питательные вещества. Клетки остальных и особенно верхних слоёв надкожицы постепенно перерождаются и гибнут. При перерождении они слипаются друг с другом, превращаясь в плотное роговое вещество, которое в виде белых чешуек слущивается с поверхности кожи. Чешуйки легче всего заметить, когда они застревают в волосах, — это всем известная перхоть.
      Цвет кожи зависит от присутствия в клетках надкожицы особого красящего вещества — кожного пигмента.
      Собственно кожа. Средний, более толстый слой кожи носит название собственно кожи. Он состоит из соединительной ткани с большим количеством эластических, упругих волокон, благодаря присутствию которых кожа прочна, легко растягивается при движениях и равномерно обтягивает всё тело.
      Собственно кожа богата кровеносными и лимфатическими сосудами. Здесь же расположены окончания нервов, корни волос, сальные и потовые железы.
      Сальные железы. Сальная железа, похожая на небольшой, иногда разветвлённый мешочек, выделяет кожное сало, которое покрывает тонким слоем кожу и волосы, делая их мягкими на Обычно, как это видно на рисунке 93, протоки сальных желез выходят в волосяные сумки.
      Расположенные тут же тонкие пучки гладких мышечных волокон, сокращаясь, выдавливают сало из желез и выпрямляют (приподнимают) волосы.
      Потовые железы. Потовая железа имеет вид завитой в клубочек трубочки, клетки которой выделяют пот. В коже человека имеется примерно 2 — 3 млн. потовых желез. Количество выделяемого ими пота регулируется нёрвной системой. Примером может служить рефлекторное усиление потоотделения во время питья воды в жаркую погоду, а также «холодный пот», выступающий на лбу при сильном испуге.
      Пот состоит из воды, в которой растворено незначительное количество мочевины и некоторых других продуктов обмена; солёный вкус его зависит от присутствия неорганических солей, главным образом хлористого натра.
      Подкожная клетчатка. Нижний слой кожного покрова, называемый подкожной, или жировой, клетчаткой, в некоторых местах тела достигает толщины нескольких сантиметров.
      Подкожная клетчатка состоит из жировой ткани, клетки которой захватывают частицы жира и накопляют их в таком количестве, что почти полностью заполняются жиром (рис.94). Этот слой кожи предохраняет внутренние органы от повреждений и уменьшает потерю тепла. Вместе с тем он служит основным местом скопления запасов жира в организме.
     
      § 51. Значение кожи.
     
      Проницаемость кожи. Плотный роговой слой надкожицы, пропитанный кожным салом, непроницаем для воды и растворённых в ней веществ. Лишь очень немногие вещества, растворяющие кожное сало, могут в небольшом количестве всасываться через кожу. К числу их относится анилин, применяемый в текстильном и некоторых других производствах. Попадая на кожу, анилин всасывается и вызывает тяжёлое отравление. Поэтому в Советском Союзе проводят механизацию процессов, связанных с применением анилина, и принимают ряд других мер, предотвращающих отравление.
      Защита организма от повреждений. Плотный слой мертвых ороговевших клеток надкожицы предохраняет лежащие под ним живые клетки, которые повреждались бы даже при самом осторожном прикосновении к ним, если бы находились на поверхности тела. В тех местах, которые сильнее подвергаются раздражению, например на подошве, роговой слой кожи может становиться очень толстым.
      Мозоли представляют собой сильное утолщение кожи и, в частности, её рогового слоя под влиянием частого трения. Обычно они образуются в тех местах ладони, которые при физической работе испытывают наибольшее трение. Мозоли на ногах возникают в результате раздражающего действия обуви.
      Кожа с подкожной клетчаткой образует толстый, эластичный слой, ослабляющий действие толчков и ударов и тем самым предохраняющий от них органы тела.
      Защита от солнечных лучей. Энергия солнечных лучей возбуждает живые клетки и повышает их деятельность. Однако чрезмерное действие солнечных лучей может нарушить нормальную деятельность клеток и даже убить их. Особенно сильно действуют невидимые, ультрафиолетовые лучи, легко вызывающие солнечный ожог.
      Солнечные лучи, достигая клеток основного (нижнего) слоя надкожицы, раздражают их, заставляя скорее расти и размножаться. При этом надкожица становится толще и лучше задерживает лучи, в частности ультрафиолетовые, которые плохо проходят через слой ороговевших клеток; клетки надкожицы становятся богаче пигментом, и человек покрывается загаром, который также не пропускает солнечных лучей и тем самым предохраняет организм от их чрезмерного действия.
      Чем сильнее й длительнее действуют солнечные лучи на кожу, тем сильнее она загораёт и тем толще становится слой ороговевших клеток. Таким образом, загар и утолщение надкожицы являются защитными реакциями организма в ответ на чрезмерное действие, солнечных лучей.
      Выделение продуктов обмена. У некоторых животных, например у лягушки, значительное количество продуктов обмена, веществ выделяется через кожу. У человека выделение через кожу незначительно и заметной роли не играет. Достаточно сказать, что примерно 95% азота в виде мочевины, мочевой кислоты и других продуктов распада выделяется через почки и только 5% — через потовые железы кожи.
      Однако при некоторых условиях, в частности при нарушении работы почек, пот может содержать в несколько раз большее количество продуктов обмена и тем самым восполнять недостаточную функцию почек. В этих случаях пот приобретает запах, характерный для мочи, а на поверхности кожи, в результате испарения пота, откладываются кристаллы мочевины и мочевой кислоты.
      Поддержание постоянной температуры тела. Температура тела здорового человека при всякой, погоде и в любое время года держится на одном уровне — около 37°.
      В теле постоянно образуется тепло. Особенно много его образуется при усиленной мышечной работе. Если наше тело не перегревается, то только потому, что также постоянно, как происходит выработка тепла, происходит его отдача через поверхность тела. Кожа, соприкасаясь с окружающим воздухом, отдаёт ему тепло так, как отдаёт его поверхность нагретой печи, т. е. путём проведения и излучения.
      Значение расширения и сужения кожных капилляров. Кожа очень богата кровеносными сосудами. Когда температура воздуха поднимается, сосуды кожи расширяются и через них протекает большое количество крови. Кровь, приливая к коже, нагревает её, и отдача тепла через надкожицу в окружающий воздух происходит гораздо скорее, чем при обычной ширине сосудов.
      То же происходит и при мышечной работе, когда появляется необходимость в усиленной теплоотдаче: кожные сосуды расширяются, ток крови усиливается и теплоотдача увеличивается.
      Наоборот, если температура окружающего воздуха падает, сосуды суживаются и потеря тепла через кожу уменьшается.
      Влажный воздух лучше проводит тепло, чем сухой. Поэтому в сырую, холодную погоду теплоотдача, несмотря на сужение кожных сосудов, может оказаться чрезмерной и привести к охлаждению тела.
      Расширение и сужение кровеносных сосудов регулируется нервной системой. Под влиянием алкоголя парализуются нервы, суживающие сосуды, и последние остаются расширенными, а кожа горячей даже при низкой температуре воздуха; иными словами, нарушается нормальная регуляция теплоотдачи. Этим и объясняется, что у пьяного обычно отсутствует ощущение холода: в холодный день он идёт распахнувшись, спокойно засыпает на морозе. Вследствие усиленной отдачи тепла горячей кожей температура тела пьяного понижается, иногда даже на несколько градусов, что может привести к смерти. Таким образом, согревающее действие алкоголя основано на самообмане.
      Значение потоотделения. В жаркую погоду, а также при работе в горячих цехах, когда температура воздуха выше температуры тела, расширение сосудов кожи не может усилить, отдачу тепла: чрезмерно тёплый воздух не только не охлаждает кожи, но, наоборот, ещё больше её нагревает. При таких условиях опасность перегревания организма устраняется испарением усиленно выделяющегося пота.
      Скрытая теплота парообразования очень велика. Поэтому пот, испаряясь, поглощает с поверхности кожи большое количество тепла. В результате температура тела не повышается даже в 40 — 50-градусную жару.
      Отделение пота усиливается не только при высокой температуре окружающего воздуха, но и при напряжённой мышечной работе.
      В холодную погоду и при покойном состоянии тела отделение пота резко уменьшается.
      Изменения в отделении пота при действии на кожу тепла или холода, а также после питья воды представляют собой безусловный рефлекс. Примером влияния коры больших полушарий может служить потоотделение при испуге («холодный пот»), а также условнорефлекторное усиление потоотделения при одном лишь поднесении воды ко рту.
      Скорость испарения пота, а следовательно, и величина теплоотдачи зависят от температуры воздуха, его движения и влажности. Чем воздух теплее и суше, тем быстрее испаряется пот. В ветреную погоду, даже при влажном воздухе, происходит значительное испарение пота. Если воздух неподвижен и насыщен водяными парами, пот не испаряется. Этим и объясняется невозможность длительного пребывания в жарко натопленной бане.
      Перегревание и охлаждение организма. Как пи велика способность организма регулировать отдачу тепла через кожу, она всё же имеет свои пределы.
      При малоподвижном, чрезмерно тёплом и влажном воздухе отдача тепла резко уменьшается, и в результате может наступить опасное для жизни перегревание тела, так называемый тепловой удар.
      Главными признаками теплового удара являются: сильная головная боль, тошнота, в более тяжёлых случаях — обмороки, судороги. При этих явлениях нужно немедленно перенести пострадавшего в прохладное место, положить на голову лёд или смоченное холодной водой полотенце, обвевать пострадавшего, чтобы движением воздуха увеличить испарение пота, и обильно поить холодной или горячей водой, чтобы вызвать усиленное потоотделение.
      В холодную, сырую погоду может наступить охлаждение тела, что ведёт к ослаблению организма и повышению восприимчивости к болезням. Ослабление организма может наступить также ори длительном охлаждении отдельных органов, особенно ног. Именно поэтому так легко заболеть гриппом, ангиной и даже воспалением лёгких, если долго оставаться в промокшей обуви или без привычки ходить в холодную погоду босиком.
      Отморожение. При сильном охлаждении органов, чаще всего наиболее удалённых от сердца и хуже всего снабжаемых кровью, может наступить отморожение.
      Различают три степени отморожения: при первой степени охлаждённый участок сначала сильно бледнеет, а затем краснеет и отекает. Вторая степень вызывает образование пузырей. При отморожении третьей степени нарушается кровообращение, что приводит к омертвению тканей; при этом кожа чернеет.
      При отморожениях первой степени необходимо восстановить движение крови и вызвать прилив её к пострадавшему органу, что достигается энергичным растиранием (лучше всего снегом). При отморожении второй и третьей степени необходимо обращаться к врачу.
      Ожог. При лёгком ожоге наступает лишь покраснение обожжённого участка кожи. При более сильном — отслаивается верхний слой кожи и образуется пузырь, наполненный светлой жидкостью. При ещё более сильном (ожоге третьей степени) происходит омертвение кожи.
      Ожог любой степени, если он захватывает большую поверхность кожи, очень опасен, так как, во-первых, на большом участке нарушаются все жизненно необходимые функции кожи, а во-вторых, организм отравляется продуктами распада и разрушения пострадавших клеток.
      Ожог может произойти не только от воздействия тепла, но и в том случае, если на кожу попадут некоторые химические вещества (например, серная, соляная, азотная и другие крепкие кислоты, едкие щёлочи), а также такие боевые отравляющие вещества, как иприт, люизит и др.
      Вопросы. 1. Каким путём может усиливаться теплоотдача, если: а) окружающий воздух сух и его температура ниже температуры тела; б) воздух насыщен водяными парами, а его температура по-прежнему ниже температуры тела; в) воздух сухой, но его температура выше температуры тела; г) воздух насыщен водяными парами и имеет температуру более высокую, чем температура тела?
      2. При каких из перечисленных условий невозможна отдача тепла путём испарения пота и при каких — путём проведения тепла?
     
      § 52. Гигиена кожи.
     
      Загрязнённая кожа, как источник распространения заразы. Органические вещества, входящие в состав кожного сала и пота, легко подвергаются разложению, которое сопровождается появлением летучих веществ с тяжёлым запахом. Грязь, скапливающаяся на поверхности кожи, особенно в её многочисленных бороздках и складках, закупоривает отверстия сальных желез и затрудняет потоотделение.
      Вместе с пылинками к коже пристают различные микробы, для которых продукты разложения кожных выделений являются хорошей питательной средой.
      У неопрятных людей количество бактерий Достигает громадных размеров — до 40 тыс. на 1 кв. см кожи, что на всём теле при общей поверхности его в 1,5 кв. м составляет до 600 млн. Среди этих бактерий, наряду с безобидными, встречаются гноеродные, а во время эпидемии — возбудители холеры, брюшного тифа, дизентерии.
      При несоблюдении чистоты кожи и одежды на теле человека легко заводятся различные паразиты. Некоторые из них могут явиться причиной той или иной болезни. Так, например, чесоточный клещ, проникая в надкожицу и делая там ходы, вызывает очень неприятную болезнь — чесотку. Платяная вошь, живущая и размножающаяся в складках одежды, попав с больного человека на здорового, может стать передатчиком тяжёлой болезни — сыпного тифа.
      На загрязнённой коже часто встречаются яйца глистов.
      Через грязные руки возбудители различных заразных болезней могут попасть на пищу, а с нею проникнуть в организм.
      Неопрятный человек подвергает опасности не только себя, но и других.
      Поддержание чистоты кожи. Для сохранения здоровья как своего, так и окружающих необходимо постоянно следить за чистотой кожи.
      Не реже одного раза в неделю надо обмывать всё тело горячей водой с мылом, сменяя после мытья нательное бельё, пропитавшееся кожными выделениями.
      Лицо, шею, руки и ноги (особенно при их потливости) следует мыть ежедневно. Помимо того, руки надо мыть перед каждой едой. Особенно легко скапливается грязь под ногтями, поэтому они должны вовремя обрезаться.
      Последствия повреждений кожи. Под влиянием тех или иных воздействий в коже может появиться трещинка, язвочка или ранка. Через повреждённый участок внутрь организма могут проникнуть различные вредные вещества и, что особенно опасно, болезнетворные микробы.
      На такие повреждения организм отвечает воспалительной реакцией. Кровеносные сосуды расширяются; из них выходят белые тельца (фагоциты); кожа краснеет, припухает и становится горячей; нередко образуется гнойник.
      По окончании воспаления скопившийся гной выделяется. Клетки соединительной ткани, находящиеся по соседству, размножаются и постепенно затягивают ранку. Остатки кровяного сгустка и повреждённых клеток разрушаются и захватываются фагоцитами. Поверхность ранки постепенно закрывается размножающимися клетками основного слоя надкожицы, над которыми очень быстро появляются слои ороговевающих клеток.
      Одежда. Для нормальной функции кожи большое значение имеет одежда. Она помогает организму сохранять постоянную температуру.
      При холоде одежда должна уменьшать теплоотдачу. Поэтому наилучшими материалами для зимней одежды являются такие, в которых много пор (шерсть, мех), так как находящийся в порах воздух плохо проводит тепло и не допускает сильной отдачи его с кожи. Чем больше слоёв одежды и воздушных прослоек между ними, тем медленнее и слабее происходит теплоотдача. Однако даже и в холод количество слоёв не должно быть чрезмерным, иначе одежда становится тяжёлой и затрудняет движения, а кроме того, легко вызывает перегревание тела.
      При высокой температуре воздуха одежда должна, наоборот, способствовать отдаче тепла организмом. Для этого одежда должна быть как можно тоньше, легче, а число слоёв её — как можно меньше.
      Летние ткани должны быть легко проницаемы для воздуха и паров, чтобы облегчить испарение пота и тем самым усилить отдачу тепла.
      Бельё, которое непосредственно соприкасается с кожей, должно хорошо впитывать её выделения и быть проницаемым для воздуха. Для белья наиболее хороши мягкие ткани, не вызывающие раздражения кожи.
      Верхняя одежда сильно загрязняется пылью наружного воздуха. Пыль забивает поры одежды и тем самым увеличивает её теплопроводность. Чистота одежды поддерживается выколачиванием её и регулярной чисткой при помощи жёсткой щётки.
      Бельё и верхнее платье быстро пропитываются потом, кожным салом, чешуйками ороговевших клеток надкожицы. Поэтому не реже одного раза в неделю бельё нужно сменять.
      Роль кожи в закаливании организма. Естественные раздражители кожи — воздух, солнце и вода — делают её менее изнеженной, более стойкой к колебаниям температуры, здоровой и жизнеспособной.
      Некоторые продукты обмена здоровой кожи, количество которых увеличивается под влиянием этих раздражителей, всасываясь в кровь, оказывают влияние на все органы тела, в том числе и на нервную систему, повышая их жизнедеятельность. Помимо того, естественные раздражители возбуждают находящиеся в коже окончания чувствующих нервов и рефлекторно усиливают работу органов тела.
      Таким образом, двумя путями — гуморальным (через кровь) и нервным — воздух, солнце и вода оказывают благотворное влияние на весь организм.
      Для общего укрепления здоровья и повышения сопротивляемости организма различным вредным воздействиям очень важно с детства закаливать себя, разумно пользуясь естественными раздражителями кожи.
      Летом надо принимать солнечные и воздушные ванны. Чтобы избежать солнечного ожога, кожу надо приучать к действию солнечных лучей постепенно. Очень полезно ходить летом босиком. В остальное время года надо приучить себя ходить в возможно более лёгкой одежде. Излишнее укутывание делает человека изнеженным и более восприимчивым к болезням.
      Огромное значение имеет пользование водой, которое нельзя ограничивать летним купаньем. Надо круглый год ежедневно производить по утрам обтирание комнатной водой или, если это возможно, принимать душ.
      Длительное купание и продолжительные солнечные ванны, особенно для непривычного человека, вредно влияют на сердце и приводят к расстройству нервной системы. Для некоторых людей пребывание на солнце, обливание холодной водой и другие мероприятия, обычно ведущие к укреплению здоровья, могут оказаться вредными неопасными. Поэтому закаливание организма следует проводить, посоветовавшись врачом.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Какое строение имеет кожа?
      2. В чём выражается защитная роль кожи?
      3. Какую роль играет кожа в закаливании организма?
      4. Как через кожу регулируется теплоотдача?
      5. Перечислите основные правила гигиены кожи.
      6. Каковы основные требования, которые надо предъявлять к одежде?
     
     
      IX. ВНУТРЕННЯЯ СЕКРЕЦИЯ.
     
      § 53. Железы внутренней секреции.
     
      Гуморальная регуляция. Каждый орган выделяет в кровь вещества, которые могут оказать влияние на деятельность других органов. Так, все органы, в зависимости от выполняемой работы, выделяют в кровь то или иное количество углекислоты. Любое изменение содержания в крови углекислоты не остаётся безразличным для организма — оно тотчас же отзывается на возбудимости дыхательного центра. Именно таким путём осуществляется химическая, или гуморальная, регуляция дыхания.
      Процессы обмена веществ в различных органах неодинаковы, а потому неодинаковы и химические вещества, поступающие из них в кровь,. Вот почему отдельные органы играют различную роль в химическом взаимодействии. Из стенок желудка в кровь попадают вещества, принимающие участие в гуморальной регуляции процесса пищеварения; клетки кожи выделяют в кровь вещества, оказывающие значительное влияние на деятельность нервной системы и других, органов тела.
      Гормоны. Не все продукты обмена в одинаковой мере участвуют в гуморальной регуляции. Некоторые из них приобретают столь большое значение в регуляции процессов, протекающих в организме, что их присутствие в крови становится жизненно необходимым. Такие вещества получили название гормонов1.
      1 От греческого слова hormao (гормао), что означает: возбуждаю, побуждаю.
      Обычно гормоны являются высоко активными веществами. Находясь в крови в ничтожном, едва уловимом количестве, они тем не менее оказывают значительное влияние на различные процессы, протекающие в организме. В этом отношении гормоны можно сравнить с витаминами. Основное различие между ними заключается в том, что витамины поступают в организм с пищей, а гормоны образуются в нём самом. Некоторые витамины служат материалом для образования гормонов.
      К гормонам относятся адреналин и ацетилхолин, которые принимают участие в гуморальной регуляции кровообращения. Оба эти вещества хорошо изучены, — удалось не только определить их химическую, формулу, но и получить их в лаборатории путём синтеза. Химическим путём удалось получить и другие гормоны.
      Однако состав и строение некоторых гормонов до сих пор ещё мало изучены. К числу таких гормонов относится, например, секретин, образующийся в стенке двенадцатиперстной кишки и вызывающий выделение поджелудочного сока.
      Железы внешней и внутренней секреции. Такие железы, как слюнные, желудочные, потовые, имеют выводной проток, через который и выделяется вырабатываемый ими сок, или секрет1.
      1 От латинского слова secretio (секрецио), что означает: выделяю.
      Желудочный и кишечный соки выделяются в полость пищеварительного канала; пот и кожное сало — на поверхность тела. Железы, имеющие выводные протоки, получили название желез внешней секреции.
      В отличие от них железы, в которых образуются гормоны, называются железами внутренней секреции. Они не имеют выводных протоков и выделяют вырабатываемые вещества непосредственно в лимфу и кровь.
      Различие в строении желез внешней и внутренней секреции резко бросается в глаза при рассматривании под микроскопом поджелудочной железы (рис.95). Одни участки этого органа имеют выводные протоки и вырабатывают поджелудочный сок, который поступает в двенадцатиперстную кишку. Другие, называемые островками, представляют собой железу внутренней секреции. Они не имеют выводных протоков и весьма обильно снабжены кровеносными сосудами. Вырабатываемый клетками островков гормон инсулин, который способствует превращению виноградного сахара в животный крахмал, попадает непосредственно в кровь.
      Расположение некоторых важнейших желез внутренней секреции показано на рис. 96.
     
      § 54. Щитовидная железа.
     
      Расположение и строение щитовидной железы. Среди желез внутренней секреции одной из наиболее изученных является щитовидная. Она расположена на шее, чуть пониже щитовидного хряща гортани (рис.97). Группы клеток этой железы образуют пузырьки, которые, в отличие от пузырьков слюнной железы, не имеют выводных протоков. Внутри пузырьков скопляется слизистая жидкость, содержащая гормон щитовидной железы. Количество этого гормона не у всех людей одинаково: у одних функция железы может быть повышена, у других понижена. Наблюдения над больными с сильно изменённой функцией железы, а также опыты её удаления и пересадки у животных помогли выяснить роль железы в организме.
      Чрезмерная функция щитовидной железы. У некоторых людей железа разрастается и вырабатывает чрезмерно много гормона. Скапливающаяся жидкость сильно растягивает пузырьки, и объём железы значительно увеличивается. Чрезмерная функция щитовидной железы может привести к серьёзному заболеванию — базедовой болезни.
      При базедовой болезни резко усиливается обмен веществ. Потребление кислорода повышается даже при спокойном лежании. Сердце сокращается сильно и очень часто. Больной постоянно находится в возбуждённом состоянии, на всё очень сильно реагирует, легко раздражается и обычно страдает бессонницей. Другими признаками этой болезни являются пучеглазие, всё усиливающаяся мышечная слабость и резкое похудание, нередко доходящее до крайнего истощения.
      Недостаточная функция щитовидной железы. В состав гормона щитовидной железы входит иод. Того незначительного количества иода, которое обычно содержится в питьевой воде и пище, вполне достаточно для нормальной функции железы. Однако в некоторых, преимущественно горных, районах Урала, Кавказа и Средней Азии почва, вода, а следовательно, и растения очень бедны иодом; в таких условиях его нехватает и в организме людей.
      Щитовидная железа реагирует на недостаток иода усилением своей деятельности. Железистая ткань разрастается, и клетки усиленно вырабатывают слизистую жидкость, которая растягивает пузырьки. В результате развивается зоб, причём вес железы может достигать 4—5 кг.
      Несмотря на сильное разрастание железы, количество вырабатываемого ею гормона не только не превышает нормы, но даже остаётся несколько пониженным. Однако в большинстве случаев наличие зоба не сопровождается заметными болезненными явлениями.
      Иногда железа полностью или почти полностью прекращает свою деятельность. Это приводит к болезни, называемой слизистым отеком. Дети, больные слизистым отёком, почти совсем но растут. Подкожная соединительная ткань набухает и перерождается, что вызывает отёчный вид кожи; глаза едва раскрыты, рот широкий и из него нередко высовывается язык. Ненормально замедляется деятельность всего организма: сердце сокращается реже, чем у здоровых людей, снижается температура тела, вяло работают органы пищеварения. С возрастом такие дети превращаются в уродцев-идиотов, не способных к труду. Обычно они живут недолго и умирают молодыми.
      Если слизистым отёком заболевает взрослый человек, то это, конечно, не сказывается на его росте, но остальные явления сходны с теми, какие наблюдаются при заболевании детей. Также появляется болезненная полнота, отёчность лица и тела, расстраивается высшая нервная деятельность, теряется интерес ко всему окружающему, ослабевает намять, резко снижаются умственные способности.
      Удаление и пересадка железы. Удаление щитовидной железы у животных, например у собак, вызывает те же явления, что и у людей, больных слизистым отёком. Животные становятся тупыми и вялыми, у них появляется отёчность тела, пропадает аппетит, начинает развиваться малокровие и истощение всего организма. При удалении щитовидной железы у молодых животных наолюдается, кроме того, и задержка роста (рис.98).
      Но стоит оставить у животного хотя бы небольшую часть щитовидной железы, как описанные выше явления или не наступают совсем, или выражаются в очень слабой форме.
      Болезненные явления исчезают и в том случае, если животному с удалённой щитовидной железой пересадить часть железы, взятой от другого животного, того же либо очень близкого вида. Пересаженный кусочек железы нередко приживается и продолжает выполнять свои обычные функции. При этом безразлично, куда пересадить железу — на место удалённой или в другое место. Часто пересадку производят в брюшную полость.
      Рис. 98. Две взрослые собаки одного помёта. У одной из них (слева) в трёхмесячном возрасте была удалена щитовидная железа.
      Подобное же улучшение наблюдается, если животному, лишённому щитовидной железы, прибавлять в корм экстракты или кусочки железы другого животного.
      Влияние железы на развитее. Гормон щитовидной железы является одним из важнейших регуляторов развития организма. Если у головастика лягушки удалить щитовидную железу, его метаморфоз. т. е. превращение во взрослую форму, резко задерживается. И наоборот, прибавка препарата щитовидной железы к воде, в которой находится головастик, значительно ускоряет метаморфоз.
      Сезонные явления у животных (линька у пресмыкающихся, смена оперения у птиц и пр.) также в сильной степени зависят от гормона щитовидной железы.
      Лечение заболеваний щитовидной железы. При недостаточной деятельности железы в организм вводят недостающий гормон. С этой целью принимают внутрь порошки или таблетки, приготовленные из растёртых щитовидных желез животных. Больному приходится всю жизнь пользоваться этими препаратами, подобно тому, как близорукий всегда пользуется очками или хромой — костылями.
      Иногда хорошие, хотя и временные, результаты даёт пересадка больному железы или части её, взятой от только что умершего человека или наиболее близкого к человеку животного — обезьяны. Однако в большинстве случаев пересаженная железа постепенно рассасывается, разрушается и через несколько месяцев болезнь снова возвращается.
      Рис. 99. Женщина, страдающая базедовой болезнью.
      Рис. 100. Та же женщина после операции удаления части щитовидной железы.
      При чрезмерной деятельности щитовидной железы хирурги иногда удаляют часть железы, и тогда исчезают те болезненные изменения в организме, которые зависели от большого количества гормона (рис.99 и 100).
     
      § 55. Мозговой придаток.
     
      Рис. 101. Две собаки одного помёта; у одной из них (слева) удалён мозговой придаток.
      Мозговой придаток, или гипофиз, находится на нижней поверхности головного мозга, недалеко от выхода зрительных нервов.
      В мозговом придатке вырабатывается целый ряд гормонов, регулирующих различные процессы обмена веществ.
      Один из гормонов гипофиза влияет на рост молодого организма и особенно на рост его костей (рис.101). При пониженной деятельности мозгового придатка у детей замедляется рост.
      Это замедление может быть настолько резким, что во взрослом состоянии больные нередко достигают всего лишь 70 — 80 см — вдвое меньше нормального человеческого роста. Людей с таким ненормально маленьким ростом называют карликами (рис.102).
      При усиленной деятельности мозгового придатка наблюдается обратное явление. Ребёнок начинает усиленно расти и превращается в великана, ростом до двух метров и больше. Известны великаны, рост которых достигал даже 265 см (рис.102). Несмотря на большой рост, великаны не отличаются силой. Обычно они гораздо слабее людей нормального роста.
      У взрослых людей чрезмерная деятельность мозгового придатка вызывает очень тяжёлую болезнь — акромегалию. При этой болезни, вследствие ненормального роста отдельных частей тела, удлиняются конечности, разрастается грудная клетка, увеличиваются кости лица, особенно нижняя челюсть и нос. Язык часто так разрастается, что не помещается во рту. Тело человека приобретает уродливый вид. Болезнь сопровождается также рядом внутренних расстройств и обычно приводит к смерти.
      Рис. 102. Влияние гипофиза на рост: посередине взрослый человек среднего роста; слева гигант (чрезмерна функция гипофиза); справа взрослый карлик (недостаточная функция гипофиза).
      Попытки хирургов удалять заболевшую железу путём операции вызывали весьма печальные результаты: состояние больного значительно ухудшалось, и во многих случаях дело кончалось гибелью больного.
     
      § 56. Половые железы.
     
      Удаление половых желез. Мужские половые железы называются семенниками, а женские — яичниками. Семенники и яичники выделяют в кровь гормоны и потому должны быть отнесены к железам внутренней секреции.
      Ещё в древние времена было подмечено, что половые железы оказывают очень сильное общее действие на весь организм. Удаление половых желез, или кастрация, вызывает в нём резкие изменения.
      Если кастрация произведена в раннем возрасте, у животного не развиваются вторичные половые признаки, т. е. внешние особенности строения мужского и женского организмов. Так, например, у кастрированного петуха не развивается характерное для него оперение, не разрастается гребешок. Курица, лишённая яичников, теряет свойственные курам черты и становится очень похожей на кастрированного петуха (рис.103). Помимо того, кастрация животных приводит к откладыванию в их теле большого количества жира.
      В хозяйственных целях человечество издавна пользуется результатами кастрации. Удаляя семенники у быков, получают спокойных волов, которых очень удобно использовать на сельскохозяйственных работах. Петухов и самцов свиней кастрируют для получения жирного мяса.
      В некоторых странах из религиозных побуждений производят удаление семенников у людей и тем самым калечат их на всю жизнь. Если операция произведена в детском возрасте, прекращается развитие вторичных половых признаков: не растут усы и борода; на всю жизнь сохраняется характерный для детей высокий и звонкий голос; скелет и в частности таз также сохраняют детские формы; появляется значительный слой подкожного жира. Кастрация оказывает сильное влияние и на высшую нервную деятельность, что отражается на всём поведении человека. Особенно характерно появление крайней вялости и лени, а также чёрствости и эгоистичности; навсегда исчезают бодрость и живость мысли.
      Пересадка половых желез. Влияние желез на развитие вторичных половых признаков особенно ярко выделяется в опытах с пересадкой кастрированным животным желез другого пола (рис.103). После пересадки кастрированному петуху яичника у петуха развиваются вторичные половые признаки самки, и он становится похожим на курицу; и наоборот, если кастрированной курице пересадить семенник, она приобретает петушиный облик.
      Подобное искусственное «превращение полов» производилось и на некоторых других животных. Эти опыты окончательно установили, что развитие вторичных половых признаков тесно связано с внутренней секрецией половых желез.
      Гормоны половых желез. Гормоны семенника и яичника хорошо изучены. Они очень близки друг другу по своему химическому строению. Однако, как показывают опыты с удалением и пересадкой половых желез, мужские и женские гормоны оказывают весьма неодинаковое влияние на организм и способствуют развитию признаков только своего пола.
      В яичнике помимо гормона, обусловливающего развитие вторичных половых признаков, вырабатывается гормон, присутствие которого необходимо для нормального развития беременности и молочных желез.
      Задание. Составьте таблицу известных вам желез внутренней секреции по следующей схеме:
      Название железы Какие изменения возникают в организме при:
      чрезмерной деятельности железы
      недостаточной деятельности железы или её удалении
     
      § 57. Значение желез внутренней секреции.
     
      Связь между железами внутренней секреции. Каждая железа внутренней секреции, выделяя в кровь продукты своей деятельности, принимает определённое участие в регуляции процессов обмена веществ. При этом различные железы влияют друг на друга в между ними устанавливается тесное взаимодействие. Так, один из гормонов мозгового придатка усиливает деятельность половых желез; его удаление очень быстро прекращает выработку половых гормонов. В свою очередь, гормоны половых желез оказывают влияние на функцию мозгового придатка, понижая его деятельность.
      Установлено взаимное влияние половых желез и щитовидной, работа которой также находится под строгим контролем одного из гормонов мозгового придатка.
      Эти примеры показывают, в каких сложных условиях протекает химическая регуляция жизненных процессов. Железы внутренней секреции регулируют своими гормонами деятельность не только различных органов тела, но и друг друга.
      Нарушение нормальной работы одной железы тотчас же сказывается на функциях других. Это, в свою очередь, вызывает ряд изменений в организме и ведёт к расстройствам, которые могут быть очень сложными и разнообразными.
      Регуляция внутренней секреции. Работа желез внутренней секреции, как и всех других органов тела, регулируется нервной системой; Опыты показывают, что раздражение нерва, подходящего к железе внутренней секреции, вызывает усиленное образование гормона. Так, например, раздражение блуждающего нерва вызывает усиленное выделение в. кровь гормона инсулина, вырабатываемого островками поджелудочной железы. Эти воздействия носят рефлекторный характер.
      Изменение работы желез внутренней секреции под влиянием условных раздражителей свидетельствует о том, что эти железы подчинены в своей деятельности коре больших полушарий.
      С другой стороны, давно известны факты влияния гормонов, например, гормона щитовидной железы, на функции мозга, и в частности на работу коры больших полушарий. Следовательно, нервная система и железы внутренней секреции взаимно влияют друг на друга. Однако ведущая роль сохраняется за нервной системой. Подчинение деятельности желез внутренней секреции влиянию нервной системы и особенно коры больших полушарий обеспечивает лучшее приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды.
      Практическое применение гормонов. Громадные успехи в деле изучения желез внутренней секреции дали возможность бороться со многими болезнями, которые раньше считались неизлечимыми. Так, например, можно полностью ликвидировать болезненные явления, связанные с прекращением деятельности щитовидной железы, регулярно вводя в организм препараты этой железы.
      Не менее важны успехи хозяйственного использования различных гормонов. Вводя в организм животного те или иные гормоны или, наоборот, удаляя отдельные железы внутренней секреции, удаётся направлять развитие животного в желательную для нас сторону. Так, кастрация животных приводит к откладыванию в их теле большого количества жира, делает их спокойными и послушными. При помощи гормонов можно усилить рост животных, увеличить нагул мяса, повысить яйценоскость и ,улучшить качество яиц, повлиять на плодовитость животных, на развитие пера, шерсти и т. д.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Как осуществляется гуморальная связь между органами?
      2. Чем отличаются железы внутренней секреции от желез наружной секреции?
      3. Какие железы обладают одновременно и наружной и внутренней секрецией? В чём заключается внутрисекреторная функция этих желез?
      4. Каковы основные способы изучения деятельности желез внутренней секреции?
      5. Какую роль играет щитовидная железа?
      6. Какое влияние на функции организма оказывает мозговой придаток?
      7. Какую роль играют гормоны половых желез?
      8. Каковы способы лечения при заболеваниях, связанных с расстройством деятельности желез внутренней секреции?
      9. Какое практическое применение в медицине и в сельском хозяйстве поручили наши знания о железах внутренней секреции?
     
     
      X. НЕРВНАЯ СИСТЕМА.
     
      § 58. Значение нервной системы.
     
      Реакции организма на окружающую среду. Существование организма невозможно без его взаимодействия с внешней средой. Организм реагирует на самые различные изменения, происходящие вокруг него, если только они достигают достаточной силы. При этом реакция не ограничивается теми органами, которые непосредственно подвергаются раздражению, — она захватывает весь организм. Внезапно раздавшийся гудок автомобиля раздражает только чувствительные клетки органа слуха. Однако реакция на этот звук может быть очень сложна: человек совершает ответные движения, например, поворачивается в сторону гудка; его сердце начинает учащённо сокращаться; задерживается отделение пищеварительных соков и т. д. С подобными общими реакциями всего организма мы уже встречались при изучении органов пищеварения, дыхания и др.
      Реакции организма могут осуществляться и через посредство жидкостей тела, т. е. гуморальным путём. Так, под влиянием ультрафиолетовых лучей в коже образуются вещества, которые, попадая в кровь, вызывают повышение обмена веществ в различных органах тела. Однако таким путём не могут быть обеспечены быстрые и разнообразные ответы организма на изменения в окружающей среде. В осуществлении всех реакций обязательное участие принимает нервная система. Те же ультрафиолетовые лучи возбуждают нервные окончания кожи; импульсы доходят до центральной нервной системы, а оттуда по центробежным нервным волокнам направляются к различным органам, вызывая изменение их деятельности.
      У высших животных и особенно у человека значение нервной системы в осуществлении реакций организма на окружающую среду чрезвычайно велико. Посредством нервной системы организм ориентируется в окружающем его мире, приспосабливается к постоянно меняющимся условиям жизни.
      Общее строение нервной системы. Нервная система имеется у всех многоклеточных, за исключением губок. У кишечнополостных (например, у гидры) она имеет вид разбросанной по всему телу сети, состоящей из клеток, соединённых друг с другом отростками (рис.104). В такой нервной системе возбуждение распространяется совершенно одинаково во всех направлениях, а поэтому в ответ на раздражение любого участка тела получается одна и та же двигательная реакция с сокращением всех мышечных клеток. В соответствии с этим и поведение гидры весьма однообразно.
      По мере развития животного мира изменялось и усложнялось строение нервной системы, а вместе с тем и реакции организма становились более сложными и разнообразными.
      У всех позвоночных, в том числе и у человека, различают центральную нервную систему и периферическую (цветная таблица V).
      Центральная нервная система представляет собой огромное скопление нервной ткани и состоит из спинного мозга, расположенного внутри позвоночника, и головного мозга, находящегося в полости череда.
      Многочисленные нервы, отходящие от спинного и головного мозга, составляют периферическую нервную систему, В различных её участках имеются небольшие скопления нервных клеток — нервные узлы.
      Координация деятельности органов тела. Все реакции организма всегда строго согласованы- и координированы, ибо протекают при участии нервной системы. Так, сгибание руки в локте является результатом координированной деятельности целой группы мышц: мышцы-сгибатели сокращаются, причём каждая из них в каждом отдельном случае сокращается с определённой силой; одновременно расслабляются разгибатели; степень расслабления каждого из них опять-таки строго определённа. Мало того, изменение состояния каждой мышцы сопровождается расширением или сужением её кровеносных сосудов. Следовательно, простое сгибание руки сопровождается целым рядом согласованных изменений в организме.
      Нервная система регулирует деятельность всех органов, непрерывно приспосабливая их работу к потребностям организма. В результате не только сокращение мышц, но и функции внутренних органов оказываются строго координированными.
      Роль мозга в познании окружающего мира. Через посредство органов чувств и нервной системы человек получает ощущения и познаёт окружающий мир. С деятельностью нервной системы связано мышление человека и всё его поведение. Мышление и сознание, по словам Энгельса, «продукты человеческого мозга».
     
      § 59. Строение и свойства нервов.
     
      Нервные волокна. Нейрон состоит из тела клетки, коротких ветвящихся отростков, или дендритов, и обычно одного длинного отростка, или аксона. Длинный отросток, вместе с окружающей его оболочкой, называется нервным волокном.
      На разрезе головного или спинного мозга можно заметить, что в одних местах вещество мозга имеет более тёмный оттенок — так называемое серое вещество, а в других более светлый — белое вещество. Серое вещество мозга состоит по преимуществу из огромного количества нервных клеток. Нервные волокна, отходящие от этих клеток и покрытые белой оболочкой, скопляются плотной массой и образуют белое вещество мозга (рис.105).
      Строение нервов. Нерв состоит из большого количества нервных волокон, которые отличаются друг от друга главным образом толщиной белой оболочки. Отдельные пучки нервных волокон, а также весь нерв окружены оболочкой из соединительной ткани (рис.106).
      Недалеко от своего окончания нервное волокно теряет белую оболочку и распадается на несколько веточек, которые вплотную подходят либо к мышечным волокнам, либо к клеткам железы или иного органа, либо, наконец, к дендритам другого нейрона.
      Проведение возбуждения по нерву. Проведение возбуждения является основным свойством нервной ткани.
      Если выделить из тела лягушки мышцу вместе с подходящим к ней нервом и нанести на нерв раздражение (электрическим током, химическим веществом или сдавливанием), мышца сокращается. Это происходит потому, что возникшее в нерве возбуждение, пройдя по всей его длине, переходит с нервных окончаний на мышечные волокна. Стоит, однако, отравить какой-нибудь участок нерва алкоголем или хлороформом, либо крепко перетянуть его ниткой, и передача возбуждения через повреждённое место прекращается: только при раздражении нерва между поражённым участком и мышцей можно получить сокращение последней (рис.107).
      Проведение возбуждения — физиологический процесс. Проведение возбуждения является чрезвычайно сложным физиологическим процессом. Оно не имеет ничего. общего с прохождением электрического тока по проводнику. Импульс проводится по нерву со скоростью нескольких десятков метров в секунду; у человека эта скорость может достигать 100 — 120 м. Электрический же ток распространяется по проводам со скоростью света, проходя около 300 тыс. километров в секунду.
      Хотя процесс возбуждения распространяется гораздо медленнее электрического тока, тем не менее скорость проведения нервного импульса такова, что реакции организма могут осуществляться в десятые и даже сотые доли секунды.
     
      § 60. Спинной мозг.
      Строение спинного мозга. Спинной мозг расположен в позвоночном канале, который образуется телами и дугами позвонков (рис.108). Он тянется в виде толстого шнура, разделённого двумя бороздами на правую и левую половины.
     
      Рис. 108. Спинной мозг: 1 — белое вещество; 2 — серое вещество; 3 — задний корешок; 4 — передний корешок; 5 — межпозвоночный узел; 6 и 7 — симпатический пограничный ствол; 8 — межпозвоночное отверстие.
      В самом центре спинного мозга проходит канал, который продолжается в головной мозг. В канале содержится жидкость, сходная по составу с лимфой.
      Белое и серое вещество спинного мозга. Рассматривая поперечный разрез спинного мозга, нетрудно заметить, что в середине расположено серое вещество, а по краям — белое.
      Участки серого вещества, раздражение которых вызывает работу тех или иных органов, условно называют нервными центрами этих органов. Так, например, в шейной части спинного мозга находится нервный центр диафрагмы; при разрушении этого участка мозга сокращения диафрагмы прекращаются. В сером веществе спинного мозга находятся центры мышц туловища и конечностей, а также центры внутренних органов.
      Основную массу белого вещества составляют волокна, соединяющие между собой различные центры спинного мозга, а также идущие от него к тем или иным отделам головного мозга, либо наоборот, от головного к спинному мозгу. Нервные волокна, соединяющие различные участки мозга, называются проводящими путями. Через них осуществляется связь между нейронами. различных отделов мозга и тем самым обеспечивается согласованная деятельность всей нервной системы. Головной мозг регулирует работу спинного мозга и в то же время сам получает от него импульсы, в большой зависимости от которых находится его деятельность.
      Спинномозговые нервы. Между каждой парой соседних позвонков от спинного мозга отходят слева и справа спинномозговые нервы — всего 31 пара. Каждый нерв начинается двумя корешками — передним и задним.
      Если у обезглавленной лягушки на правой стороне перерезать все передние корешки, а на левой стороне — задние корешки, то при раздражении правой лапки ответная реакция наблюдается только на левой стороне, в то время как вся правая остаётся неподвижной. При раздражении левой лапки рефлекторной реакции не происходит (рис.109).
      Таким образом, перерезка передних корешков не препятствует прохождению импульсов от кожи к спинному мозгу, но прекращает их проведение от мозга к мышцам. Это означает, что центробежные импульсы могут проходить только через передние корешки. Отсутствие какой бы то ни было рефлекторной реакции после перерезки задних корешков показывает, что центростремительные импульсы проходят лишь через задние корешки. Поэтому передний корешок называется двигательным, а задний — чувствительным.
      Оба корешка по выходе из мозга сливаются в один нерв. Таким образом, нервы, идущие от спинного мозга, являются смешанными: в них находятся нервные волокна обоих родов — центростремительные и центробежные.
      Рефлекторная дуга. Всякая ответная реакция на раздражение, протекающая при участии нервной системы, как мы уже знаем, называется рефлексом, или рефлекторной реакцией. Путь, по которому пробегают импульсы, вызывающие рефлекторную реакцию, называется рефлекторной дугой.
      В каждой рефлекторной дуге (рис.110) можно различить пять участков: первым участком являются воспринимающие нервные окончания, расположенные как в органах чувств, так и во всех других органах тела — мышцах, кишечнике, лёгких и т. д.; вторым — центростремительный нерв; третьим — центральная нервная система, т. е. спинной и головной мозг; четвёртым — центробежный нерв; пятым и последним — орган, дающий ответную реакцию — скелетная мышца, сердце, слюнная железа и т. д.
      В состав самой простой рефлекторной дуги должны, входить по меньшей мере два нейрона: центростремительный и центробежный.
      Центростремительный нейрон. Клетки центростремительных нейронов расположены не в спинном мозгу, а в заднем корешке, где они образуют утолщение, называемое межпозвоночным узлом. Эти нейроны, в отличие от всех остальных, имеют два длинных отростка. Один из них проводит возбуждения с чувствительных окончаний в коже, мышцах и пр. к телу клетки, а по другому — возбуждение проходит от тела клетки в спинной мозг. В спинном мозгу этот отросток разветвляется: одна ветвь идёт по белому веществу в нижележащие части спинного мозга, а другая направляется вверх. Обе эти ветви дают короткие боковые веточки, которые вступают в серое вещество и здесь оканчиваются.
      Центробежный нейрон. Центробежный нейрон имеет один длинный отросток (аксон) и несколько коротких (дендритов). Тело клетки находится в передних выступах, или, как их обычно называют, передних рогах серого вещества. Отсюда длинный отросток по переднему корешку, а затем по спинномозговому нерву доходит до работающего органа, например мышцы.
      Веточки длинного отростка центростремительного нейрона, подойдя к передним рогам серого вещества, вступают в соприкосновение с дендритами центробежного нейрона. Возбуждение может переходить только с аксона на дендриты. В обратном направлении — с дендритов на аксон возбуждение не передаётся. Благодаря этому обеспечивается одностороннее проведение возбуждения в центральной нервной системе.
      Коленный рефлекс. Примером двухнейронного рефлекса может служить коленный рефлекс. Если человека посадить на стул, предложив ему закинуть одну ногу на другую, а затем ударить ребром ладони или лучше лёгким молоточком по сухожилию ниже коленной чашечки, то нога подскакивает. Сухожилие, подвергшееся удару, прогибается и тянет за собой мышцу, разгибающую ногу в колене. Мышца растягивается, что вызывает раздражение воспринимающих нервных окончаний, находящихся в ней самой. Возникающий при этом поток импульсов по центростремительным нейронам доходит до спинного мозга, а оттуда по центробежным возвращается к той же самой мышце, вызывая её ответное укорочение (цветная таблица VI).
      Промежуточные нейроны. Рефлекторные дуги, состоящие из двух нейронов, встречаются очень редко. Большинство дуг состоит из трёх, четырёх и даже большего числа нейронов. Схемы рефлексов, состоящих из двух и трёх нейронов, даны на цветной таблице VI. Как показано на рисунке, веточки отростка центростремительного нейрона подходят не только к передним, но и к задним рогам серого вещества. Здесь находятся тела промежуточных, или вставочных, нейронов, которые передают возбуждение от центростремительных к центробежным нейронам.
      От промежуточных нейронов длинные отростки направляются к самым различным участкам спинного мозга, а также и в головной мозг. Переходя с одного промежуточного нейрона на другой, возбуждение передаётся на все участки центральной нервной системы.
     
      Задание. Зарисуйте схему двух нейронов таким образом, чтобы аксон первого нейрона подходил к дендритам второго нейрона, а аксон этого последнего — к мышце. Схему снабдите подробными пояснениями. Стрелками отметьте, в каком направлении может пройти возбуждение.
     
      § 61. Рефлексы спинного мозга.
     
      Рефлексы на обезглавленной лягушке. Рефлексы, осуществляемые при участии спинного мозга, очень удобно изучать на лягушке, у которой удалён головной и полностью сохранён спинной мозг. Для наблюдения за рефлексом лягушку подвешивают на штативе.
      Если лапку обезглавленной лягушки ущипнуть пинцетом, лапка отдёрнется. В зависимости от силы щипка могут прийти в движение две, три, а то и все четыре лапки. Этот опыт показывает, что возбуждение может распространяться, или иррадиировать, захватывая различные отделы спинного мозга.
      Возбудимость нервной системы. Распространение возбуждения, иными словами, переход его с одного нейрона на другой, зависит от степени возбудимости нервных клеток. Изменение возбудимости последних можно отчётливо проследить при действии некоторых ядов на обезглавленную лягушку. Так, алкоголь после первоначального кратковременного повышения возбудимости вызывает значительное её понижение. Стрихнин столь сильно повышает возбудимость, что животное на самое лёгкое прикосновение отвечает судорожными сокращениями всех мышц тела.
      Значение центростремительных импульсов. Беспрерывно в центральную нервную систему со всех мест тела по центростремительным нейронам бегут потоки импульсов. Некоторые из них вызывают ответные реакции, но подавляющее большинство оказывается слишком слабым, чтобы привести к рефлексу. Тем не менее, эти импульсы не остаются безразличными для организма. Они повышают возбудимость клеток центральной нервной системы.
      Можно выбрать такие слабые раздражения (например, электрическим током), которые, взятые в отдельности, не вызывают рефлекторной реакции обезглавленной лягушки. При повторении этих раздражений с известной частотой несколько раз подряд рефлекторная реакция появляется, так как каждое раздражение повышает возбудимость клеток.
      При некоторых заболеваниях человек может потерять чувствительность. У одного больного была полностью потеряна чувствительность кожи; он был слеп на один глаз и глух на одно ухо. Как только ему затыкали ватой здоровое ухо и закрывали повязкой здоровый глаз, возбудимость его нервной системы настолько понижалась, что он тотчас же становился неподвижным и впадал в сонное состояние. Это состояние прекращалось при снятии с глаза повязки и удалении из уха ваты.
      Рассмотренный пример показывает, как велико значение центростремительных импульсов для деятельности всей центральной нервной системы даже в тех случаях, когда они и не вызывают рефлекторной реакции.
      Торможение рефлексов. Погружение кончика задней лапки обезглавленной лягушки в слабый раствор серной кислоты вызывает довольно быстро (обычно через 1 — 3 секунды) отдёргивание лапки. Реакция наступает значительно позднее, а иногда и совсем не наблюдается, если при погружении задней лапки в кислоту переднюю лапку сдавить при помощи зажима.
      В этом случае в центральную нервную систему одновременно поступают два потока импульсов: с передней лапки, раздражаемой зажимом, и с задней, находящейся в кислоте. Поток импульсов с передней лапки не только не повышает возбудимости нервных клеток, участвующих в рефлекторной реакции задней лапки, но, наоборот, угнетает, тормозит их деятельность. Такое торможение и вызывает задержку рефлекса.
      Торможение в центральной нервной системе было впервые изучено великим русским физиологом Сеченовым. В настоящее время твёрдо установлено, что каждая нервная клетка может приходить как в состояние возбуждения, так и состояние торможения. Последнее нельзя считать состоянием покоя или бездеятельности. Оно представляет собой такое активное состояние нервных клеток, при котором возбуждение не может через них пройти (рис.111). Рефлексы, на пути которых появился очаг торможения, ослабевают или исчезают на всё время его действия. Оба состояния нервных клеток — возбуждение и торможение — являются одинаково необходимыми для нормальной деятельности нервной системы.
      Координация рефлексов. Когда обезглавленная лягушка в ответ на раздражение отдёргивает лапку, сокращается целая группа мышц-сгибателей. Это вызывается тем, что в спинном мозгу возбуждаются центры мышц-, сгибателей, т. е. те группы нервных клеток, отростки которых связаны с мышцами-сгибателями. Одновременно понижается тонус мышц-разгибателей, и они расслабляются, что облегчает сгибание лапки. Расслабление разгибателей является результатом того, что нервные клетки, связанные с этими мышцами, иными словами, их нервные центры, приходят в состояние торможения.
      Реакции лягушки, находившейся некоторое время на холоде (например, при температуре 0°), резко замедляются. Когда такая лягушка в ответ на раздражение сгибает лапку, то последняя остаётся согнутой довольно длительное время и лишь через несколько секунд начинает медленно опускаться. Если же вслед за раздражением левой лапки тотчас ущипнуть пинцетом правую, то одновременно с её сгибанием произойдёт разгибание левой лапки.
      Пользуясь замедленными реакциями охлаждённой лягушки, легко удаётся наблюдать взаимодействие нервных центров: возбуждение центров мышц-сгибателей правой лапки вызывает торможение центров тех же мышц левой лапки, находившихся в состоянии возбуждения; в результате левая лапка тотчас же разгибается. При любом движении одни мышцы сокращаются, а другие расслабляются, что зависит от появления очагов возбуждения и торможения в соответствующих участках центральной нервной системы. Такое взаимодействие центров впервые было установлено выдающимся русским физиологом Н. В. Введенским.
      Очаги возбуждения и торможения не остаются постоянными. Они всё время меняются местами, переходят с одного участка мозга на другой, обеспечивая правильную координацию движений.
      Сложные движения обезглавленной лягушки. Обезглавленная лягушка точным движением сбрасывает смоченный в кислоте и приложенный к коже кусочек бумаги. В зависимости от того, к какому месту тела приложена бумажка, лягушка приводит в движение ту или иную лапку. Так, если бумажку приложить к правому боку туловища, лягушка её сбрасывает правой задней лапкой.
      Этот опыт можно проделать несколько иначе, укрепив правую лапку неподвижно, как показано на рисунке (рис.112). В таком случае при раздражении правого бока сначала сокращаются мышцы правой укреплённой лапки, а затем появляются движения другой (левой), при помощи которой лягушка и сбрасывает бумажку.
      Этот интересный опыт показывает, что даже при наличии только спинного мозга координация движений может быть очень точной. При сохранении головного мозга рефлекторные реакции становятся ещё более сложными и разнообразными.
      Роль спинного мозга. В условиях целого организма, при неповреждённой нервной системе, спинной мозг по преимуществу идущих как от органов тела к головному мозгу, так и в обратном направлении. Рефлекторные реакции спинного мозга находятся в зависимости от вышележащих отделов центральной нервной системы; у низших позвоночных эта зависимость выражена слабее, чем у млекопитающих. Участием головного мозга, и особенно коры больших полушарий, объясняется то бросающееся в глаза разнообразие реакций, которое так сильно отличает рефлекторные реакции неповреждённого организма от рефлексов спинномозгового животного. У человека даже такие простейшие спинномозговые реакции, как коленный рефлекс, протекают при обязательном участии головного мозга.
     
      Вопросы. При некоторых заболеваниях нарушается только проведение возбуждения из спинного мозга в головной, тогда как в обратном направлении (от головного мозга к спинному) возбуждение проходит нормально. Сохранится ли коленный рефлекс? Будет ли чувствителен укол ноги булавкой? Возможны ли произвольные движения ноги? Объясните, почему на одни вопросы следует дать положительный ответ, а на другие — отрицательный.
      2. Как надо ответить на те же самые вопросы в случае, если: а) повреждены пути, по которым возбуждение проходит из головного мозга в спинной; б) повреждены задние корешки спинного мозга; в) повреждены передние корешки? Каждый ответ надо обосновать.
      3. Почему у собаки прекращается отделение пищеварительных соков, если приблизить к ней кошку? Приведите другие примеры подобных же реакций Как можно их объяснить?
      Задания.
      1. Нарисуйте поперечный разрез спинного мозга со схемой простей шей двухнейронной рефлекторной дуги (дуга должна начинаться с мышцы или её сухожилия и заканчиваться на той же мышце). Рисунок снабдите подробным пояснением Ход возбуждения отметьте стрелками.
      2. Нарисуйте схему трёхнейронной рефлекторной дуги, начав её с кожи. Схему снабдите подробным пояснением. Ход. возбуждения отметьте стрелками.
      3. Испытайте на себе или на своём товарище коленный рефлекс. Объясните, почему происходит сокращение мышцы-разгибателя и нога подскакивает.
     
      § 62. Строение головного мозга.
     
      Мозговые пузыри. У зародышей всех позвоночных центральная нервная система первоначально представляет собой трубку с расширением на переднем конце. Поперечные перетяжки придают этому концу вид трёх вздутий, которые называются передним, средним и задним мозговыми пузырями; каждый из них даёт начало определённым частям мозга.
      Задний мозг. Часть головного мозга человека, являющаяся непосредственным продолжением спинного мозга, называется продолговатым мозгом. Впереди от него расположен поперечный валик, носящий название моста. Сзади находится мозжечок, два полушария которого выступают по бокам. Все эти части развиваются из заднего мозгового пузыря и называются задним мозгом.
      Средний мозг. Продолжением заднего мозга является средний мозг, развивающийся из среднего пузыря и составляющий очень небольшую часть головного мозга человека.
      В его состав входят ножки мозга (два очень толстых пучка волокон, уходящих в глубь правого и левого полушарий) и расположенное позади них четверохолмие. Если приподнять большие полушария, то между ними и мозжечком видны четыре бугорка — это и есть четверохолмие (на рис. 114 видны только два бугорка).
      Передний мозг. Остальная часть мозга развивается из переднего мозгового пузыря и называется передним мозгом. Из задней части переднего пузыря развивается промежуточный мозг. Он состоит из двух больших скоплений серого вещества, называемых буграми, и находящейся книзу от них подбугровой области.
      Из передней части того же пузыря развиваются большие полушария, поверхность которых состоит из серого вещества и называется корой. Скопления серого вещества имеются также в глубине больших полушарий (подкорковые центры).
      Нервы головного мозга. От нижней поверхности головного мозга отходит 12 пар головномозговых нервов (рис.115). Одни из них связывают мозг с органами чувств (слуховой, зрительный, обонятельный); другие содержат волокна, идущие к мышцам и коже головы, слизистой оболочке полостей рта и носа, слюнным железам.
      Один из нервов назван блуждающим. Его ветви идут к органам грудной и брюшной полостей, как бы блуждая по телу.
     
      § 63. Головной мозг различных позвоночных.
     
      Сходство в строении мозга различных позвоночных. Сравнивая головной мозг различных позвоночных, включая и человека, нетрудно подметить сходные черты строения. У всех позвоночных головной мозг развивается из трёх первичных мозговых пузырей. Основные отделы его (продолговатый мозг, мозжечок, средний мозг, промежуточный мозг, полушария) имеются у всех позвоночных. Наряду с чертами сходства имеются и различия.
      Вес головного мозга. О неодинаковом развитии головного мозга в разных классах позвоночных свидетельствует его вес.
      У большинства рыб вес головного мозга меньше веса спинного мозга: у земноводных и пресмыкающихся он примерно равен весу спинного мозга; у млекопитающих головной мозг значительно преобладает над спинным: у собаки он весит в пять, а у человекообразных обезьян даже в 15 раз больше, чем спинной. Однако ни у одного животного головной мозг не достиг такого высокого развития, как у человека, у которого он составляет около 98% веса всей центральной нервной системы.
      Головной мозг рыб. У рыб сильно развит задний и средний мозг (рис.116). Передний мозг развит слабо и, повидимому, имеет отношение только к обонянию.
      После полного удаления переднего мозга рыба ведёт себя так же, как и нормальная: подплывает к брошенным в аквариум предметам, отличая съедобные от несъедобных; быстро уплывает от опасности. При разрушении среднего мозга поведение значительно меняется, причём частично нарушается координация движений.
      Головной мозг земноводных. У земноводных, например у лягушки, передний мозг развит несколько сильнее (рис.117), и его удаление вызывает ряд нарушений в доведении, которые, однако, оказываются непостоянными и через 1 — 2 недели после операции сами собой исчезают.
      Головной мозг пресмыкающихся и птиц. У пресмыкающихся (рис.118, А) некоторые части переднего мозга, а именно промежуточный мозг и подкорковые центры, получили довольно сильное развитие. Кора полушарий содержит мало нервных клеток. Удаление переднего мозга хотя и не нарушает координации движении, но вызывает очень резкие изменения в поведении: животное становится малоподвижным, не ищет и не схватывает пищи, не боится человека.
     
      Значительная величина полушарий больших птиц объясняется мощным развитием подкорковых центров; кора полушарий почти так мало развита, как и у пресмыкающихся. Осторожное удаление одной только коры почти не меняет поведения животного. Удаление обоих полушарий целиком (коры и подкорковых центров) влечёт за собой такие же изменения, как и удаление переднего мозга у пресмыкающихся.
      Головной мозг млекопитающих. Сильное развитие переднего мозга является отличительной чертой млекопитающих (рис.119). Средний мозг у них развит очень слабо.
      Удаление всего переднего мозга вызывает столь сильные расстройства, что животное теряет способность передвигаться, становится совершенно беспомощным и быстро погибает. Даже при удалении только коры больших полушарий у животных появляются резкие расстройства поведения.
      Собака, лишённая коры полушарий, начинает есть только в том случае, если насильно опустить её морду в миску с едой. Она не узнаёт хозяина; огрызается в ответ на прикосновение; не отличает ласки от угрозы; не реагирует на присутствие кошки; становится малоподвижной; часто натыкается на препятствия, останавливается и долгое время стоит перед ними не двигаясь.
      Ещё хуже переносят полное удаление коры больших полушарий обезьяны (рис.120). Помимо нарушений в поведении, которые наблюдаются у собак, обезьяны теряют способность совершать произвольные движения и почти непрерывно спят.
      Эволюция головного мозга. В процессе- исторического развития позвоночных усложнение поведения тесно связано с развитием головного мозга и, в частности, его переднего отдела.
      У низших позвоночных очень сильно развит задний и средний, мозг, а небольшой передний мозг
      существенного значения в регуляции деятельности организма не имеет. Впервые у пресмыкающихся высшие, наиболее сложные проявления нервной деятельности оказываются связанными с передним мозгом.
      Ещё дальше пошло развитие переднего мозга у млекопитающих. Новым его участком, почти отсутствующим у других животных, является кора больших полушарий. Даже у однопроходных и сумчатых кора сильно разрастается и оттесняет обонятельную долю переднего мозга; у высших же млекопитающих, за счёт дальнейшего развития коры, большие полушария настолько увеличиваются во всех направлениях, что прикрывают собою другие участки мозга; в коре появляются борозды и извилины, значительно увеличивающие её площадь.
      У млекопитающих именно с корой больших полушарий связаны высшие проявления нервной деятельности. Поэтому её удаление вызывает у этих животных столь резкие изменения в поведении.
      У обезьян не только высшие формы нервной деятельности, но и любые произвольные движения оказываются подчинёнными коре полушарий и нарушаются после её удаления.
      Головной мозг человека. Основным отличительным признаком человеческого мозга является необычайно сильное развитие коры больших полушарий и особенно их передней (лобной) доли (рис.121 и. 122). Благодаря огромному количеству борозд, некоторые из которых очень глубоки, вся поверхность полушарий покрыта многочисленными складками, или извилинами. Если все складки распластать, кора человека заняла бы около 2000 кв. см, тогда как у такого крупного животного, как лошадь, она имеет поверхность всего лишь в 350 кв. см.
      Микроскопическое строение человеческой коры значительно сложнее, чем у любого животного. Считают, что количество нервных клеток в коре человека достигает 14 миллиардов.
      Без коры больших полушарий жизнь человека невозможна. Даже небольшое повреждение коры может привести к очень тяжёлым последствиям.
     
      § 64. Функции заднего и среднего мозга.
     
      Продолговатый мозг. Большая часть головно-мозговых нервов связана с продолговатым мозгом и расположенным впереди него мостом. Сюда идут центростремительные импульсы от органа слуха, кожи головы, слизистой оболочки полости рта. Отсюда выходят центробежные импульсы ко всем мышцам головы и слюнным железам. Посредством центростремительных и центробежных волокон блуждающего нерва продолговатый мозг соединён с органами кровообращения, пищеварения и дыхания.
      Через продолговатый мозг, а также через мост проходят рефлекторные дуги, связанные с важнейшими жизненными отправлениями; здесь находятся центры: дыхательный, сердечно-сосудистый, мимических мышц лица, жевания, глотания, рвоты, чихания, кашля, слюноотделения и многие другие.
      Если у млекопитающего животного удалить весь передний и средний мозг, то дыхательные движения и работа органов кровообращения и пищеварения сохраняются. И наоборот, повреждение отдельных центров моста и продолговатого мозга ведёт к нарушению работы этих органов.
      Дыхательный центр продолговатого мозга объединяет, координирует «работу отдельных дыхательных мышц, центры которых расположены в передних рогах серого вещества спинного мозга. У млекопитающего перерезка спинного мозга, иными словами, отделение его от продолговатого, тотчас прекращает дыхание, так как нарушается связь дыхательного центра со спинномозговыми центрами отдельных дыхательных мышц. Этот опыт показывает, что регуляция дыхательных движений осуществляется дыхательным центром через посредство низших центров спинного мозга.
      Подобным же образом продолговатый мозг объединяет и координирует деятельность и некоторых других низших центров спинного мозга.
      Распределение тонуса мышц. Сохранение равновесия и правильного положения тела требует очень сложной, согласованной деятельности всей скелетной мускулатуры. Тонус, т. е. напряжение, каждой отдельной мышцы должен быть в точном соответствии с тонусом других мышц. Если тонус мышц-разгибателей нижней конечности понизится, а тонус мышц-сгибателей останется неизменным, то перевес окажется на стороне мышц-сгибателей, и в результате ноги согнутся, и человек не сможет стоять.
      Иногда, при поражении лицевого нерва, понижается тонус мимических мышц лица. Если поражение захватит только правый нерв, то и ослабление мышечного тонуса возникает на правой половине лица, тогда как на левой он сохранится нормальным. В таком случае всё лицо окажется перекошенным в левую сторону. Встречающееся иногда косоглазие может явиться результатом понижения тонуса одной из мышц глазного яблока.
      Поддержание мышечного тонуса, а следовательно, сохранение нормального положения тела, обеспечивается потоком центростремительных импульсов, среди, которых особое значение имеют импульсы от мышц и суставов. Беспрерывно сигнализируя о положении тела в пространстве, они вызывают соответствующие рефлекторные реакции, ведущие к сохранению правильного положения тела.
      Правильное распределение тонуса нарушается при повреждении среднего мозга.
      Отолитовый аппарат и полукружные каналы. Отолитовый аппарат и полукружные каналы расположены в толще височной кости, в непосредственном соседстве с органом слуха (цветная таблица VIII).
      Отолитовый аппарат состоит из двух мешочков, на внутренней поверхности которых имеются чувствительные клетки, снабжённые волосками. На волосках висят маленькие комочки кристаллов извести — отолиты. Всякое изменение положения головы меняет натяжение волосков и тем самым возбуждает связанные с волосками окончания нервных волокон. Импульсы, идущие от отолитового аппарата, вызывают рефлекторные реакции, способствующие сохранению правильного положения тела.
      От одного из мешочков отолитового аппарата отходят в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях три полукружных канала. При всяком движении головы находящаяся в них жидкость производит своим колебанием давление на чувствительные клетки, связанные с окончаниями нервных волокон. Возникающие при этом импульсы вызывают рефлекторные реакции, ведущие к сохранению равновесия при движениях.
      Ориентировочные рефлексы. Всякий внезапный звуковой или световой раздражитель вызывает ориентировочную реакцию. Человек настораживается, поворачивает голову в сторону раздражителя.
      У млекопитающих животных ориентировочные рефлексы на звук и свет могут быть получены при удалении всего переднего мозга, если только сохранён средний мозг. Центры этих сложных рефлексов, имеющих большое оборонительное значение, находятся в скоплениях серого вещества, которые образуют четверохолмие.
      Мозжечок. Поверхность мозжечка, испещрённая многочисленными бороздками, состоит из серого веществ а. Сюда через промежуточные нейроны спинного и продолговатого мозга направляются импульсы от всех мышц тела, а также из переднего мозга и, в частности, от коры больших полушарий.
      Как и другие отделы мозга, мозжечок принимает участие в координации движений. Его повреждение ведёт к нарушению правильности и точности движений. У собаки после удаления мозжечка расстраивается походка; движения становятся неуклюжими, угловатыми, чрезмерно усиленными и не достигающими сразу цели, так как исчезает точность сокращения отдельных мышц.
      Собака с удалённым мозжечком не может сразу схватить лежащий на земле кусок мяса: она несколько раз наклоняет голову, попадая то в одну, то в другую сторону от лежащего куска, нередко с силой ударяясь мордой о землю; только после нескольких неудачных движений собака схватывает мясо, как бы случайно натыкаясь на него.
      У людей нарушение функции мозжечка наблюдается при некоторых заболеваниях, а также при опьянении. Оно тоже проявляется в расстройстве движений.
      Основная роль мозжечка сводится к уточнению силы, длительности и последовательности сокращений отдельных мышц, иными словами, к отделке, отшлифовке движений.
     
      § 65. Функции переднего мозга.
     
      Бугры и подкорковые центры. Попадая со всех мест тела в центральную нервную систему, импульсы через промежуточные нейроны достигают передних отделов мозга и, в частности, коры больших полушарий. Однако, прежде чем попасть в кору, все центростремительные импульсы обязательно проходят через бугры промежуточного мозга. Бугры состоят из серого вещества, а следовательно, представляют собой скопление нервных клеток. От клеток бугров нервные волокна направляются к коре больших полушарий, а также к подкорковым двигательным центрам (рис.124).
      Рис. 124. Поперечный разрез мозга: 1 — продолговатый мозг; 2 — мост; 3 — мозжечок; 4 — средний мозг; 6 — бугры; 6 — полосатое тело; 7 — кора больших полушарий; 8 — путь центробежных волокон от коры больших полушарий в спинной мозг (внизу виден перекрёст волокон); 9 — волокна, соединяющие правое и левое полушария.
      Подкорковые центры принимают участие в осуществлении сложных движений. При их заболевании нарушаются так называемые вспомогательные движения, как, например: размахивание руками при ходьбе, мимические движения во время речи и т. п. Лицо больного становится неподвижным, как маска, или, наоборот, вследствие чрезмерного сокращения мимических мышц, одна гримаса сменяет другую.
      Кроме того, подкорковые центры участвуют в регуляции ритмически повторяющихся движений (например, при ходьбе), а также тех сложных рефлекторных движений, которые связаны с проявлением инстинктов.
      Подбугровая область. Очень важные для деятельности всего организма скопления серого вещества расположены под буграми. Центры этой подбугровой области регулируют процессы обмена веществ и деятельность внутренних органов. Отростки нервных клеток соединяют эту область с корой и подкорковыми центрами, благодаря чему осуществляется связь между двигательными реакциями организма, работой внутренних органов и процессами обмена веществ.
      Кора больших полушарий. Кора больших полушарий является органом высшей нервной деятельности. Она обеспечивает реакции организма на постоянно меняющиеся условия окружающей среды. К её различным участкам стекаются импульсы от органов чувств, мышц, сухожилий, внутренних органов. Нервные пути, идущие к коре, перекрещиваются, а потому в правое полушарие поступают импульсы от левой половины тела, в левое — от правой.
      В коре больших полушарий различают лобную, теменную, височную и затылочную доли. На рисунке 125, А видны две большие борозды. Одна из них (поперечная) отделяет височную долю от лобной и теменной, другая (центральная) служит границей между лобной и теменной долями.
      Строение и функции различных участков коры неодинаковы. В затылочной доле находится зрительная область, с деятельностью которой связаны зрительные ощущения. В височной доле расположена слуховая область. Центры кожной чувствительности лежат позади центральной борозды, т. е. в передней части теменной доли. Впереди центральной борозды, в задней части лобной доли, находится двигательная область (рис.126).
      При некоторых заболеваниях мозга повреждаются отдельные участки коры полушарий, что ведёт к нарушению соответствующих функций. Так, например, кровоизлияние в двигательной области вызывает паралич противоположной половины тела; сдавление опухолью зрительной области ведёт к слепоте.
      Роль отдельных участков коры неоднократно проверялась во время операций, когда череп вскрыт и поверхность мозга обнажена. При этих операциях больного не усыпляют. Чтобы устранить ощущение боли при разрезе Рис. 126. Двигательная область кожи и вскрытии черепа, вводят коры больших полушарий, под кожу специальные обезболивающие вещества, которые действуют только в том месте, куда они попали. Операция на самом мозге боли не вызывает. Больной находится в полном сознании, и хирург во врем я операции разговаривает с ним, спрашивает о самочувствии и тем самым проверяет, не затронут ли случайно какой-нибудь жизненно-важный центр. Если во время операции раздражать электрическим током зрительную область коры, у больного появляется ощущение мелькающего света; при раздражении двигательной области больной производит те или иные движения.
      Раздражение, определённого участка двигательной области коры вызывает всегда одно и то же движение. Это значит, что каждая группа мышц имеет свой центр в коре.
      Как показали исследования Миславского, Бехтерева, Быкова и других учёных, в коре больших полушарий имеются и такие области, раздражение которых влияет на работу внутренних органов.
      Кора больших полушарий находится в тесной взаимной связи со всеми нижележащими отделами мозга: в кору от них поступают центростремительные импульсы, а от коры к ним идут центробежные импульсы. Таким образом, работа всех органов тела находится под контролем коры больших полушарий, осуществляемым через посредство других отделов центральной нервной системы.
      Области, связанные с органами чувств, и двигательная область занимают у человека значительно меньшую часть коры, чем у животных. Зато около 30% всей поверхности человеческой коры приходится на лобную долю и около 9% — на нижнюю теменную область (рис.122). Оба эти участка коры не только по размерам, но и по своему строению сильно отличаются от соответствующих участков у животных и, повидимому, играют особо большую роль в высшей нервной деятельности человека.
      С особыми, отсутствующими у животных, участками мозга связана членораздельная человеческая речь. В коре расположены так называемые центры речи. На рисунке 125 показано расположение двигательного, слухового и зрительного центров речи. Повреждение этих областей ведёт к потере способности говорить, слушать речь и понимать написанное. Надо, однако, сказать, что функция речи связана не только с этими тремя ограниченными участками коры, но и с другими её отделами.
     
      § 66. Вегетативная нервная система.
     
      Иннервация внутренних органов. Та часть периферической нервной системы, которая связывает мозг с внутренними органами,, называется вегетативной1 нервной системой. Различают два отдела вегетативной нервной системы: симпатический и парасимпатический2.
     
      1 Вегетативный от латинского слова vegetativus (вегетативус) — растительный. В йервой половине XIX в. функции организма делили на животные (движения) и растительные (питание, дыхание, выделение и пр.). Нервы, идущие к «органам растительной жизни», стали называть вегетативными.
      2 Симпатический от греческого слова sympathes (симпатес) — сочувствующий. Этот термин был предложен очень давно, когда думали, что между внутренними органами при помощи специальных нервов устанавливается связь, «сочувствие». Парасимпатический — означает околосимпатический; от греческого слова para (пара) — около, возле, рядом.
     
      Внутренние органы имеют двойную иннервацию: каждый из них получает импульсы из центральной нервной системы как через симпатический отдел, так и через парасимпатический (цветная таблица VII).
      Связь вегетативной нервной системы с мозгом. Вегетативные нервы выходят только из некоторых отделов мозга.
      Нервы, относящиеся к симпатической системе, берут начало от спинного мозга на уровне грудных и верхних поясничных позвонков. Парасимпатические нервы выходят из отдельных участков продолговатого и среднего мозга, а также из нижнего отдела спинного мозга.
      Связь вегетативной нервной системы с мозгом, является двусторонней: в составе её нервов находятся как центростремительные, так и центробежные волокна.
      Участки мозга, из которых идут импульсы к вегетативной нервной системе, принято называть вегетативными центрами. Так, например, в продолговатом мозгу к ним относятся сердечно-сосудистый, пищевой и другие центры. Центры подбугровой области, связанные с процессами обмена веществ, а также с деятельностью внутренних органов, нередко называют высшими вегетативными центрами. Однако все эти центры подчинены коре больших полушарий и тесно связаны со всеми другими отделами мозга. Этим, например, объясняется связь между работой сердца и мышечной деятельностью.
      Симпатическая система. Пучки симпатических волокон, выйдя через передние корешки из спинного мозга, направляются к расположенным по бокам позвоночника двум симпатическим пограничным стволам, которые имеют ряд утолщений, или узлов, образованных скоплениями симпатических нервных клеток. От пограничных стволов отходят многочисленные пучки волокон ко всем органам тела. По пути этих пучков, главным образом на стенках крупных артерий и в самих внутренних органах, находятся также скопления нервных клеток.
      Очень большое скопление нервных клеток лежит в брюшной полости на аорте. Оно называется солнечным сплетением. Даже слабое раздражение солнечного сплетения вызывает рефлекторное изменение деятельности сердца и других внутренних органов, сильное же — может привести к полному прекращению сердечных сокращений. Этим и объясняется обморочное состояние, которое иногда возникает при сильном ударе в живот. От солнечного сплетения симпатические волокна направляются к желудку, кишкам, печени, почкам и всем другим органам брюшной полости.
      Рис. 127. Влияние симпатической системы на работу мышцы: 1 — запись сокращений долго работавшей (утомлённой) мышцы лягушки; 2 — отметка раздражения симпатического нерва (стрелка вверх — начало раздражения, стрелка вниз — конец раздражения); 3 — усиление сокращений в ответ на раздражение симпатического нерва.
      Симпатический путь от спинного мозга к любому органу состоит не из одного, а из двух нейронов: тело одного из них находится в спинном мозгу (в боковых выступах серого вещества), а другого — в одном из симпатических узлов.
      Симпатические волокна, выходящие из мозга, подходят к нервным клеткам симпатических узлов и здесь заканчиваются; они имеют более тонкую оболочку. Длинные отростки клеток симпатических узлов, направляющиеся непосредственно к органам тела, совсем лишены белой оболочки, а потому имеют сероватый оттенок; они в несколько раз тоньше волокон двигательных нервов.
      Скорость проведения возбуждения в симпатических волокнах обычно не превышает 1—2 м в секунду, тогда как в двигательных нервах она достигает 100м.
      Симпатическая иннервация скелетных мышц. От клеток пограничного ствола некоторые волокна направляются обратно к передним корешкам спинного мозга и вместе с центробежными (двигательными) волокнами идут ко всем скелетным мышцам. Раньше думали, что значение этих волокон ограничивается влиянием на кровеносные сосуды. Однако советский учёный
      Орбели доказал наличие симпатической иннервации мышечных волокон. Хотя импульсы, поступающие по симпатическим волокнам, и не вызывают сокращения мышц, но тем не менее они оказывают огромное влияние на их работоспособность.
      Это нетрудно доказать на опыте. Каждую мышцу можно утомить, заставив её, путём раздражения двигательного нерва, длительное врёмя ритмически сокращаться. Если же к ритмическому раздражению двигательного нерва присоединить раздражение симпатических волокон, сокращения утомлённой мышцы снова заметно усилятся (рис.127).
      Парасимпатическая система. Парасимпатическая система иннервирует главным образом внутренние органы.
      Большая часть внутренних органов получает нервные волокна через блуждающий нерв. Выйдя из продолговатого мозга, блуждающий нерв направляется в грудную, а затем и в брюшную полости. По пути он отдаёт ветви к органам дыхания (гортани, трахее, бронхам, лёгким), к сердцу и органам пищеварения (пищеводу, желудку, тонким кишкам, поджелудочной железе, печени).
      Мочевой пузырь и толстые кишки снабжаются парасимпатическим нервом, выходящим из нижнего отдела спинного мозга.
      Значение двойной иннервации внутренних органов. Симпатические и парасимпатические нервы, проводя импульсы к одним и тем же органам, оказывают на них противоположное действие (табл. 3).
      Интенсивность импульсов, идущих по симпатической и парасимпатической системам, может значительно меняться. Это тотчас же приводит к тем или иным сдвигам в работе органа. Двойная иннервация делает работу органов более точной и разнообразной, что обеспечивает большую приспособленность организма к меняющимся потребностям.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Какое значение имеет нервная система?
      2. Каковы свойства нервной ткани?
      3. Что такое рефлекс? Что называется рефлекторной дугой?
      4. Какое значение имеют центростремительные импульсы?
      5. Какими экспериментами можно доказать наличие процессов торможения в центральной нервной системе?
      6. Какие части головного мозга развиваются из заднего, среднего и переднего мозговых пузырей зародыша? Найдите все эти части мозга на рисунках.
      7. Как расположено белое и серое вещество в спинном мозгу и в полушариях головного мозга?
      8. Каковы основные черты эволюции головного мозга позвоночных?
      9. Чем отличается головной мозг человека от головного мозга млекопитающих?
      10. Каковы функции продолговатого мозга?
      11. Как происходит поддержание мышечного тонуса и сохранение нормального положения тела?
      12. Какую роль играет мозжечок?
      13. Каковы функции переднего мозга?
      14, Как происходит координация движений?
      15. В чём заключаются особенности строения и функций вегетативной нервной системы?
      16. Из каких участков центральной нервной системы выходят симпатические и парасимпатические нервы?
     
      § 67. Органы чувств.
     
      Рецепторы. Во всех органах имеются воспринимающие нервные окончания, или рецепторы, которые передают возбуждение в центральную нервную систему. Центростремительные импульсы, идущие от рецепторов, являются необходимым условием деятельности нервной системы, ибо они поддерживают на определённом уровне её возбудимость. Кроме того, эти импульсы являются источником рефлекторной деятельности организма.
      Рис. 128. Рецепторы кожи: 1 — свободные нервные окончания; 2 — нервное окончание у корня волоса; 3 и 4 — осязательные тельца; 6 и 6 — нервные окончания, воспринимающие тепло и холод.
      Одни рецепторы расположены внутри тела и воспринимают раздражения, возникающие во внутренних органах, мышцах, сухожилиях, суставах; другие находятся у поверхности тела и воспринимают внешние раздражения.
      Специализация рецепторов. Самые простые по строению рецепторы — это так называемые свободные нервные окончания (рис.128, 7). Они приходят в состояние возбуждения под влиянием всякого сильного раздражения, вызванного сдавливанием или растяжением, теплом или холодом, действием химических веществ и т. д.
      Другие рецепторы имеют более сложное строение, благодаря которому они особенно легко подвергаются действию некоторых определённых раздражителей и в то же время защищены от влияния других.
      Так, например, в коже имеются нервные окончания, обвивающие корнь волос (рис.128,2). Находясь в глубоких слоях кожи, эти рецепторы мало доступны действию таких внешних раздражителей, как тепло или холод. Однако они легко возбуждаются при малейшем движении волоса, которое легко может возникнуть даже при слабом прикосновении к нему или при дуновении ветерка.
      Другие рецепторы кожи, окружённые плотной капсулой (рис.128, 5 и 6), мало чувствительны к прикосновению и давлению, зато малейшее изменение температуры вызывает их возбуждение. - Таким образом, рецепторы, в связи с особенностями своего строения, оказываются специализированными, т. е. приспособленными к возбуждению только определёнными раздражителями.
      Органы чувств. Каждый специализированный рецептор представляет собой высокочувствительный аппарат, который сигнализирует об определённых изменениях, происходящих в окружающей среде, что даёт возможность организму реагировать на раздражения в точном соответствии с их характером. Эти сигнальные аппараты называются органами чувств, ибо через их посредство мы чувствуем, ощущаем окружающий нас мир и наше собственное тело.
      Отражение внешнего мира в сознаний человека. Предметы и явления, внешнего мира, воздействуя одновременно на различные органы чувств, дают нам ряд ощущений. Держа в руке яблоко, мы его видим, осязаем, обоняем, чувствуем его вес; откусив, можем определить вкус. Каждое отдельное ощущение отражает в нашем сознании то или иное свойство яблока.
      Источник ощущений — реально существующие предметы и явления окружающего мира. Они действуют на органы чувств. Возникающие в органах чувств импульсы доходят до соответствующих участков коры больших полушарий, где и вызывают психический процесс, называемый ощущением. В результате сложной деятельности коры на основе ощущений образуются восприятия, которые отражают в нашем сознании не отдельные свойства (цвет, запах, вкус, вес и пр.), а вещи и явления в целом.
      Так, в результате деятельности органов чувств и мозга, мы познаём окружающий мир, отображая его в своём сознании.
      Устранение ошибок органов чувств. Раздражители, к которым данный орган чувств приспособлен, называются естественными, или адэкватными1.
      1 От латинского слова adaequatus (адэкватус), что означает равный, приравненный.
      Однако сходные ощущения получаются и в тех случаях, когда действуют необычные для данного органа чувств раздражители — неадэкватные.
      В обычных условиях световые рецепторы недоступны никаким другим раздражителям, кроме света, который легко проходит через прозрачные части глаза. Являясь для органа зрения естественным, адэкватным раздражителем, свет вызывает соответствующие ощущения.
      Однако в некоторых случаях световое ощущение может возникнуть при действии неадэкватного раздражителя. Когда при удалении глаза перерезается зрительный нерв, больной ощущает мгновенную вспышку света. Сильный удар в висок, вызывая сотрясение глаза и механическое раздражение зрительного нерва, опять-таки даёт ощущение света (отсюда и выражение: «искры посыпались из глаз»). Чем бы ни раздражать нерв, он будет посылать импульсы только в зрительную область коры больших полушарий, и в результате будет возникать ощущение света.
      Казалось бы, возникновение одинаковых по характеру ощущений при действии различных раздражителей на один и тот же орган чувств должно явиться источником постоянных ошибок и помешать правильному отражению в нашем сознании окружающих предметов и явлений. Однако на самом деле этого не происходит.
      Во-первых, на основании жизненного опыта человек легко отличает нормальные ощущения, получаемые при действии адекватных раздражителей, от тex неотчётливых, неясных ощущений, которые возникают при действии необычных, неестественных раздражителей. Шум или звон в ушах, связанный с приливом крови к органу слуха, мы никогда не спутаем с теми звуками, которые раздаются в окружающей среде.
      Во-вторых, ощущения, получаемые с одного органа, всегда подвергаются проверке со стороны других органов чувств.
      Практическая деятельность человека, его жизненный опыт, а также взаимный контроль органов чувств — обеспечивают исправление возможных ошибок, и в результате в сознании человека правильно отображаются предметы и явления окружающего мира.
      Чувствительность рецепторов. По отношению к естественным раздражителям органы чувств обладают необычайно высокой чувствительностью, нередко превосходящей чувствительность самых точных физических приборов.
      Если бы атмосфера была совершенно прозрачна и не поглощала света, то для возбуждения рецепторов глаза достаточно было бы той силы света, которую даёт свеча, находящаяся на расстоянии более 30 км.
      Хотя у человека обоняние развито гораздо слабее, чем у многих животных, тем не менее он может ощущать запах некоторых газообразных веществ, количество которых в одном литре воздуха не превышает десятитысячных и даже стотысячных долей миллиграмма.
      Приспособление к силе раздражителя. Замечательным свойством органов чувств является изменение чувствительности в зависимости от силы раздражителей.
      При ярком солнечном свете чувствительность органа зрения во много тысяч раз слабее, чем в темноте. Именно по этой причине человек, перейдя из ярко освещённой комнаты в полутёмное помещение, первое время ничего не видит. Но постепенно зрительные рецепторы приспосабливаются к слабому свету, и человек начинает ясно различать окружающие предметы. Когда рецепторы приспособятся к темноте, их чувствительность будет настолько велика, что внезапный переход к яркому свету слепит глаза.
      Войдя в закрытое помещение, где находится много людей, человек ощущает тяжёлый, неприятный запах. Через некоторое время он, как говорят, «принюхивается» и перестаёт ощущать запах. Это объясняется понижением чувствительности обонятельных рецепторов.
      Приспособление к силе раздражителя обеспечивает нормальную работу органов чувств при самых различных условиях окружающей среды.
     
      § 68. Рецепторы кожи, слизистых оболочек и органов движения.
     
      Рецепторы кожи. Под влиянием раздражителей, действующих на поверхность кожи, человек получает ощущения прикосновения, тепла, холодами боли. Если прикасаться к коже кончиком остро отточенного карандаша, нетрудно убедиться в существовании различных рецепторов для каждого из этих ощущений: в одних точках получается ощущение прикосновения, в других ощущение. тепла, холода или боли.
      Наличие отдельных рецепторов для различных ощущений подтверждается наблюдениями над больными. При некоторых заболеваниях люди не чувствуют прикосновения, тогда как болевая чувствительность у них сохраняется. С другой стороны, при небольших операциях, когда применяют местный наркоз, т. е. обезболивают небольшой участок кожи, больной чувствует прикосновение ножа хирурга, но боли не ощущает.
      Воспринимающие нервные окончания распределены в коже неравномерно. Так, на пространстве одного квадратного сантиметра кожи голени находится 10 — 15 осязательных точек, а в отдельных местах кожи лица и рук их количество доходит до 150 и даже до 300.
      Тонкость осязания в значительной степени определяется тем наименьшим расстоянием, при котором два одновременных прикосновения ощущаются раздельно. Если раздвинутыми на 50 — 60 мм ножками циркуля прикоснуться к коже спины, то получается ощущение не двух, а одного прикосновёния. Лишь при большем расстоянии между ножками циркуля можно получить два раздельных ощущения. В разных местах кожи предплечья ощущение двух прикосновений получается при минимальном расстоянии между ними в 30 — 40 мм. На кончиках пальцев и языка даже при расстоянии между ножками циркуля в 1 — 2 миллиметра ощущаются два раздельных прикосновения.
      Орган обоняния. В слизистой оболочке верхней части носовой полости находится орган обоняния. Его рецепторы — обонятельные клетки — чувствительны только к газообразным веществам; жидкие вещества не вызывают в них возбуждения. Поэтому введение в нос жидкости может не дать ощущения запаха; оно получается лишь при нюхании жидкостей, когда от них отделяются газообразные частицы.
      Вдыхаемый воздух проходит через нижние части полости носа. Однако молекулы пахучих веществ путём диффузии попадают в область, занятую обонятельными клетками.
      У животных орган обоняния, наряду с органами зрения и слуха, помогает ориентироваться в окружающей обстановке, например, обнаруживать Присутствие врага или добычи.
      Орган вкуса. В слизистой оболочке полости рта, особенно на поверхности языка, находятся вкусовые луковицы (рис.129, 130). От них отходят нервные волокна, передающие импульсы в продолговатый мозг, а оттуда — вкусовому нервному центру в коре больших полушарий. Раздражителями вкусовых рецепторов могут быть только растворённые вещества: сладость сахара становится ощутимой во рту лишь в тот момент, когда он начинает растворяться.
      Если тонкими кисточками, каждая из которых смочена раствором определённого вкусового вещества, осторожно прикасаться к различным точкам языка, нетрудно убедиться в существовании отдельных рецепторов для сладкого, горького, солёного и кислого.
      У человека вкус и обоняние тесно связаны между собой. Оба эти органа чувств обеспечивают тонкое различение пищевых веществ й их пригодность для питания. При еде лука, яблок, хлеба или любого другого продукта раздражитель с той или иной силой действует на различные вкусовые рецепторы; одновременно запах раздражителя возбуждает обонятельные клетки. Получается сложное ощущение, которое мы характеризуем как вкус продукта. Если обонятельные рецепторы не функционируют, что бывает, например, при сильном насморке, пища кажется безвкусной.
      Чувство положения тела. При каждом изменении положения тела возбуждаются рецепторы, расположенные в органах движения — мышцах, сухожилиях, суставных сумках и связках.
      Возникающие при этом импульсы являются источником ощущений положения отдельных частей тела, производимых движений, а также веса предметов, т. е. силы напряжения мышцы, необходимой для удержания предмета.
      При некоторых заболеваниях спинного мозга повреждаются центростремительные нервные волокна, несущие импульсы от нижних конечностей к головному мозгу. Центробежный нервный путь, по которому импульсы направляются через спинной мозг к мышцам ног, остаётся в сохранности. Больной может совершать ногами любые движения. Но ощущений от мышц и суставов нижних конечностей он не получает, а потому не знает, в каком положении находятся его ноги — согнуты jdhh или разогнуты. Такой больной при ходьбе должен внимательно смотреть на свои ноги, иначе координация движений расстраивается, и он падает.
      Для ощущений, связанных с движениями тела и сохранением равновесия, большое значение, имеют импульсы, идущие от отолитового аппарата и полукружных каналов.
     
      Задания.
      1. Проделайте следующий опыт: одну руку опустите в тёплую воду, а другую в холодную; затем обе руки одновременно перенесите в сосуд с водой, имеющий среднюю (комнатную) температуру. Чем можно объяснить неодинаковые температурные ощущения, получаемые от правой и левой руки?
      2. Возьмите конский волос или тоненькую щетинку длиной 3 — 4 см и прикрепите при помощи воска или хлебного мякиша к небольшой палочке. Держа палочку в руке, осторожно прикасайтесь волоском к различным участкам кожи на тыльной поверхности кисти около сустава между кистью и предплечьем. При достаточном терпении вы заметите, что прикосновение волоска в одних местах ощущается как прикосновение, в других как укол, в третьих как тепло или холод. Чем это объясняется?
     
      § 69. Глаз.
     
      Строение глава. Орган зрения — глаз (цветная таблица VIII) расположен в углублении черепа, которое называется глазницей. Глазное яблоко лежит в пей довольно свободно и при помощи глазных мышц может поворачиваться ,в разные стороны. Спереди глаз защищён веками. В наружных углах глазниц лежат слёзные железы, которые выделяют жидкость, предохраняющую поверхность глазного яблока от высыхания. Избыток слёзной жидкости стекает по каналам в носовую полость.
      Внутри глазного яблока находится похожее на студень полужидкое прозрачное вещество — стекловидное тело.
      Стенка глазного яблока состоит из трёх оболочек.
      Наружную поверхность глаза составляет плотная белковая оболочка, которая спереди переходит в прозрачную роговицу.
      Под белковой лежит сосудистая оболочка, пронизанная большим количеством кровеносных сосудов. На её внутренней поверхности находятся клетки, содержащие чёрный пигмент, который делает стенку глаза непроницаемой для снега.
      Находящаяся позади роговицы радужная оболочка является продолжением сосудистой. Она содержит большое количество пигмента, от которого зависит цвет глаза. В центре радужной оболочки находится круглое отверстие — зрачок. Он может суживаться и расширяться благодаря сокращению гладких мышечных волокон, находящихся в радужной оболочке. В зависимости от величины зрачка внутрь глаза попадает больше или меньше световых лучей.
      Сзади к зрачку прилегает прозрачный хрусталик, играющий роль двояковыпуклой линзы. При помощи ресничной мышцы. хрусталик может натягиваться или расслабляться, становясь более плоским или более выпуклым. Между роговицей и хрусталиком находится небольшое пространство, заполненное водянистой жидкостью.
      Третья, самая внутренняя оболочка глазного яблока называется сетчаткой. От сетчатки идут волокна зрительного нерва, который выходит из глазного яблока с его задней стороны.
      Палочки и колбочки. В сетчатке находится огромное количество густо расположенных светочувствительных клеток — палочек и колбочек. Считают, что в человеческом глазу количество колбочек достигает 7 миллионов, а палочек — нескольких сотен миллионов.
      Луч света, попадая на сетчатку, вызывает в палочках и колбочках химические изменения, под влиянием которых возникает возбуждение. С палочек и колбочек возбуждение проходит сначала на первый, а затем на второй ряд нервных клеток, отростки которых собираются со всех участков сетчатки и образуют выходящий из глаза зрительный нерв (рис.131). По этому нерву возбуждение направляется к мозгу.
      Дневное и вечернее зрение. При помощи колбочек человек различает цвета, а при помощи палочек только свет. Колбочки сравнительно мало чувствительны, поэтому в сумерки они не функционируют и человек перестаёт различать цвета. Палочки, наоборот, обладают очень высокой чувствительностью.
      Закрыв левый глаз, смотреть правым на крест, держа рисунок на расстоянии около 15 см от глаза. При постепенном отодвигании рисунка от глаза на слепое пятно попадает изображение одного из трёх кружков, вследствие чего этот кружок исчезает из поля зрения.
      Недостаточное содержание в пище некоторых витаминов, а также и другие причины могут привести к заболеванию, называемому куриной слепотой. При этом заболевании нарушается функция палочек: при ярком освещении зрение остаётся нормальным, но в полутьме больной ничего не видит.
      С преобладанием колбочек (т. е. аппарата дневного, цветного зрения) или палочек (аппарата сумеречного, бесцветного зрения) связаны особенности зрения различных животных. У многих ночных животных (летучая мышь, сова) в глазу почти совсем нет колбочек. У кур и у других дневных птиц, наоборот, в сетчатке находятся только колбочки и почти нет палочек.
      Жёлтое пятно. В центре сетчатки, как раз против зрачка, находится жёлтое пятно. В его средней части нет палочек; зато колбочки расположены здесь особенно густо. Это место глаза наиболее чувствительно к дневному свету, и человек яснее всего видит те предметы, изображение которых попадает на жёлтое пятно. Когда присматриваются к какому-нибудь предмету, то направляют глаза при помощи мышц так, чтобы в каждом глазу изображение попало на жёлтое пятно.
      Слепое пятно. В месте выхода зрительного нерва сетчатка совсем пе содержит светочувствительных клеток. Это место, получившее название слепого пятна, не раздражается светом. Поэтому мы невидим предмета, изображение которого попадает па слепое пятно.
      Обнаружить слепое пятно можно при помощи простого опыта. Для этого надо, закрыв левый глаз, правым пристально смотреть на крест, изображённый на левой стороне рисунка 132, держа его на расстоянии 15 см. При постепенном отодвигании рисунка сначала становится невидимым ближайший к кресту маленький круг, затем большой и, наконец, дальний круг, причём, когда исчезает из поля зрения один круг, оба другие остаются видимыми.
      Изображение предметов на сетчатке. Световые лучи проникают в глаз через прозрачную роговицу и, пройдя сквозь водянистую жидкость, хрусталик и стекловидное тело, попадают на сетчатку. От каждой точки предмета, на который мы смотрим, лучи идут расходящимся пучком. Проходя через прозрачные среды глаза, они преломляются и сходятся в одной точке сетчатки. Благодаря наличию пигмента на внутренней поверхности сосудистой оболочки лучи поглощаются. Это предохраняет от отражения (рассеяния) света.
      От различных точек предмета пучки лучей попадают в разные точки сетчатки. В результате на сетчатке получается обратное и уменьшенное изображение предмета (рис.133).
      Аккомодация. Нормальный человеческий глаз может ясно видеть как близкие, так и удалённые предметы. Способность глаза приспосабливаться к отчётливому видению предметов на разном расстоянии называется аккомодацией. Аккомодация глаза осуществляется путём изменения выпуклости хрусталика.
      Особые тонкие связки сильно натягивают хрусталик и делают его более плоским. При таком состоянии Хрусталика на сетчатке сходятся параллельные лучи, иными словами, лучи, исходящие от удалённых предметов.
      Сокращение ресничной мышцы ослабляет натяжение хрусталика. Чем сильнее она сокращается, тем менее натянутым, а следовательно, и более выпуклым становится хрусталик. Соответственно усиливается преломление лучей. Теперь уже па сетчатке сходятся не параллельные, а расходящиеся лучи, которые идут от близко расположенных предметов (рис.134).
      У детей хрусталик очень эластичен и его выпуклость может сильно увеличиваться. С возрастом эластичность хрусталика постепенно понижается, что ведёт к ослаблению аккомодации и невозможности рассматривать близко расположенные предметы. Ребёнок может ясно видеть предмет, удалённый от глаза на 6 — 8 см. Для взрослого человека, имеющего нормальное зрение, ближайшая точка, которую он может ясно видеть, находится на большем расстоянии (табл. 4).
      В пожилом возрасте, а особенно у стариков, эластичность хрусталика настолько понижается, что аккомодация становится совершенно недостаточной. В таких случаях, чтобы ясно видеть предметы на близком расстоянии, приходится усиливать преломление лучей искусственно, при помощи очков с двояковыпуклыми стёклами.
      Близорукость и дальнозоркость. У некоторых людей, при покойном положении глаза, пучок параллельных лучей от удалённого предмета сходится в одну точку не на сетчатке, а впереди неё или сзади. Чаще всего это бывает связано с неправильной формой глазного яблока.
      Глаз, в котором параллельные лучи сходятся позади сетчатки, называется дальнозорким (рис.135). При дальнозоркости выпуклость хрусталика должна увеличиваться даже при рассматривании отдалённых предметов. Иными словами, способность к аккомодации частично используется при смотрении вдаль. Лишь при более сильном увеличении выпуклости хрусталика становится возможным рассматривание ближе расположенных предметов. Понятно, однако, что у дальнозорких людей даже при максимальной аккомодации ближайшая точка" ясного видения оказывается значительно удалённой.
      Для исправления дальнозоркости, как и при возрастном ослаблении аккомодации, пользуются очками с двояковыпуклыми стёклами.
      Если параллельные лучи сходятся впереди сетчатки, глаз называют близоруким (рис.136). При близорукости на сетчатке могут сойтись только расходящиеся лучи, идущие от близкого предмета. Отдалённые предметы кажутся туманными и расплывчатыми. При сильной близорукости дальняя точка отчётливого видения находится на расстоянии 15 — 20 см от глаза, а иногда и ещё ближе. В результате аккомодации близорукий глаз может хорошо рассматривать предметы, находящиеся почти у самого глаза. Для исправления близорукости применяют очки с вогнутыми стёклами, которые, уменьшая преломление, позволяют параллельным лучам, идущим от удалённых предметов, сходиться на сетчатке.
      Вопрос. Какие из известных вам животных обладают преимущественно «палочковым» зрением и какие — «колбочковым»?
     
      Задания.
      1. Пользуясь рисунком в книге, обнаружьте у себя слепое пятно. Ответьте на вопрос: как расположено слепое пятно по отношению к жёлтому пятну (какое из них ближе к носу)?
      2. Попросите своего товарища повернуться лицом к свету. Рассмотрите ширину обоих зрачков. Предложите товарищу закрыть глаза и заслонить их рукой. Через 30 — 60 секунд предложите вновь открыть глаза. Внимательно наблюдайте за изменениями зрачка. Kак можно объяснить результаты опыта?
      3. Проткните булавкой лист бумаги и рассмотрите через дырочку мелкий шрифт книги на расстоянии 2 — 3 см от глаза. Опыт надо производить 198
      при хорошем освещении. Чем объясняется отчётливое видение букв? Почему люди с плохим зрением прищуривают глаза, когда хотят лучше рассмотреть предмет?
      4. Проследите за изменением зрачка при быстром переходе от рассматривания отдалённого предмета к рассматриванию предмета, расположенного близко от глаза. Объясните, какое значение имеет сужение зрачка при рассматривании близкого предмета.
     
      § 70. Гигиена зрения.
     
      Освещение. При чтении, а также при выполнении многих тонких работ на долю глаз выпадают значительные усилия. Для сохранения нормальной деятельности этого важнейшего органа чувств необходимо соблюдать элементарные правила гигиены зрения.
      Прежде всего надо заботиться о достаточном освещении. Достаточным считается такое освещение, при котором человек с нормальным зрением может свободно читать мелкий шрифт книги, положенной на расстоянии 50 см от глаз. При, недостаточном освещении человеку приходится низко склоняться над работой и сильно напрягать зрение. Нередко освещение становится недостаточным из-за пыли, которая покрывает оконные стёкла, электрические лампочки и абажуры над ними; поэтому обязательно надо заботиться об их чистоте.
      Вредно и чрезмерное освещение: яркий свет слепит и раздражает глаза, а при длительном действии может вызвать различные заболевания.
      Немалое значение имеет равномерность освещения и правильное расположение источника света. При искусственном освещении наилучшим считается отражённый свет, когда лучи от лампы идут к потолку, а затем, отражаясь от него, равномерно распределяются по комнате. Расположение источника света должно быть таково, чтобы свет не слепил глаза и хорошо освещал рабочее место. При занятиях свет не должен падать с правой стороны, чтобы на тетрадь не ложилась тень от пишущей руки.
      Правильное освещение значительно увеличивает работоспособность и снижает общее утомление всего организма и особенно зрительное утомление, причиной которого обычно является перенапряжение органа зрения. Частое и длительное напряжение глаз способствует развитию близорукости и ослаблению остроты зрения.
      Гигиена чтения и письма. Во время чтения или письма напряжение зрения резко увеличивается вследствие усиленной аккомодации, а нередко и от неправильного положения головы. Чтобы избежать чрезмерного напряжения глаз, следует сидеть прямо, не склоняя головы; книгу и тетрадь надо положить на расстоянии около 35 см от глаз, желательно в наклонном положении, под углом 20 — 30° к горизонтальной плоскости.
      Чтение лёжа, особенно в положении на боку, вредно.
      При длительном чтении следует время от времени делать маленькие перерывы для отдыха глаз. Во время перерывов для ослабления аккомодации полезно направлять взор вдаль.
      Если при чтении глаза быстро утомляются, необходимо обратиться к врачу и проверить, нет ли дальнозоркости.
      Как при дальнозоркости, так и при близорукости надо носить очки, заказанные по рецепту врача.
     
      § 71. Орган слуха.
     
      Восприятие звуковых колебаний. Через посредство органа слуха мы ощущаем звуки, возникающие при колебаниях различных тел.
      От источника звука, т. е. колеблющегося тела, во все стороны распространяются звуковые волны в виде чередующихся сгущений и разрежений воздуха. От частоты колебаний тела зависит высота звука. Человеческое ухо может воспринимать звуковые волны, проходящие с частотой от 20 до 20 000 в секунду.
      Наружное и среднее ухо. Различают наружное, среднее и внутреннее* ухо (цветная таблица VIII).
      Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода, веющего в толщу височной кости, где расположены среднее и внутреннее ухо. Тонкая, но очень плотная барабанная перепонка отделяет слуховой проход от полости среднего уха, где находятся три связанные друг с другом слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремя. Молоточек соединён с внутренней поверхностью барабанной перепонки, а стремя упирается в перепонку, которая закрывает отверстие, ведущее во внутреннее ухо.
      Для нормальной передачи звуковых колебаний чрезвычайно важно, чтобы давление воздуха в среднем ухе было таким же, как и атмосферное. Выравнивание давления происходит через евстахиеву трубу — канал, который соединяет полость среднего уха с полостью глотки. Обычно наружное отверстие этого канала закрыто и открывается только в момент глотания. В тех случаях, когда давление окружающей атмосферы быстро меняется, например, при резком спуске самолёта или прыжке с него на парашюте, рекомендуется производить частые глотательные движения для выравнивания давления в среднем ухе.
      Внутреннее ухо. Внутреннее ухо имеет очень сложное строение.
      К органу слуха относился не всё внутреннее ухо, а только улитка — длинный, спирально извитой канал, который заполнен жидкостью. Вдоль всего канала, разделяя его на два этажа, проходит тонкая основная перепонка, состоящая из нескольких тысяч волоконец разной длины и толщины.
      Другая часть внутреннего уха, состоящая из отолитового аппарата и полукружных каналов, представляет собой орган равновесия и не имеет отношения к слуху.
      Возбуждение рецепторов уха. Звук вызывает колебания барабанной перепонки, которые через слуховые косточки передаются другой перепонке, закрывающей вход во внутреннее ухо. Колебания этой второй перепонки передаются жидкости, заполняющей внутреннее ухо, а через неё — волоконцам основной перепонки.
      В ответ на каждый звук колеблются не все, а лишь определённые волоконца. В этом отношении они напоминают струны рояля. Если у открытого инструмента воспроизвести звук определённой высоты, например тон «до», то в ответ начнёт звучать струна, настроенная на тот же самый тон. Это явление называется резонансом. На нём и основано раздельное ощущение разных звуков.
      Колебание волоконец вызывает раздражение особых чувствительных клеток, входящих в состав так. называемого кортиева органа, который расположен на основной перепонке, вдоль всей её длины. От чувствительных клеток отходят центростремительные нервные волокна, передающие возникшие в них импульсы слуховому центру коры полушарий мозга.
      Повреждение того или иного участка основной перепонки влечёт потерю слуха по отношению к звукам соответствующей высоты.
      Вопросы.
      1. Приведите примеры ошибок органов чувств (помимо тех, которые имеются в учебнике).
      2. Объясните, почему, несмотря на ошибки органов чувств, мы правильно отображаем действительность в нашем сознании. Что способствует исправлению ошибок в каждом из взятых вами примеров?
      Задание. По нижеследующей схеме составьте таблицу ощущений, получаемых от органов зрения, органов слуха, отолитового органа, полукружных каналов, органов обоняния, вкуса, осязания, а также от мышц и сухожилий.
      Название органа.
      Орган зрения — глаз.
      Получаемое ощущение.
      Свет, цвет, расстояние (глазомер), размер и форма предмета.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Какую роль играют органы чувств в познании окружающего мира?
      2. Приведите примеры приспособления органов чувств к различной силе раздражителя.
      3. Каково строение глаза и какое значение имеют отдельные его части?
      4. Как приспосабливается глаз к рассмотрению отдалённых и близко расположенных предметов?
      5. Какие нарушения аккомодации вы знаете? Чем они объясняются? Как можно искусственно исправить недостатки аккомодации?
      6. Каковы основные правила гигиены зрения?
      7. Какое строение имеет ухо?
      8. Как происходит возбуждение рецепторов уха?
     
      § 72. Сеченов и Павлов — основоположники учения о высшей нервной деятельности.
     
      И. М. Сеченов. В истории русской физиологии есть замечательная дата — 1863 год, когда в одном из журналов была напечатана статья Сеченова «Рефлексы головного мозга».
      Иван Михайлович Сеченов, один из крупнейших представителей русской науки, родился в 1829 году. Окончив медицинский факультет Московского университета, он отправился за границу, чтобы познакомиться с работой знаменитых немецких и французских физиологов, и уже в первые годы проявил себя самостоятельным и талантливым учёным, став одним из крупнейших физиологов того времени. По возвращении в Россию Сеченов был избран профессором Петербургской медико-хирургической академии. Свои лекции он сопровождал многочисленными опытами, что по тому времени было необычным. Под влиянием передовых идей Белинского, Герцена и Чернышевского Сеченов стал убеждённым материалистом. Как общественный деятель и патриот, горячо любивший родину, он до конца дней развивал русскую науку на материалистической основе и пропагандировал материалистическое мировоззрение.
      Со студенческих лет интересуясь психологией, Сеченов с особым вниманием относился к вопросу о физиологических основах психических явлений.
      С древнейших времён возникло представление о том, что чувства, мысли и желания связаны с существованием «божественной души», которая в момент смерти человека покидает его тело. Философы-идеалисты и церковники самым серьёзным образом обсуждали вопрос о том, где в организме находится «вместилище души». Они считали бесспорным, что душа представляет собой нечто нематериальное, бесплотное и не подчиняется законам природы.
      Представление о «бессмертной душе» тесно связано с религиозными верованиями. Оно сохранялось в течение тысячелетий, так как господствующие классы всегда пользовались религией «...как средством управления, как уздой для низших классов» (Энгельс). Им было важно поддерживать веру в душу и загробную жизнь, чтобы отвлечь внимание бедноты от борьбы с угнетателями.
      Вот почему учёные-идеалисты говорили, что душа не подчиняется телу и психология не имеет отношения к физиологии. Они считали невозможным изучать психическую деятельность путём постановки опытов над головным мозгом.
      Однако ещё Белинский указывал, что «психология, не опирающаяся на физиологию, так же несостоятельна, как и физиология, не знающая о существовании анатомии».
      Сеченов впервые сделал смелую попытку дать физиологическое объяснение психической деятельности человека.
      Этой попытке предшествовало замечательное научное открытие, обессмертившее имя Сеченова. Он удалял у лягушки большие полушария, делая разрез в области промежуточного мозга, и следил за быстротой наступления рефлекторной реакции в ответ на раздражение лапки кислотой. При накладывании на разрез мозга кристалла поваренной соли рефлексы заметно задерживались. Это явление, получившее название сеченовского торможения, свидетельствует о том, что мозг может тормозить наступление рефлекторных реакций.
      Сеченов понял, что открытый им факт торможения рефлексов должен иметь огромное значение для объяснения той сложнейшей работы человеческого мозга, с которой связаны психика и сознание. в В известной статье «Рефлексы головного мозга» Сеченов с большим мастерством доказывает, что в основе всех проявлений психической деятельности человека лежат, в зависимости от обстоятельств, могут быть либо усилены, либо заторможены.
      По свидетельству Тимирязева, передовые, материалистические взгляды Сеченова всколыхнули умы русских натуралистов. Один из учеников Сеченова, выдающийся русский физиолог В. Веденский писал о «Рефлексах головного мозга»: «Вероятно, не было ни одного образованного читателя в шестидесятых и семидесятых годах прошлого столетия, который не прочёл бы этой книги. Среди университетской молодёжи она пользовалась такой популярностью, что считалось обязательным для общего образования знакомство с этим сочинением. Естественно, что оно производило глубокое впечатление на читателей».
      Иначе отнеслось к деятельности Сеченова царское правительство. Книга «Рефлексы головного мозга» была признана крайне опасной и подлежащей уничтожению. Самому Сеченову, в конце концов, пришлось покинуть Медико-хирургическую академию. В течение нескольких лет Сеченов работал в Одессе, а затем опять вернулся в Петербург, где был избран профессором физиологии университета. Царское правительство продолжало преследовать великого учёного, стремясь оградить студенчество и всё русское общество от влияния передовых материалистических идей, и, в конце концов, вынудило его снова покинуть Петербург. В течение трёх лет всемирно известный учёный не мог получить лаборатории для физиологических опытов. Один из крупнейших немецких профессоров усиленно приглашал Сеченова оставить родину и переехать на постоянную работу в Германию. Сеченов не поехал. Как раз в это время его пригласили в Московский университет. Снова кипучая творческая деятельность. Он изучает физиологические вопросы, связанные с работоспособностью и утомлением, даёт физиологическое обоснование требованию рабочего класса ввести 8-часовой рабочий день.
      На протяжении всей своей научной деятельности Сеченов стремился сделать материалистическую науку достоянием народа. Он написал целый ряд научно-популярных статей и книг; прочитал большое количество общедоступных лекций. За два года до смерти, в возрасте 74 лет, он с энтузиазмом приступил к чтению систематических лекций на Пречистенских рабочих курсах в Москве. Однако через несколько месяцев царское правительство запретило великому учёному выступать, перед рабочей аудиторией.
      Умер Сеченов в 1905 г.
     
      Изучение высшей нервной деятельности И. П. Павловым. Дело, начатое Сеченовым, продолжил другой великий русский учёный — И. П. Павлов. Идея о связи высших проявлений нервной деятельности с рефлексами головного мозга легла в основу замечательных многолетних опытов Павлова.
      До Павлова никто по-настоящему не изучал физиологии коры больших полушарий как органа высшей нервной деятельности. Не существовало способа, при помощи которого можно было бы изучать работу коры полушарий с такой же точностью, с какой изучают сокращение мышцы или отделение желудочного сока. И учёные продолжали утверждать, что высшая нервная деятельность, с которой связано поведение животного, недоступна физиологическому исследованию.
      Простые, общеизвестные факты натолкнули Павлова на правильный метод изучения высшей нервной деятельности. В течение нескольких лет Павлов исследовал отделение слюны у собак с фистулами слюнных желез. Особое внимание он обратил на тот факт, что слюна отделяется не только в ответ на непосредственное раздражение пищей слизистой оболочки полости рта, но также при действии других раздражителей, которые являются как бы сигналами поступления пищи в рот. Такими сигналами могут быть вид и запах пищи, шаги или голос человека, обычно кормящего собаку, и т. п.
      Это касается не только работы слюнных желез, но и любой деятельности организма. Так, например, человек, замахнувшийся плёткой или палкой, является сигналом болевого раздражения и вызывает у животного оборонительную реакцию — собака защищается или убегает.
      Павлов доказал на опыте, что влияние этих сигналов связано с деятельностью коры больших полушарий: после удаления коры это влияние полностью прекращается. Собака, лишённая коры полушарий, не реагирует на присутствие кормящего её человека, на вид или запах пищи, на появление врага. Она огрызается в ответ на всякое прикосновение к ней. Отделение слюны начинается лишь после того, как пища введена ей в рот.
      Исследование реакций на сигнальные раздражители Павлов и положил в основу изучения высшей нервной деятельности. Можно было бы изучать реакции любых органов. Павлов остановил свой выбор на слюнной железе. Наложение фистулы слюнной железы не нарушает нормальной деятельности организма, а наблюдение за характером и силой реакции очень легко и доступно: можно в точности измерить количество выделяющейся слюны за любой, даже самый короткий промежуток времени.
      Отделение слюны в ответ на различные сигналы играет роль показателя процессов, протекающих в коре больших полушарий. Павлову удалось, применяя свой способ, изучить эти процессы и установить основные закономерности высшей нервной деятельности.
     
      § 73. Условные и безусловные рефлексы.
     
      Безусловные рефлексы. У взрослой собаки и у щенка, никогда не пробовавшего мяса, в ответ на введение мяса в рот начинается рефлекторное отделение пищеварительных соков. При раздражении лапы электрическим током собака её отдёргивает. Эти врождённые (постоянные) рефлексы Павлов назвал безусловными, ибо они проявляются всегда и не требуют никаких дополнительных условий.
      Дуги безусловных рефлексов проходят не через кору полушарий, а через другие отделы мозга; они сохраняются и после удаления коры.
      Условные рефлексы. Собака с сохранёнными полушариями отделяет слюну при одном лишь показывании пищи. Эта реакция также представляет собой рефлекс. Однако он существенно отличается от рефлекса на введение той же пищи в рот.
      Если щенок ещё ни разу в жизни не ел мяса, один его вид слюноотделительного рефлекса не вызывает. Рефлекс на вид мяса появится лишь после того, как показывание мяса сопровождалось подкармливанием. Подобным же образом слюноотделительный рефлекс может появиться на вид миски, но только в том случае, если собака уже получала из неё пищу.
      Основная особенность этих рефлексов заключается в том, что они не являются врождёнными, а приобретаются, вырабатываются в течение всей жизни животного. Такие рефлексы Павлов назвал условными, ибо для их выработки требуются некоторые определённые условия.
      Условные раздражители как сигналы. Можно выработать условный рефлекс на любой, казалось бы, совершенно безразличный для животного, раздражитель, если он становится сигналом безусловного раздражителя, т. е. раздражителя, вызывающего безусловный рефлекс.
      Вид миски, став сигналом пищи, вызывает условный слюноотделительный рефлекс. Точно так же, если какой-нибудь безразличный звуковой раздражитель (хотя бы звук трубы) всякий раз сопровождается кормлением животного, то при этом условии он уже перестаёт быть безразличным и становится сигналом пищи. Иными словами, он вызывает условный рефлекс: достаточно одного только звука трубы, чтобы началось отделение слюны.
      Тот же самый раздражитель (звук трубы) может стать сигналом боли и вызвать условный оборонительный рефлекс. Для этого звук надо сопровождать действием соответствующего безусловного раздражителя, например, раздражением лапы электрическим током. Под влиянием тока собака отдёргивает лапу и визжит — это безусловный рефлекс. Сопровождая звук трубы включением тока, можно добиться той же оборонительной реакции при одном только звуке трубы.
      Обстановка опытов. Опыты по изучению условных рефлексов требуют особой обстановки. Надо тщательно устранять все посторонние раздражители, так как каждый из. них может превратиться в определённый сигнал или просто помешать нормальному ходу опыта.
      Поэтому собаку помещают в специальную камеру, стены которой не пропускают посторонних звуков. Экспериментатор, т. е. тот, кто производит опыт, находится вне камеры, следя за животным при помощи специальных приборов (рис.137). Наблюдать за отделением слюны можно с большой точностью по движению жидкости вдоль шкалы регистратора, который путём воздушной передачи соединён со стеклянным баллончиком, прикреплённым к фистуле слюнной железы. Нажимая различные резиновые баллоны можно, не входя в камеру, подставлять и убирать кормушку и пускать в ход находящиеся в камере раздражители, например звонок, электрическую лампочку, «касалку» (прибор, дающий ощущение прикосновения), болевой раздражитель и т. п.
      Выработка условных рефлексов. Предположим, мы хотим выработать слюноотделительный условный рефлекс на звонок. Для этого надо включить звонок, а через 15 или 30 секунд, не прекращая его действия, присоединить к нему безусловный раздражитель, иными словами, при помощи нажима на резиновый баллон подставить животному кормушку. Затем в одно и то же время выключается звонок и отставляется кормушка.
      Само собой разумеется, во время еды у собаки обильно течёт слюна. Если этот опыт неоднократно повторять, отделение слюны начинается прежде, чем подана еда, под влиянием одного только звука звонка.
      Таким образом, неоднократное присоединение кормления к звуку звонка превращает этот раздражитель в сигнал пищи — он становится условным раздражителем. Теперь уже достаточно одного звонка, чтобы началось Отделение слюны.
      Для сохранения выработанного условного рефлекса необходимо, хотя бы время от времени, подкреплять его, присоединяя безусловный раздражитель, т. е. кормление. Без этого условный рефлекс слабеет, а затем и совсем угасает.
      Условные связи в коре. Попадая на язык, пища раздражает вкусовые рецепторы. Возникающие импульсы по центростремительным волокнам вкусового нерва направляются к слюноотделительному центру продолговатого мозга, вызывая там очаг возбуждения; оттуда по центробежным волокнам идут ответные импульсы к слюнным железам. Таким образом, дуга слюноотделительного рефлекса проходит через продолговатый мозг. Одновременно импульсы доходят и до вкусового центра коры больших полушарий, где так же, как и в продолговатом мозгу, возникает очаг возбуждения. Однако участие коры не является обязательным для осуществления как слюноотделительного, так и других безусловных рефлексов.
      Приступая к выработке условного рефлекса, мы приводим в действие новый раздражитель — свет лампочки. При этом также очаги возбуждения возникают как в коре полушарий, так и в нижележащих отделах мозга. В ответ на действие света может появиться «ориентировочный» рефлекс — собака поворачивает голову в сторону лампочки, настораживается. Это безусловный рефлекс; его дуга не проходит через кору полушарий.
      Если к действию нового раздражителя (свет, лампочки) присоединяется действие безусловного раздражителя (пищи), в коре больших полушарий появляются два очага возбуждения: первый — в зрительном центре коры и вслед за ним второй — во вкусовом; между ними возникает связь. Она становится тем прочнее, чем чаще одновременно возбуждаются оба участка коры. Вскоре связь между ними оказывается настолько крепкой, что возбуждение, возникшее при действии света лампочки в первом участке, распространяется на второй; это ведёт к отделению слюны, хотя кормушка и не была ещё подставлена.
      Дуга этого условного рефлекса проходит через два участка коры больших полушарий: сначала возникает очаг возбуждения в определенном участке зрительного центра; затем, благодаря установившейся связи между двумя пунктами коры, возбуждение из зрительного центра переходит в соответствующий участок вкусо? еого центра, а оттуда через слюноотделительный центр продолговатого мозга к слюнным железам (рис.138, III и IV).
      Таким образом, в процессе образования условного рефлекса между двумя определёнными пунктами коры устанавливается связь, вследствие чего возбуждение первого пункта влечёт за собой обязательное возбуждение второго. Такая связь называется условной.
      Сравнение безусловных и условных рефлексов. Безусловные рефлексы не требуют специальной выработки. Они являются врождёнными, передаются по наследству, одинаковы для всех животных данного вида и поэтому могут быть названы видовыми. Они имеют определённые постоянные дуги, которые проходят не через высший отдел мозга, а через нижележащие его отделы.
      Условные рефлексы, в противоположность безусловным, приобретаются животным в течение жизни, вырабатываясь при определённых условиях и прежде всего при неоднократном подкреплении нового раздражителя присоединяющимся к нему безусловным раздражителем. Для образования нового условного рефлекса необходимо, чтобы возбудимость соответствующих нервных центров была достаточно высока и чтобы не мешали посторонние раздражители.
      Выработанные условные рефлексы могут длительно сохраняться лишь в том случае, если они, хотя бы изредка, подкрепляются. Без подкрепления они угасают. Следовательно, условные рефлексы являются приобретёнными и временными; их образование зависит от той обстановки, в которой животное находится. Поэтому неодинаковые условные рефлексы могут образовываться не только у различных животных данного вида, но даже в разное время у одного и того же животного. В отличие от видовых они могут быть названы индивидуальными.
      Для каждого нового условного рефлекса возникают новые дуги, которые всегда проходят через высший отдел мозга (у собак — через кору больших полушарий).
      Значение условных рефлексов. Каждое животное в течение жизни встречается с огромным количеством самых разнообразных раздражителей. Многие из них становятся условными, сигнализируя о разных явлениях в окружающей среде, имеющих для организма то или иное значение. Перемена обстановки, в которой находится животное, ведёт к исчезновению некоторых старых условных рефлексов и появлению новых.
      Для примера возьмём комнатную собаку, у которой выработался ряд определённых условных пищевых и оборонительных рефлексов. Многие из них исчезнут, если собака потеряет свой дом и станет бродячей. Вместо них возникнут другие в зависимости от тех новых условий, в которые она попала.
      Условия жизни никогда не остаются постоянными. На всякое их» изменение нервная система животных отвечает образованием новых условных рефлексов взамен старых, которые теперь не получают подкреплений со стороны безусловных раздражителей. Значение условных рефлексов в том и заключается, что они обеспечивают приспособление животного к самым разнообразным и непрерывно меняющимся условиям существования.
      Вопросы.
      1. Приведите несколько примеров безусловных рефлексов помимо тех, которые имеются в учебнике.
      2. Приведите несколько примеров условных рефлексов, помимо имеющихся в учебнике, и (укажите, на почве каких безусловных рефлексов они выработались.
     
      § 74. Процессы возбуждения и торможения в коре.
     
      Торможение условных рефлексов. В коре больших полушарий, как и во всех других отделах нервной системы, происходит постоянное взаимодействие процессов возбуждения и торможения. Появление в каком-нибудь участке коры очага сильного возбуждения вызывает в других её участках противоположное состояние, т. е. торможение. Если одновременно с действием условного раздражителя (например, света лампочки) раздастся резкий звук, — условный рефлекс затормозится. Звук вызывает сильный, очаг возбуждения в слуховом центре коры, что приводит к торможению других её участков, в том числе и Зрительного центра; в результате свет лампочки, обычно вызывающий рефлекторное отделение слюны, на этот раз не даёт никакой реакции.
      Такое торможение, возникающее под влиянием любого постороннего раздражителя и не требующее специальной выработки, Павлов назвал безусловным.
      Условное торможение. В других случаях торможение появляется не сразу, а постепенно, вырабатываясь при наличии определённых условий. Подобное торможение, примером которого может служить угасание условного рефлекса при отсутствии подкрепления Павлов назвал условным.
      Предположим, что у собаки образован слюноотделительный условный рефлекс на почёсывание кожи на правом бедре. Применение через каждые несколько мипут одного только условного раздражителя (почёсывания) без подкрепления его кормлением сначала приведёт к уменьшению количества слюны, выделяющейся при каждом раздражений, а затем слюноотделение и совсем прекратится.
      Казалось бы, угасший рефлекс и на следующий день должен отсутствовать. На самом же деле он вспыхивает с новой сплои: опять наблюдается отделение слюны на одно лишь почёсывание. Восстановление рефлекса объясняется тем, что при угасании, т. е. при неподкреплении условного раздражителя безусловным, в соответствующем участке коры вместо состояния возбуждения возникает торможение, которое и является причиной уменьшения или полной задержки рефлекса. Рефлекс отсутствует в течение всего того времени, нока в данном пункте коры сохраняется состояние торможения.
      Различение раздражений. Опытами установлено, что от разных участков кожи импульсы подходят к различным пунктам коры. Если у собаки выработан условный слюноотделительный рефлекс на почёсывание правого бедра, возбуждение возникает в соответственном пункте коры, а затем переходит на пищевой центр коры. Попробуем теперь «касалку», т. е. приборчик, применяемый для раздражения кожи, расположить не на правом бедре, а на левой лапе, туловище или другом месте кожи. Оказывается, и при этих условиях почёсывание вызывает условный рефлекс, хотя раздражение нового участка никогда ещё не подкреплялось действием безусловного раздражителя.
      Это объясняется тем, что, достигнув определённого пункта коры, возбуждение не остаётся в нём, а распространяется, иррадиирует на соседние участки. Поэтому при выработке условного рефлекса с, пищевым центром связывается не только пункт коры, возбуждаемый при раздражении кожи правого бедра, но и окружающая его область, соответствующая другим участкам кожи.
      Однако постепенно распространение возбуждения становится менее заметным: оно сосредоточивается, концентрируется в ограниченном участке. Этот процесс концентрации возбуждения значительно ускоряется, если на коже собаки укрепить несколько касалок в различных местах и в дальнейшем подкармливать животное только при почёсывании правого бедра, а раздражение других участков кожи не сопровождать пищей. При такой постановке опыта через некоторое время слюна начинает отделяться только при почёсывании подкрепляемого участка кожи. При раздражении других участков кожи в соответствующих пунктах коры будет развиваться условное торможение и рефлекса не появится.
      Таким образом, в коре полушарий устанавливается различение сходных друг с другом раздражений: одно из них вызывает условный рефлекс, а другие ведут к торможению соответствующего пункта коры и рефлекса не дают. Различение сходных сигналов может достигать высокого совершенства. Пользуясь метрономом, т. е. прибором, служащим для отбивания такта, можно обнаружить различение нервной системой собаки 96 и 100 ударов в минуту: если 100 ударов подкреплять кормлением, а 96 — не подкреплять, отделение слюны начинает происходить только при 100 ударах метронома. Для человека столь тонкое различение частоты, ударов недоступно.
      Анализ и синтез раздражений. Различение, иными словами, анализ раздражений, начинается уже в органах чувств, ибо различные раздражители (световые, звуковые и др.) действуют на разные рецепторы. Мало того, в каждом органе чувств происходит и более тонкий анализ. Так, отдельные нервные окончания слухового нерва возбуждаются звуками различной высоты. Поэтому уже в органе слуха происходит очень тонкое различение высоты звука. Подобное же тонкое различение раздражений происходит и в других органах чувств.
      Однако различение раздражений не ограничивается деятельностью органов чувств. Возникающие в них импульсы доходят до соответствующих участков коры, и здёсь появляются очаги возбуждения и торможения, приводящие к дальнейшему различению раздражений.
      Анализ раздражений, начинающийся в органах чувств и заканчивающийся в коре больших полушарий, представляет собой единый процесс. Вот почему Павлов объединил рецептор, центростремительный путь от рецептора к коре и соответствующий участок коры в одно понятие: анализатор.
      Органы чувств представляют собой внешние, или периферические, концы анализаторов, а кора больших полушарий — их внутренние, или центральные, концы.
      В коре происходит не только различение, но и объединение (синтез) сходных раздражителей. В основе синтеза лежит способность процессов возбуждения и торможения распространяться, иррадиировать. Приведём пример. У собаки выработан условный оборонительный рефлекс — поднятие лапы. Безусловным раздражителем является электрический ток, дающий болевое раздражение; условным — звук маленького колокольчика. Впервые применённый большой колокольчик с более низким звуком вызывает ту же реакцию — собака поднимает лапу. В данном случае в коре полушарий произошло объединение (синтез) двух сходных раздражителей.
      Связь и взаимодействие между импульсами, сигнализирующими о различных явлениях как в окружающей среде, так и в самом организме, всегда приводят к объединению (синтезу) и различению (анализу) раздражений.
      Жизненное значение процессов анализа и синтеза раздражений совершенно ясно. Они дают возможность ориентироваться в окружающей обстановке и правильно реагировать на разнообразные раздражители. Стоит только вспомнить о поведении диких животных, живущих на свободе. Для них каждый шорох, каждая тень, тончайший запах, малейшее колебание воздуха служат сигналами близости пищи или опасности. Лишь, в результате синтеза и в то же время тонкого различения раздражений животное может вовремя заметить грозящую опасность, обнаружить добычу и дать реакцию соответствующую обстановке.
      Движение процессов возбуждения и торможения. Многолетнее изучение условных рефлексов позволило Павлову и его сотрудникам установить характер и закономерности движения процессов возбуждения и торможения в коре больших полушарий. К различным клеткам коры постоянно направляются импульсы со всех мест тела. Каждый очаг возбуждения и торможения, возникающий под влиянием этих импульсов, не остаётся неподвижным — он иррадиирует, т. е. распространяется, захватывая другие пункты коры. Это явление иррадиации возбуждения и торможения представляет собой один из основных законов деятельности нервной системы.
      Другим основным законом является взаимная индукция процессов возбуждения и торможения, т. е. наведение противоположного состояния. Так, в ответ на появившийся в коре очаг возбуждения в других ее пунктах возникает состояние торможения: Оно препятствует распространению процесса возбуждения по всей коре, заставляя его снова концентрироваться в том пункте, где он возник. Но и здесь возбуждение, в конце концов, затухает, заменяясь противоположным процессом — торможением.
      Таким образом, процессы возбуждения и торможения непрерывно взаимодействуют друг с другом. В результате в коре больших полушарий образуется очень сложное переплетение или, по выражению Павлова, мозаика процессов возбуждения и торможения. Эта мозаика находится в непрерывном движении; очаги возбуждения и торможения сменяют друг друга, то появляясь, то вновь исчезая в различных пунктах коры.
      Значение учения Павлова об условных рефлексах. Своим учением об условных рефлексах Павлов создал новую главу физиологии — материалистическое учение о высшей нервной деятельности. Он показал, что кора больших полушарий как орган высшей нервной деятельности может изучаться физиологом так же глубоко и подробно, как и другие части тела. Советские учёные во главе с Павловым доказали, что в основе высшей нервной деятельности как животных, так и человека лежат те же процессы возбуждения и торможения, которые характерны для других отделов нервной системы. Многолетнее изучение этих процессов не только позволило установить закономерности поведения животных, но и показало, что кора больших полушарий является органом, через посредство которого происходит приспособление организма к окружающей среде. В этом огромное общебиологическое значение учения Павлова об условных рефлексах.
      Применяя чрезмерно сильные раздражители, а также особую комбинацию подкрепляемых и близких к ним неподкрепляемых условных раздражителей, Павлов получал у собак болезненные состояния коры, очень сходные с теми, которые возникают у человека при некоторых нервных и душевных (психических) заболеваниях. Это дало возможность Павлову объяснить физиологические процессы, возникающие в коре при этих заболеваниях, и наметить пути лечения.
      Учение Павлова приводит к простому и ясному пониманию высшей нервной деятельности, объясняет явления сна, гипноза и некоторых душевных болезней и тем самым опровергает религиозные выдумки о «бессмертной душе», «вещих» и «пророческих» снах, людях, якобы одержимых «нечистой силой», «чудесных» исцелениях и тому подобных вещах.
      Задание. Приведите взятые из жизни примеры торможения условных рефлексов.
     
     
      § 75. Особенности высшей нервной деятельности человека.
     
      Основное отличие человека от животных. Основным условием человеческой жизни является труд, связанный с изготовлением и применением орудий. Именно труд создал человека. В процессе труда формировались и совершенствовались все основные особенности человеческого организма, которые отличают его от животных. Коллективная, совместная трудовая деятельность людей способствовала возникновению и развитию членораздельной речи. В тесной связи с трудом и членораздельной речью находится замечательное развитие человеческого мозга — появление новых отделов в коре больших полушарий и перестройка работы всех остальных её отделов.
      «Сначала труд, — говорил Энгельс, — а затем и вместе с ним членораздельная речь явились двумя самыми главными стимулами, под влиянием которых мозг обезьяны постепенно превратился в человеческий мозг...» И в результате человек поднялся на высшую ступень развития по сравнению, со всем остальным животным миром. Психика человека, иными словами, его ощущения, мышление, чувства, желания, неизмеримо выше психики животных. Эта высшая ступень развития психики называется человеческим сознанием.
      Психика животных и человеческое сознание. Для сознательной деятельности человека характерна целеустремлённость. Человек ставит перед собой цель и находит пути к её достижению.
      «Паук совершает операции, напоминающие операции ткача, и пчела постройкой своих восковых ячеек посрамляет некоторых людей-архитекторов. Но и самый плохой архитектор от наилучшей пчелы с самого начала отличается тем, что, прежде чем строить ячейку из воска, он уже построил её в своей голове. В конце процесса труда получается результат, который уже в начале этого процесса имелся в представлении работника...» (Маркс).
      В этих словах Маркса с большой отчётливостью вскрывается отличие человеческого сознания от психики животных. Человек и животное в своей психической деятельности отражают явления окружающего мира. Однако человек, отражая мир в своём сознании, обобщает наблюдаемые явления, устанавливает закономерности их протекания. Это даёт ему возможность использовать их в своих целях, подчинять себе природу и в процессе трудовой деятельности переделывать мир. Энгельс говорил: «...животное только пользуется внешней природой и производит в ней изменения просто в силу своего присутствия; человек же вносимыми им изменениями заставляет её служить своим целям, господствует над ней».
      Нет никакого сомнения, что у высших животных может быть элементарное, зачаточное мышление. Однако лишь человеческое мышление даёт возможность не только обобщать результаты наблюдений, но и делать выводы относительно других явлений, которые непосредственно не наблюдались, а также предвидеть ход событий. Сознательное мышление развивалось у человека в связи с изготовлением и применением орудий труда, сначала простейших, а затем всё более сложных.
      Социальная обусловленность сознания. Развиваясь в процессе трудовой деятельности, сознание во все времена человеческой истории зависело от способа добывания пищи, одежды и других средств существования, иными словами, от орудий труда и трудового опыта, от отношений, которые устанавливались между людьми в процессе труда. Трудовая деятельность человеческого общества определяла государственное устройство и накладывала отпечаток на потребности людей, их культурную жизнь и взгляды. И. В. Сталин говорит: «... каков образ жизни людей, — таков образ их мыслей». Это значит, что сознание является продуктом общественной истории.
      Сознание и мозг. Сознание нельзя отрывать от деятельности мозга. Ни один психический процесс не может происходить без его работы. Раньше предполагали, что сознание зависит от каких-то определённых участков коры. Теперь установлено, что оно связано с деятельностью всей коры больших полушарий.
      У человека высшая нервная деятельность неизмеримо сложнее, чем у собаки и любого другого животного. Однако, как показали работы Красногорского, Иванова-Смоленского и других советских учёных, в деятельности коры больших полушарий человека и высших животных можно обнаружить не только различие, но и общие черты. Вот почему учение Павлова об условных рефлексах дало очень много для понимания высшей нервной деятельности человека.
      Учение Павлова о первой и второй сигнальных системах. У человека так же,, как и у животных, в коре больших полушарий образуются условные связи, лежащие в основе всей высшей нервной деятельности. «Временная нервная связь есть универсальнейшее физиологическое явление в животном мире и в нас самих» (Павлов).
      Образование условных рефлексов можно наблюдать у грудного ребёнка с первых дней его жизни. Любое прикосновение к его губам вызывает сосательные движения. Это безусловный рефлекс. В результате неоднократного кормления ребёнка из рожка образуется. условный рефлекс: сосательные движения появляются при одном только виде рожка. «Это, — говорит Павлов, — первая сигнальная система действительности, общая у. нас с животными».
      Однако в высшей нервной деятельности человека она отступает на второй план.
      В образовании условных связей в коре человека особую роль играет слово. «Слово, — говорит Павлов, — составило вторую, специально нашу, сигнальную систему действительности, будучи сигналом первых сигналов». По учению Павлова, условные связи в коре человека образуются, главным образом, под влиянием речевых раздражителей. Существенную сторону речи составляют не отдельные слова или звуки, а их сочетания, приобретающие смысловое значение. Иными словами, связи устанавливаются в результате понимания, осознания речи.
      Как показали исследования Иванова-Смоленского, первая и вторая сигнальные системы всегда находятся в столь тесном взаимодействии, что можно говорить о их единстве. И действительно, непосредственные впечатления, получаемые от различных предметов и явлений, обязательно связываются не только с соответствующими словами, но и с понятиями, которые позволяют осмыслить непосредственное впечатление.
      Именно вторая сигнальная система, т. е. осмысленная речь, а не отдельные звуки или слова, лежит в основе человеческого мышления. «Какие бы мысли ни возникли в голове человека и когда бы они ни возникли, они могут возникнуть и существовать лишь на базе языкового материала, на базе языковых терминов и фраз» (Сталин).
      Анализ и синтез раздражений. Человеку доступен значительно более полный и глубокий анализ и синтез раздражений, хотя у него отдельные органы чувств далеко не так совершенны, как у животных.
      «Орёл, — говорил Энгельс, — видит значительно дальше, чем человек, но человеческий глаз замечает в вещах значительно больше, чем глаз орла». Собака обладает, по сравнению с человеком, более развитым слухом. Она различает 1/3 тона, что человеческому уху совершенно недоступно. Но собаке недоступно понимание человеческой речи, она неспособна к анализу речевых раздражителей.
      Глубокий анализ и синтез раздражений, присущий человеку, связан с особенностями строения и деятельности его мозга. Именно с высоким развитием коры больших; полушарий связано человеческое сознание.
     
      § 76. Гигиена нервной системы.
     
      Нервная система и ощущение усталости. Работоспособность человека, а также ощущение бодрости или усталости в значительной мере зависят от состояния нервной системы.
      Когда человек занят какой-нибудь физической или умственной работой, в коре больших полушарий возникают очаги возбуждения. Одновременно участки коры, не связанные с выполнением данной работы, затормаживаются.
      Чем больше заинтересован человек в своей работе, тем сильнее возбуждены одни участки коры полушарий и тем глубже заторможены другие. Вот почему человек, погружённый в свои занятия, может не замечать происходящего вокруг: он не видит находящихся в комнате людей, не слышит, о чём они говорят. При этом работа выполняется лучше, внимательнее и быстрее. Интересную работу (связанную с достаточно сильными очагами возбуждения) можно выполнять в течение длительного времени и не чувствовать усталости.
      Большое значение имеет воля к труду. Работоспособность всегда выше, если человек сознательно относится к работе и стремится выполнить её скорее и лучше. Недаром человек, не проявляющий интереса к своей работе, считается плохим работником.
      Опыты Павлова показали, что слабые, однообразные и безразличные для организма раздражители способствуют распространению в коре полушарий состояния торможения. Подобное же действие оказывает скучная, однообразная работа, выполняемая неохотно. При этом возбудимость коры понижается и возникает ощущение усталости, которое, однако, уменьшается, а иногда и совсем исчезает, если проявить интерес к работе.
      Утомление. Работа, особенно физическая, приводит организм в деятельное, активнее состояние, усиливает обмен веществ, повышает возбудимость всех органов и, в частности, нервной системы. Однако постепенно наступают изменения в химическом составе органов и тканей и накопляются различные продукты обмена. При этом работоспособность как всего организма, так и отдельных органов уменьшается. В отличие от простого ощущения усталости такое состояние называется утомлением. Оно не приводит к вредным последствиям, а вызываемые им изменения после отдыха полностью исчезают.
      Ощущение усталости, уменьшение продуктивности, работы и ослабление интереса к ней, что обычно наблюдается в первые стадии развивающегося утомления, — всё это связано с постепенным усилением процессов торможения. Чем сильнее становится их преобладание над возбуждением, тем труднее выполнять работу.
      По меткому выражению Павлова, в неявных клетках коры возникает охранительное торможение, которое, предохраняя организм от чрезмерного утомления и истощения, нередко появляется задолго до наступления утомления, иногда даже в самом начале работы. В таких случаях, чтобы успешно продолжать работу, надо усилием воли преодолеть связанное с торможением ощущение усталости, повысить возбудимость коры. Лучшим способом для этого является сознательное отношение к труду.
      Отдых. Для того чтобы утомление не переходило в переутомление, вредное для нервной системы и всего организма, работа должна сменяться отдыхом, во время которого восстанавливаются силы организма и его работоспособность.
      После тяжёлой или продолжительной работы человек нередко испытывает неодолимое желание полежать или спокойно посидеть. При очень сильном утомлении организм действительно нуждается в полном покое. Однако в большинстве случаев нельзя ограничиться таким пассивным отдыхом. Отдых должен способствовать укреплению организма, а для этого необходимо, чтобы он был активным, деятельным.
      Во многих случаях для отдыха достаточно смены одного вида деятельности другим. Так, физическая работа является прекрасным отдыхом после напряжённой умственной деятельности. С другой стороны, человек, утомлённый физической работой, с удовольствием читает книгу или играет в шахматы и при этом отдыхает.
      Часть своего досуга человек обязательно должен затрачивать на активный отдых, сопровождающийся пребыванием на открытом воздухе. Экскурсии, прогулки, катание на коньках и лыжах, многие спортивные игры, укрепляя организм, являются незаменимым отдыхом для нервной системы. Особо большое значение имеет ежедневная утренняя гимнастика (зарядка). Она укрепляет организм и действительно как бы заряжает человека на весь день, повышая его работоспособность. Всякий регулярно совершающий физические упражнения по утрам ощущает их благотворное влияние на общее состояние организма.
      Режим дня. Под режимом дня понимается распределение в течение дня всей той деятельности, которую выполняет человек. Работа, отдых, сон, приём пищи, прогулки — всё это должно происходить всегда в определённые часы. При правильном распорядке дня легко образуются условные рефлексы на время, вырабатывается привычный ритм жизни. Если человек принимает пищу в одни и те же часы, то у него к этому времени начинают отделяться пищеварительные соки, появляется аппетит, и пища лучше переваривается.
      В привычные часы гораздо быстрее и легче сосредоточивается внимание и лучше спорится работа.
      Если человек ежедневно ложится спать и встаёт в одно и то же время, он быстро засыпает вечером и легко просыпается утром.
      Строго соблюдаемый режим создаёт в коре больших полушарий условные связи, необходимые для привычек, для ритма жизни, что облегчает работу всего организма.
      Режим дня должен быть построен так, чтобы впервую очередь обеспечить правильное чередование работы« и отдыха; это создаёт наилучшие условия для деятельности мозга и всего организма и предохраняет человека от переутомления. Необходимо также предусмотреть правильные промежутки между приёмами пищи, которые соответствовали бы работе органов пищеварения и облегчали их деятельность. Ради укрепления здоровья надо отвести достаточное время для прогулок и гигиенического ухода за своим телом. Наконец, режим дня должен обеспечить правильный и достаточно длительный сон.
      Сон и его значение. Нормальное протекание жизненных процессов возможно лишь при условии периодической смелы бодрствования и сна. Сон восстанавливает силы организма. Продолжительная бессонница быстрее приводит к смерти, чем отсутствие пищи. Как показали опыты на собаках, в результате длительного лишения сна в нервной системе и особенно в коре больших полушарий возникают значительные изменения, которые в конечном счёте ведут к разрушению клеток.
      Изучение процессов, протекающих в коре полушарий, позволило Павлову объяснить сон как торможение, широко распространившееся по коре и захватившее нижележащие отделы головного мозга.
      Появление в коре достаточно сильного очага возбуждения, например под влиянием зубной или желудочной боли, может остановить торможение и тем самым прекратить сонное состояние. И наоборот, всё, что помогает торможению распространяться по коре, например устранение шума, света и других сильных раздражителей, облегчает наступление сна. Раздеваясь и покрываясь одеялом, человек уменьшает поток импульсов от органов чувств, ибо он устраняет раздражающее действие одежды и холода. Уменьшение потока импульсов от мышц, сухожилий и суставов достигается путём расслабления мышц и принятия удобной позы.
      Привычные действия, которые мы совершаем ежедневно перед отходом ко сну — чистка зубов, умывание, оправление постели, раздевание, становятся условными раздражителями, вызывающими распространение по коре процесса торможения. Этому процессу также способствуют слабые, однообразные и безразличные раздражители, что и объясняет ту лёгкость, с которой начинает клонить ко сну под мерное покачивание и стук колёс движущегося поезда или при чтении скучной книги. Убаюкивая ребёнка, мать как раз и создаёт однообразный поток импульсов, помогающий торможению быстрее распространяться по коре.
      Большое влияние на скорость наступления сна оказывает состояние организма и особенно коры больших полушарий. Утомление после обычного умственного и особенно физического труда; понижая возбудимость мозга и способствуя более лёгкому распространению торможения, ускоряет засыпание.
      Противоположное действие оказывает переутомление мозга, связанное с чрезмерной, напряжённой работой, волнениями, заботами, страхом.
      Переутомление и чрезмерное возбуждение нередко бывают причиной бессонницы.
      Распространение торможения снижает деятельность всей центральной нервной системы; это ведёт к расслаблению мышечного тонуса и понижению обмена веществ, что, в свою очередь, изменяет работу органов дыхания и кровообращения: пульс и дыхательные движения становятся болee редкими.
      Сторожевые пункты коры. В лаборатории Павлова у одной из собак был выработан условный слюноотделительный рефлекс на тон «до». Кроме того, применялись другие звуковые раздражители, которые, однако, никогда не подкреплялись подачей пищи. В результате эти звуки не только не вызывали условного рефлекса, но, наоборот, влекли за собой развитие в коре полушарий процесса торможения. Когда много раз подряд давались только тормозные звуки, собака засыпала в станке. Но стоило применить условный раздражитель (тон «до»), как у собаки начинала выделяться слюна и сон нарушался.
      Участки мозга, которые во время сна поддерживают связь с внешним миром, Павлов назвал дежурными, или сторожевыми, пунктами коры. Обычно они связаны с раздражителями, особо важными для животного (в нашем примере это был пищевой раздражитель).
      Подобные сторожевые пункты имеются и в коре полушарий спящего человека. Мать, заснувшая у постели больного ребёнка, не реагирует на сильные удары грома, но просыпается в ответ на слабый стон ребёнка. Солдат, спокойно спящий во время канонады, просыпается, лишь только разлается голос командира.
      Сновидения. Во время сна в различных участках мозга могут появляться ограниченные очаги возбуждения; их наличием объясняются движения, а иногда даже вскакивание или разговор во сне.
      Сновидения также связаны с очагами возбуждения, которые возникают под влиянием импульсов, поступающих в кору больших полушарий от органов тела. Раздражителями, вызывающими поток импульсов, могут быть перемены в положении тела, голод или жажда, переполнение кишечника или мочевого пузыря, изменение дыхательных движений или работы сердца. После слишком обильной еды, когда брюшные органы давят на диафрагму, поднимая её кверху и затрудняя дыхание и работу сердца, нередко бывают тяжёлые, неприятные сновидения. Внезапное освобождение носа от слизи облегчает дыхание и может вызвать во сне ощущение свободного полёта в воздухе.
      Сновидения возникают также под влиянием импульсов, идущих от органов чувств. Опыты на спящих людях показали, что при звуке вытекающей из крана воды может присниться река или водопад, а в ответ на прикладывание к подошве ноги бутылки с горячей водой — знойная пустыня с раскалённым от солнца песком.
      Очень часто сновидения бывают связаны с явлениями, протекавшими на наших глазах, пли событиями, о которых мы слышали, читали, думали. Присниться могут события, которые давным-давно сгладились в памяти или остались в своё время незамеченными и не дошли до сознания, хотя и происходили в нашем присутствии.
      Это объясняется тем, что в клетках коры больших полушарий сохраняются следы всех, даже самых ничтожных и мимолётных импульсов, поступающих от органов чувств.
      Содержание и характер сновидений человека тесно связаны с особенностями его мозговой деятельности, личными впечатлениями, воспоминаниями, интересами, заботами.
      Мысли человека и наяву нередко перескакивают с одного предмета на другой, а для спящего это особенно характерно. Этим и объясняется, что во сне человек может увидеть самые невероятные и бессмысленные вещи.
      Иногда виденное во сне случайно совпадает с действительностью. В таких случаях малокультурные и суеверные люди говорят о «вещих» и «пророческих» сновидениях. Конечно, ничего пророческого в этих случайных совпадениях не может быть.
      Гигиена сна. Для того чтобы сон предоставил организму необходимый отдых и полностью восстановил потраченные за день силы, он прежде всего должен быть достаточно продолжительным.
      Взрослым людям нужно спать 8 часов в сутки. Нормальная продолжительность сна подростков и детей тем больше, чем они моложе; школьники 14 — 16 лет должны спать не менее 9 часов.
      Ложиться спать нужно всегда в одно и то же время. Вечерний и ночной сон крепче и полезнее, чем утренний, поэтому лучше рано ложиться и рано вставать.
      Во время сна ничто не должно препятствовать дыханию, кровообращению, нормальной работе кожи. Ложась спать, следует снять всё дневное бельё и надеть свежую ночную рубашку. Никакие пояса и завязки не должны сжимать тела, так как они мешают кровообращению. Спать нужно выпрямившись, лучше всего — на правом боку, положив руки поверх одеяла. При сне на левом боку сдавливается левая половина грудной клетки, и работа сердца затрудняется.
      Очень важно во время сна дышать свежим воздухом. Поэтому перед сном необходимо хорошенько проветрить комнату. Ещё лучше оставлять на всю ночь, открытой форточку, а в тёплое время года — окно. Ни в - коем случае не следует укрываться с головой.
      Воздух в комнате во время сна должен быть прохладным: не теплее 15 — 16° С. Не следует слишком тепло укрываться.
     
      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Какие рефлексы называются условными и чем они отличаются от безусловных?
      2. Как вырабатываются условные рефлексы?
      3. Какие требования предъявляются к обстановке опытов при изучении условных рефлексов?
      4. Какое значение в жизни животных имеют условные рефлексы?
      5. При каких условиях возникает торможение условных рефлексов и какое значение оно имеет?
      6. Как протекают процессы возбуждения и торможения в коре больших полушарий?
      7. Что такое анализаторы? Как происходит анализ и синтез раздражений?
      8. Каковы особенности высшей нервной, деятельности человека?
      9. Какова роль Сеченова и Павлова в развитии учения о высшей нервной деятельности человека?
      10. Как развивается утомление?
      11. Какие условия способствуют повышению работоспособности?
      12. Как следует организовывать свой отдых?
      13. Какое значение для организма имеет соблюдение правильного режима?
      14. Какое значение имеет сон? Как объяснял Павлов явление сна?
      15. Перечислите основные правила гигиены сна.
     
     
      XI. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАСТУЩЕГО ОРГАНИЗМА.
     
      § 77. Оплодотворение.
     
      Половые клетки. Половые железы можно рассматривать как смешанные железы, обладающие не только внутренней, но и внешней секрецией. Внешняя секреция половых желез заключается в образовании и выделении половых клеток.
      Женская половая клетка, или яйцо, развивается в женской половой железе — яичнике. Мужские половые клетки, или сперматозоиды, развиваются в мужской половой железе — семеннике.
      Рис. 139. Яйцо человека, окружённое зародышевой оболочкой. Внутри видно, ядро. В протоплазме яйца содержатся зёрнышки питательных веществ.
      Рис. 140. Сперматозоиды: 1 — головка; 2 — шейка; 3 — хвост.
      Яйцо. Созревшее яйцо, как и всякая живая клетка, состоит из ядра и протоплазмы (рис.139). Протоплазма яйца называется зародышевой; она содержит запас веществ, необходимых для развивающегося зародыша. Яйца человека и млекопитающих заключают в себе только то количество питательных веществ, которое необходимо для начального периода развития зародыша, так как в дальнейшем он получает нужные для его развития питательные вещества непосредственно от матери. Этим и объясняется небольшой размер яйцевых клеток млекопитающих. Человеческое яйцо имеет всего лишь 0;1 — 0,2 мм в диаметре.
      Сперматозоиды. Сперматозоиды несравненно меньше яиц. Это очень маленькие клетки, видимые только под микроскопом (рис.140). В утолщённой части — головке — находится ядро клетки, вытянутая же часть, называемая хвостом, состоит из протоплазмы. Сперматозоиды очень подвижны; они передвигаются при помощи колебательных движений хвоста. Несмотря на микроскопически малую величину, они могут пройти громадное сравнительно с их собственными размерами расстояние — до 25 см в час.
      Оплодотворение. Развитие зародыша начинается с момента оплодотворения, т. е. с того момента, когда мужская половая клетка, или сперматозоид, проникает в женскую половую клетку — яйцо (рис.141). В результате слияния двух половых клеток образуется новая клетка, качественно отличная от яйца и сперматозоида. Такое слияние обеспечивает передачу новому организму признаков обоих родителей.
      Орган, в котором происходит дальнейшее развитие оплодотворённой клетки, называется маткой.
     
      § 78. Внутриутробное развитие.
     
      Развитие зародыша. Оплодотворённая яйцевая клетка начинает быстро развиваться, превращаясь в многоклеточный зародыш, количество клеток которого непрерывно увеличивается. Появляются три зародышевых пласта: наружный, внутренний и средний. Дальнейшее развитие этих пластов приводит к появлению зачатков отдельных органов.
      Питание зародыша. Ужи в самом начале развития зародыша вокруг него появляются оболочки, одна из которых (наружная) называется ворсинчатой, так как вся покрыта отростками в виде ворса. При помощи ворсинчатой оболочки зародыш прикрепляется к слизистой оболочке матки (рис.142), которая к этому времени оказывается сильно набухшей и как бы разрыхлённой. Ворсинки прочно срастаются со слизистой оболочкой, образуя детское место, или плаценту.
      Рис. 142. Человеческий зародыш в матке: 1 — ворсинчатая оболочка; 2 — плацента; 3 — пуповина; 4 — околоплодная жидкость.
      Через плаценту осуществляется взаимная связь плода и материнского организма. От тела зародыша к детскому месту тянется длинный шнур — пуповина. Внутри неё проходят кровеносные сосуды. Сокращения сердца зародыша проталкивают кровь по артериям пуповины к детскому месту, где происходит обмен веществ между кровью матери и кровью зародыша, причём кровь его освобождается от продуктов обмена и обогащается кислородом и питательными веществами. По широкой вене артериальная кровь возвращается в организм зародыша (рис.143).
      Рис. 143. Схема движения крови зародыша и крови матери в маленьком участке плаценты: 1 — пупочные артерии; 2 — пупочная вена; 3 — ворсинки, окружённые пространством, которое заполнено кровью матери (4); кровь матери притекает по артериям (5) и оттекает по венам (6).
      Сходство в развитии зародышей человека и животных. Зародыш далеко не сразу принимает облик человека. На ранних стадиях развития зародыши человека, обезьяны, кролика, курицы и даже рыбы очень похожи друг на друга (рис.144). На третьей неделе развития у зародыша человека появляются по бокам головного конца туловища складки, подобные тем, которые можно обнаружить в начале развития всех позвоночных животных. Они представляют собой зачатки жабр. У рыб из этих зачатков развиваются настоящие жабры, у наземных животных они в дальнейшем бесследно исчезают.
      В разные периоды внутриутробной жизни появляются и другие несвойственные человеку признаки, которые до взрослого состояния не сохраняются. Так, в течение довольно длительного времени у зародыша имеется хвост. Позднее на короткое время всё тело и даже лицо покрываются нежным волосяным покровом.
      Несвойственным человеку надо считать и появляющийся на пятой неделе скелет из хряща, который затем заменяется костным.
      Единство животного мира. Простейшие организмы, которые когда-то появились на Земле, постепенно развиваясь, превращались в новые, всё более сложно организованные формы. Прошло много миллионов лет, прежде, чем появились столь разнообразные и непохожие друг на друга современные виды животных и растений. Но как ветви дерева берут начало от общего ствола, так и живые существа, как бы они ни отличались друг от друга, происходят от общего ствола жизни: все они представляют собой многочисленные ветви единого дерева жизни.
      Наука о развитии зародыша — эмбриология — показала, что все организмы в своём развитии от яйца до взрослого состояния обнаруживают как бы следы давно прошедших времён, выявляя отдельные этапы истории развития своих предков.
      И нет никакого сомнения, что зачатки жабр, встречающиеся у зародышей всех позвоночных, в том числе и человека, свидетельствуют о том этапе развития жизни, когда их общие предки жили в воде и так же, как рыбы, дышали жабрами.
      Хотя в развитии зародыша находят отражение только самые основные черты организации его предков, тем не менее они дают нам представлении о пути развития и происхождения человека.
      Дальнейшее развитие плода. К концу второго месяца развития у зародыша исчезают зачатки жабр, появляются в различных участках хрящевого скелета точки окостенения — первые островки ткали. К этому времени становятся заметными различия между рукой и ногой, и весь облик зародыша приобретает характерные человеческие черты, получая название плода. Плод лежит в окружающих его оболочках, как в просторном мешке. Околоплодная жидкость, находящаяся внутри этого мешка (рис.142), обеспечивает плоду свободное развитие и возможность совершать движения. Кроме того, она служит хорошим буфером, смягчая случайные толчки и удары, получаемые матерью. Плод быстро растёт и развивается, достигая к моменту рождения примерно 50 см длины и 3 кг веса.
      В течение 9 месяцев утробной жизни зародыш не вдыхает воздуха, не переваривает пищи. Всё это за него делает мать. Поэтому, если у беременной женщины плохо работают почки, удаляющие из крови ненужные и вредные вещества, если она недостаточно питается или чрезмерно работает, переутомляя свой организм, это немедленно сказывается на развитии и здоровье зародыша. Вот почему забота о беременной женщине является в то же время заботой о здоровье будущего ребёнка.
     
      § 79. Особенности развития ребёнка и подростка.
     
      Новорождённый ребёнок. С момента рождения организм ребёнка вступает в непосредственные отношения с внешней средой: он дышит, принимает пищу, удаляет продукты распада. Прекращение связи с организмом матери тотчас же ведёт к накоплению в крови ребёнка углекислоты, которая прежде удалялась через детское место. Скопившаяся углекислота раздражает дыхательный центр и в результате появляются поочерёдные сокращения вдыхательных и выдыхательных мышц. Признаком начавшихся дыхательных движений является так называемый первый крик ребёнка.
      Одновременно с первым криком наступают изменения в кровообращении. До рождения, когда лёгкие находятся в спавшемся состоянии, через них проходит лишь ничтожно малое количество крови. Основная масса крови из правой половины сердца попадает не в лёгкие, а непосредственно в левую половину сердца через отверстие, существующее у плода между правым и левым предсердиями, или в аорту через особый проток, соединяющий её с лёгочной артерией. Связанное с дыханием растяжение лёгких вызывает расширение лёгочных сосудов, и это обеспечивает свободное движение крови по малому, или лёгочному, кругу кровообращения.
      Постепенно отверстие между предсердиями и проток, соединяющий лёгочную артерию с аортой, зарастают, и окончательно устанавливается последовательное прохождение всей массы крови через оба круга кровообращения — большой и малый.
      Рост и обмен веществ. При рождении ребёнок весит в среднем 3 кг; а к концу первого года — около 10 кг. Понятно, что при таком быстром росте и обмен веществ у трудного ребёнка должен быть весьма интенсивным. И действительно, расход энергии на один килограмм веса у грудного ребёнка в 3 раза выше, чем у взрослой человека.
      Интенсивный обмен веществ требует усиленной доставки питательных веществ и кислорода. В связи с этим на долю органов дыхания и кровообращения выпадает большая нагрузка.
      Дыхание. Новорождённый ребёнок не может делать глубоких вдохов, и необходимая вентиляция лёгких обеспечивается учащением дыхания. Количество вдохов в минуту в первые недели жизни достигает 60. В дальнейшем, по мере роста грудной клетки и укрепления её мышц, дыхание становится более редким.
      Работа сердца. В связи со слабостью сердечной мышцы и недостаточной эластичностью кровеносных сосудов сердце новорождённого сокращается примерно вдвое чаще, чем сердце взрослого.
      Как пульс, так и дыхательные движения новорождённого ребёнка отличаются не только большой частотой, но и неправильным, часто меняющимся ритмом. Это связано с недостаточно устойчивой нервной, регуляцией органов кровообращения и дыхания.
      В дальнейшем сердце увеличивается в объёме и „его мышца становился более толстой и сильной.
      Однако чрезмерная и особенно длительная физическая нагрузка может привести к истощению сердечной мышцы. Вот. почему не только в детском, но и в подростковом возрасте необходимо очень осторожное отношение к чрезмерной физической нагрузке, чтобы не вызвать расширения сердца и расстройства его работы.
      Питание. Пища растущего организма должна содержать достаточное количество питательных веществ, необходимых как для нормальной работы органов тела, так и для их роста. Чем интенсивней рост, тем больше белков и жиров должна содержать пища. Особенно важны белки, которые являются основным материалом, необходимым для новообразования клеток.
      Для нормального питания растущего организма очень большое значение имеют витамины. При недостатке некоторых из них приостанавливается рост и нарушается нормальное развитие. Помимо уже известных нам витаминов, для детского организма крайне необходим растворимый в жирах витамин D. Он содержится в рыбьем жире, яичном желтке, сливочном масле и некоторых других продуктах.
      В ряде жиров и во многих растительных продуктах встречается растворимое в жирах вещество, близкое к витамину D. Оно откладывается в коже и под влиянием солнечных лучей частично превращается в витамин D.
      Подвергая кожу действию солнца, человек тем самым способствует обогащению организма витамином D. Вот почему пользование солнцем имеет для детей особо важное значение.
      При недостатке или отсутствии в пище этого витамина нарушается минеральный обмен, в частности, -снижается содержание кальция и фосфора в костях, что ведёт к размягчению их, порче зубов и ряду других расстройств. В раннем детском возрасте (особенно до года) отсутствие в пище витамина D является причиной появления рахита.
      Первые месяцы жизни грудной ребёнок питается исключительно материнским молоком, состав которого полностью отвечает потребностям ребёнка, обеспечивая его необходимым количеством белков, жиров, углеводов, солей и витаминов. Молоко содержит противотела, предохраняющие организм ребёнка от вредного действия различных микробов. В связи с этим дети, вскармливаемые материнским молоком, меньше подвержены многим заразным заболеваниям.
      Через 5 — 6 месяцев после рождения исключительное питание молоком становится недостаточным ребёнка постепенно начинают прикармливать манной кашей, морковным пюре, клюквенным киселём и другой пищей, а к 12 месяцам полностью прекращают кормление грудью.
      На втором году жизни питание становится почти столь же разнообразным, как и у взрослого человека: ребёнок может получать супы, творог, мелко изрубленное мясо, варёную рыбу, всевозможные каши, овощи и фрукты.
      Принимая во внимание недостаточную устойчивость нервной регуляции сердца, детям даже старшего возраста не следует употреблять возбуждающих напитков — вина, крепкого чая или кофе.
      Костно-мышечная система. Медленно и постепенно развивается костный скелет (рис.145).
      К моменту рождения средняя часть большинства длинных костей состоит из костной ткани, а их концы долго ещё остаются хрящевыми. Так, в нижнем конце плечевой кости первый островок окостенения появляется только на третьем году жизни.
      Примерно к 25 годам окостенение скелета заканчивается.
      Скелетные мышцы развиты у трудного ребёнка очень слабо и неспособны к длительным сокращениям.
      Постепенно сила мышц увеличивается, движения становятся всё более и более координированными. В возрасте 6 — 7 лет ребёнок достаточно свободно владеет своими мышцами и легко осваивает многие гимнастические упражнения, связанные с сохранением равновесия. Однако ему с трудом даётся длительное и сильное напряжение мышц.
      С наступлением школьного возраста начинается период усиленного роста мышц. В 6-летнем возрасте на долю скелетных мышц приходится около 22% веса тела, к 16 годам они, как у взрослых, составляют- 35 — 40%.
      Подростки в возрасте 12 — 15 лет способны производить самую разнообразную работу, какой бы сложной и тонкой координации движений она ни требовала. Однако и в этом возрасте, даже при хорошо развитых, сильных мышцах, надо избегать слишком длительного и большого их напряжения, так как это отрицательно сказывается на работе сердца.
      Рис. 145. Скелет новорождённого и взрослого.
      Каждая мышца в месте своего прикрепления тянет кость в определённом направлении, влияя тем самым на её развитие и рост, на расположение костных перекладин. Чем выше тонус мышц и больше сила их сокращения, тем резче сказывается их влияние на развитие кости. Поэтому рост мышц и увеличение их активности вызывают усиленное развитие и укрепление скелета.
      Следовательно, для нормального развития не только мышц, но и скелета большое значение имеет достаточная подвижность ребёнка или подростка. Гимнастические упражнения, спортивные игры, туристические походы, развивая мышцы, тем самым развивают и укрепляют весь организм.
      Появление изгибов позвоночника. У новорождённого изгибы позвоночника выражены чрезвычайно слабо. Через 2—2,5 месяца, в связи с повышением напряжения (тонуса) шейных мышц, ребёнок начинает поднимать голову и удерживать её в приподнятом положении. Постоянное натяжение задних шейных мышц, препятствующих опусканию головы вперёд, вызывает выгибание шейного отдела позвоночника.
      Несколько позднее, когда ребёнок начинает сидеть, появляется второй, грудной изгиб; при переходе к выпрямленному положению туловища (стояние и ходьба) развивается поясничный изгиб (рис 146).
      Однако в течение длительного времени изгибы позвоночника легко меняются в зависимости от положения тела. Так, сидение сгорбившись резко усиливает грудной изгиб и уменьшает поясничный. При наклонах туловища в сторону появляется боковой изгиб. Частое и продолжительное сохранение неправильного положения тела может вызвать привычные ненормальные изгибы позвоночника, которые постепенно становятся всё более устойчивыми и превращаются в болезненные искривления.
      Рис. 146. Появление изгибов позвоночника в связи с сидением и стоянием.
      Рис. 147. Неправильная и правильная посадка за партой: 1 — неправильная посадка при слишком низком столе; 2 — неправильная посадка при слишком высоком столе; 3 — правильная посадка.
      Рис. 148. Отношение величины мозга к росту новорождённого ребёнка взрослого человека.
      В школьном возрасте и особенно после 10 — 12 лет, когда идёт быстрое окостенение скелета, развившееся искривление часто оказывается непоправимым и отрицательно влияет на общее физическое развитие, работу органов дыхания и даже на работоспособность.
      Вот почему так важно обращать внимание на правильность положения тела во время работы. На рисунке 147 показано, как нужно сидеть за партой. Не менее важно соблюдать нормальную осанку при” стоянии и ходьбе.
      Нервная система. Нервная система — обязательный участник всех процессов, протекающих в организме. От степени её развития зависит не только работа каждого отдельного органа, но и общие согласованные реакции всего организма. И нет ничего удивительного в том, что уже к моменту рождения она оказывается в значительной мере сформированной.
      Вес головного мозга взрослого человека составляет примерно 2% веса тела, а у новорождённого — 12 — 14% (рис.148). К концу дошкольного возраста вес головного мозга ребёнка составляет не менее 80% веса мозга взрослого человека.
      Развитию мозга соответствует рост черепа. Если у взрослого человека высота головы составляет 1/8 часть высоты всего тела, то у новорождённого она достигает 1/4 части (рис.149).
      Рис. 149. Изменение пропорций тела в процессе развития: 1 — двухмесячный зародыш; 2 — новорождённый ребёнок; 3 — взрослый человек.
      Повидимому, новые нервные клетки могут образовываться Только во время утробного развития. Иными словами, объём мозга после рождения увеличивается не за счёт количества нервных клеток, а вследствие их. роста. Особенно интенсивно растут древовидные отростки (дендриты).
      У новорождённого кора больших полушарий функционирует ещё слабо, хотя условные связи уже могут образовываться. Постепенно, по мере развития соответствующих участков мозга, движения становятся не только более разнообразными, но и целесообразными. Это говорит о том, что в двигательных реакциях всё большее участие начинает принимать кора больших полушарий.
      Условные реакции, главным образом пищевые, начинают вырабатываться уже в первые недели жизни. Вскоре появляются и оборонительные условные рефлексы: ребёнок плачет, отдёргивает руку при одном лишь сигнале безусловного раздражения, например при угрозе удара по руке. К концу первого года в коре полушарий образуются условные связи на речевые раздражители.
      Развитие коры больших полушарий (рост нервных клеток и их отростков) продолжается в течение, длинного ряда лет. С каждым годом связи между различными клетками коры становятся всё более многочисленными и сложными. В соответствии с этим усложняется и высшая нервная деятельность ребёнка. Однако вплоть до юношеского возраста сохраняется повышенная истощаемость клеток коры.
      У ребёнка и подростка процессы возбуждения и торможения сравнительно легко иррадиируют по коре. С этим связана и меньшая устойчивость внимания, свойственная детскому возрасту.
      Для нормального развития нервной системы, особенно её высшего отдела — коры больших полушарий, весьма важное значение имеет соблюдение основных правил гигиены и, в частности, организация правильного режима дня.
      Железы внутренней секреции. В различные периоды жизни роль отдельных желез внутренней секреции неодинакова. Так, например, в первые годы жизни для нормального роста и развития большое значение имеет вилочковая железа, расположенная в грудной клетке, позади грудины. Позднее она постепенно отстаёт в росте; годам к 12 — 15 она уменьшается в объёме, причём её железистая ткань в значительной мере заменяется жировой.
      В возрасте 12 — 15 лет быстро развиваются половые железы, гормоны которых вызывают резкие изменения в деятельности всего организма. Эти изменения не ограничиваются появлением вторичных половых признаков. Наряду с переменой голоса, развитием у мужчин растительности на лице, изменением формы тела, наблюдаются общие изменения в деятельности всего организма, в том числе и коры больших полушарий. В этом переходном возрасте нег сколько ослабляется та подвижность, шаловливость, которая свойственна ученикам первых школьных классов. Внимание становится более устойчивым. Появляется усидчивость.
     
      § 80. Охрана здоровья детей и подростков.
     
      Охрана материнства и младенчества. Нет ни одной страны в мире, которая могла бы сравниться с СССР в деле охраны здоровья подрастающих поколений.
      Советские законы заботятся о ребёнке с момента его утробной жизни. Работающим женщинам в случае беременности предоставляется отпуск до и после родов с выдачей за это время пособия. В течение беременности и после родов женщина может пользоваться бесплатными врачебными советами по уходу за своим здоровьем и здоровьем грудного ребёнка. Для этого существуют специальные консультации. Женщина имеет возможность на время работы оставлять своего ребёнка в детских яслях. При рождении третьего ребёнка женщина получает единовременное пособие. На четвёртого ребёнка и последующих государство выплачивает матери ежемесячные пособия в течение пяти лет.
      Все эти мероприятия по охране материнства и младенчества ведут к резкому падению детской смертности. Так, например, в Москве смертность грудных детей примерно в два раза ниже по сравнению с той, какая была до Великой Октябрьской социалистической революции.
      Оздоровительные мероприятия. В Советском Союзе существует целая система оздоровительных учреждений, обслуживающих детей и подростков: санатории, санаторные и лесные школы, санаторные лагери юных пионеров, летние оздоровительные площадки, и колонии.
      За яслями, детскими садами, школами и другими учреждениями, в которых находятся здоровые дети, ведётся специальный врачебный надзор. В школах введены завтраки.
      Охрана труда подростков. Взяв в свои руки власть, пролетариат полностью ликвидировал эксплуатацию всякого труда, в том числе и детского. Подростки попадают на производство через ремесленные училища, где они получают квалификацию по избранной ими специальности.
      Участие подростков в производительном труде поставлено у пас так, что труд не разрушает их здоровья и служит средством правильного и всестороннего развития и укрепления организма. На особо вредные и тяжёлые работы подростки не допускаются.
      Все подростки, работающие на производстве, ежегодно подвергаются медицинскому осмотру, на основании которого выделяют нуждающихся в специальных оздоровительных мероприятиях.
      Подросткам-рабочим предоставляются дополнительные отпуска, места в домах отдыха, санаториях, на курортах.

      ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ.
      1. Как называются женские и мужские половые клетки и каково их строение?
      2. Как происходит процесс оплодотворения?
      3. Как происходит внутриутробное развитие?
      4. В чём сходно развитие зародышей человека и животных и о чём это свидетельствует?
      5. Каковы особенности развития ребёнка и подростка?
      6. Какое значение имеет витамин D?
      7. Каковы особенности питания растущего организма?
      8. Как в Советском Союзе охраняется здоровье детей и подростков?