О некоторых морфо-функциональных преобразованиях нервной, эндокринной систем и органов чувств в филогенезе беспозвоночных и позвоночных (стр. 12 )

Рецепторы инфракрасного излучения.

Большая часть животных имеет температуру, отличающуюся от окружающей среды. Это, с одной стороны, связано с накоплением тепла за световой день, а с другой – в результате экзотермических химических реакций, протекающих в организме. Инфракрасные (тепловые) излучения способны воспринимать как гомойотермные, так и пойкилотермные животные. Наиболее полно изучены терморецепторы у позвоночных. В основе терморецепции лежит способность свободных нервных окончаний воспринимать изменения температуры.

Свободные нервные окончания организованы в специализированные органы – ямки или небольшие складки. Такие примитивные терморецепторы известны у обыкновенного удава. У питонов имеются небольшие ямки, дно которых хорошо иннервировано. У ямкоголовых змей на дне термочувствительной ямки находится мембрана, которая отделена от остальных тканей термоизолирующей прослойкой воздуха. В мембране присутствует большое количество свободных нервных окончаний.

Свойствами терморецепции обладают также полифункциональные ампулы Лоренцини селяхий и механорецепторы боковой линии рыб. В основе их функционирования лежит изменение частоты спонтанной ритмичности в зависимости от температуры окружающей среды.

Глубоководные кальмары имеют на нижней поверхности тела так называемые термоскопические глаза, чувствительные к инфракрасным лучам. У гремучей змеи и у щитомордника между глазом и ноздрей находится орган терморецепции, позволяющий им охотиться ночью за мелкими зверьками и птицами, весьма точно определяя их местонахождение по тепловому излучению.

У холоднокровных животных терморецептором может служить и сам мозг. Особенно чувствителен к температурным изменениям гипоталамус костистых рыб. Способность к рецепции температуры спинномозговой жидкости сохраняется и у млекопитающих.

Считают, что в коже высших млекопитающих тепловыми рецепторами являются тельца Руффини, расположенные под эпидермисом, а холодовыми – колбы Краузе. Возможно, что в участках кожи, лишенных телец Руффини и колб Краузе, терморецепцию осуществляют некоторые свободные нервные окончания.

В разных областях тела плотность расположения терморецепторов весьма различна. Афферентные нервные волокна у человека проводят температурные сигналы через спинной мозг по боковым столбам белого вещества в составе снино-таламического тракта к зрительным буграм головного мозга, клетки которого осуществляют связи с теплорецепторными центрами мозгового ствола, и, как считают, с передними отделами прецентральной извилины коры. При одновременном возбуждении тепловых и холодовых рецепторов возникает ощущение «жара». Сдвиг нулевого отсчета при поывшении температуры тела дает ощущение «озноба».

Рецепция магнитных полей.

Воздействия постоянным и переменным магнитным полем вызывает реакции у широкого круга живых существ. Однако остается неясным вопрос о том: вызываются ли эти реакции непосредственным влиянием магнитного поля на состояние клеток и тканей или же является результатом специфической рецепции.

Для многих одноклеточных животных магнитное поле может служить ориентиром для направления движения. Так, например, парамеции предпочитают южное направление и плывут к южному полюсу быстрее, чем в других направлениях. Описана способность ориентации по магнитному полю Земли для планарий и многих насекомых. Существуют объективные доказательства на ориентацию в геомагнитном поле рыб и влиянии на их поведение искусственных геомагнитных полей. Есть много сообщений как подтверждающих, так и опровергающих возможность ориентировки птиц при перелетах на геомагнитные поля.

Один из возможных механизмов действия магнитных полей состоит в их влиянии на состояние возбудимости клеточных мембран и ионного баланса нервных клеток.

Ввиду насыщения окружающей среды техническими источниками электромагнитных полей встает проблема воздействия этого фактора на здоровье и самочувствие человека, тем более, что эксперименты указывают на возможность неблагоприятного воздействия магнитных полей на нервную систему вплоть до появления галлюцинаций под действием мощных магнитных полей.

III. Филогенез эндокринной системы.

Для координирования деятельности всех органов и систем многоклеточного организма и обеспечения его приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды в ходе эволюции животных и человека сформировался аппарат центрального управления – нервная система, а позже и эндокринная. Первая обеспечивает быстрый и относительно кратковременный способ регуляции, вторая – преимущественно более медленный и длительный. Нервная система осуществляет регуляцию посредствам нервных клеток, передающих с помощью своих отростков нервные импульсы, а эндокринная – через циркулирующие жидкости (гуморально), переносящие биологически активные эндокринные продукты – гормоны. Гормонам принадлежит важная роль в регуляции медленно развивающихся формообразовательных процессов, таких как рост, дифференцировка, обмен веществ, размножение. Преимущественно гормональную природу имеет и регуляция концентрации тех или иных химических компонентов в жидких средах организма.

Гормоны, будучи химическими координаторами физиологических процессов в животном организме, представляют собой чрезвычайно активные химические вещества и уже ничтожное количество их оказывает значительное влияние на различные функции организма. Поскольку они относительно быстро разрушаются в тканях организма, то для поддержания необходимой концентрации требуется постоянное их образование и поступление в кровь и тканевую жидкость.

Функция эндокринных желез находится под контролем нервной системы. Тесное взаимодействие нервной и эндокринной регуляции физиологических систем организма обеспечивает высокую эффективность механизма биологической координации.

Физиологическое действие гормонов весьма разнообразно, но, в общем, его можно классифицировать на четыре типа:

1)  метаболическая, вызывающая изменение обмена веществ;

2)  морфогенетическая, заключающаяся в стимуляции формообразовательных процессов, дифференцировки тканей и органов, роста и метаморфоза;

3)  корригирующая, изменяющая интенсивность функций всего организма и его органов, которые могут совершаться на определенном уровне и без наличия гормонов;

4)  стимулирующее или тормозящее действие на секрецию других гормонов (например, тропные гормоны гипофиза).

Один и тот же гормон может одновременно действовать по-разному на несколько различных процессов: изменять обмен веществ, стимулировать рост и развитие животного и т. д.

Непосредственное действие гомонов на обмен веществ и другие процессы осуществляется через ферментные системы. Они могут стимулировать синтез ферментов и коферментов, активизировать одни ферменты системы и блокировать другие, один и тот же гормон может действовать одновременно на многие ферменты. Прямое действие гормонов на клетки осуществляется главным образом через ферментные системы и через изменение проницаемости клеточных мембран.

Действие гормонов на строение и функции организма может осуществляться так же значительно более сложным путем при участии нервной системы.

В процессе эволюции животного мира нервная система возникла значительно раньше, чем эндокринная. До появления органов внутренней секреции некоторые нервные клетки наряду со способностью возбуждаться и передавать нервные импульсы приобрели способность секретировать физиологически активные вещества – нейросекреты, выделяемые в окружающие ткани. Возникновение специальных органов внутренней секреции произошло позже, и было связано, видимо, с дальнейшим совершенствованием механизмов регуляции и интеграции функций организма.

У беспозвоночных настоящие эндокринные железы достоверно установлены только у ракообразных и насекомых, однако, у всех групп беспозвоночных, за исключением губок и кишечнополостных, имеется нейросекреция. Нейросекреторные клетки у одних присутствуют только в определенном участке нервной системы, у других – во многих нервных образованиях. Вырабатываемые этими клетками нейросекреты у беспозвоночных выполняют не только функцию медиаторов передачи нервных импульсов, но оказывают то или иное действие на организм вдали от места своего образования, т. е. действуют подобно гормонам. Так, у ресничных червей нейросекреторные клетки ганглия влияют на регенерацию глаз и развитие половых органов. Надглоточный узел («мозг») многощитинковых червей содержит нейросекреторные клетки, гормон которых тормозит развитие половых желез и наступление полового созревания. У дождевых червей (малощетинковые) в надглоточном, подглоточном узлах и в узлах брюшной цепочки присутствует два типа нейросекреторных клеток: А и В. Клетки А участвуют в регуляции процесса размножения и тормозят развитие половых желез. Клетки В участвуют в регуляции процесса роста и выделяют гормон, необходимый для регенерации ампутированных задних сегментов. Нейросекреторные нейроны надглоточного и подглоточного ганглиев участвуют еще и в регуляции осмотического давления.

Нейрогормоны глазного стебелька

Глазной стебелек

Синусовая железа (хранилище нейрогормонов)

Орган Y

Линька

Рис 26. Эндокринная система ракообразных.

У ракообразных местами образования гормонов служат группы нейросекреторных клеток оптических ганглиев глазных стебельков (так называемые X-органы), а также надглоточных, подглоточных, комиссуральных грудных ганглиев. Кроме них имеются и настоящие железы внутренней секреции – это, так называемые, Y-органы (андрогенные железы) и яичники. Их гормонообразующая деятельность находится под контролем нейрогормона X-органов. Последние, кроме этого, выделяют гормон, который вначале поступает в синусовую железу, а оттуда в кровь, и оказывает подавляющее действие на процесс линьки животных.

Синусовая железа у большинство ракообразных, имеющих стебельчатые глаза, располагается внутри глазного стебелька, а у тех, у кого нестебельчатые глаза, эти железы находятся в головном отделе тела, возле «мозга». Сама железа состоит из многочисленных вздутых окончаний нейросекреторных клеток, тела которых находятся в других местах: в X-органе, в «мозге», в грудных ганглиях и др. Расширенные окончания нейронов лежат вокруг кровеносного синуса. Накапливающиеся в синусовой железе гормоны участвуют в регуляции обмена веществ, линьки, изменений окраски тела и перемещений глазного пигмента. Комплекс X-орган – синусовая железа тормозит линьку у животных.