Физиология стресса: адаптивные функции адреналина и дыхательной системы

Физиологические механизмы гемодинамики и симпатической иннервации. В полном согласии с доказательствами того, что сахар и адреналин, поступающие в кровь во время эмоционального возбуждения, делают организм более способным к борьбе за существование, изменения кровеносных сосудов под влиянием повышенного содержания адреналина находятся в тесной связи с симпатической иннервацией. Ранее проведенные исследования Оливера, Шеффера и других ученых над изменением объема различных органов тела показывают ключевые паттерны перераспределения кровотока. Напомним, что, согласно их наблюдениям, инъекция адреналина вызывает отток крови из брюшных внутренних органов в органы, в работе которых организм испытывает особую нужду — в центральную нервную систему, легкие, сердце и в работающие скелетные мышцы.

Перераспределение кровотока и артериальное давление. Отсутствие особых сосудосуживающих нервов в мозгу и легких, а также расширение сосудов сердца и скелетных мышц во время усиленной деятельности обусловливают то, что кровеснабжение этих частей тела зависит от высоты общего кровяного давления. При болевом раздражении и сильном возбуждении давление становится более высоким. Соответственно, через несокращенные или активно расширенные сосуды тела может протекать гораздо большее количество крови.

Влияние адреналина на сердечно-сосудистую систему. Адреналин обладает стимулирующим действием на изолированное сердце, вызывая повышение как частоты, так и амплитуды сердечных сокращений. Этот эффект согласуется с общим правилом, что адреналин воспроизводит эффект раздражения симпатических нервов. Однако обычно считают, что если сердце находится в нормальных условиях в организме, то адреналин вызывает замедление сердцебиений.

Механизмы регуляции пульса и дозировка. Это замедление обусловливается применением большой дозы, которая значительно превышает физиологические количества и вызывает столь сильное повышение артериального давления, что естественное влияние адреналина на сердечную мышцу преодолевается механическими препятствиями для быстрых сокращений и тормозящими импульсами из центральной нервной системы. Исследователи Госкинс и Ловеллетт показали, что при соблюдении определенных предосторожностей при интравенозной инъекции можно воспроизвести секрецию надпочечников. При этом выявляется не только повышение кровяного давления, но и ускорение пульса.

Адаптивное значение гемодинамических сдвигов. Итак, одновременно со значительной работой, под влиянием повышенного артериального давления, кровь выбрасывается сердцем в большем количестве, и мышцы получают возможность более быстро и мощно сокращаться. Ускорение сердцебиений сочетается с другими приспособительными функциями надпочечных желез при критических обстоятельствах.

Респираторная адаптация и газообмен при эмоциональном возбуждении. Настоятельная потребность в нападении или бегстве требует обильного снабжения кислородом работающих мышц и быстрого выведения отработанной углекислоты из тела. В момент возникновения сильного напряжения дыхание меняется таким образом, чтобы увеличить доступ воздуха к легким. Одной из наиболее характерных реакций животного при болевом раздражении или эмоциональном возбуждении является глубокое и учащенное дыхание.

Рефлекторная регуляция дыхательных движений. Рефлекторная реакция дыхательной системы наиболее полно отвечает нуждам организма при сильном напряжении во время драки или бегства. Известно, что при таком усиленном дыхании содержание углекислоты в крови может настолько уменьшиться, что потребность в дыхании может быть задержана на несколько минут или даже дольше.

Экспериментальные исследования гипервентиляции. Исследователи Дуглас и Галден нашли, что умеренно интенсивное вдыхание в течение трех минут, предшествующее сильному мышечному напряжению, приводит к значительному уменьшению последующей потребности в дыхании. Это точно так же приводит к уменьшению количества вдыхаемого воздуха и выдыхаемой углекислоты. Далее сердечные удары замедляются быстро после работы и возвращаются более быстро от повышенной частоты к нормальной.

Предвосхищающая функция гипервентиляции. Учащенное дыхание при сильных эмоциональных возбуждениях может быть истолковано как предвосхищающее понижение содержания углекислоты в крови. Данный процесс является подготовкой для повышенного выделения углекислоты в кровь под влиянием сильного напряжения мышц. Чрезмерное теплообразование при мышечной работе повышает потоотделение, а испарение пота способствует предохранению температуры тела от чрезмерного повышения. Также «холодный пот», появляющийся на коже при сильных эмоциях и болевом раздражении, можно рассматривать как реакцию предупреждения возможного повышения теплообразования под влиянием усиленных мышечных движений.

Бронходилатация и механические свойства бронхиол. При каждом дыхании воздух, движущийся в легких, проходит через бронхиолы. Последние снабжены гладкой мускулатурой, которая нормально поддерживается в состоянии тонического сокращения. Когда это тоническое сокращение значительно повышается, например при астме, дыхание затрудняется, и даже при покойном состоянии организм должен затратить необычные усилия, чтобы поддержать минимальную необходимую вентиляцию легких.

Механика воздушного потока в бронхиолах. Во время сильного напряжения при каждом вдохе воздух должен проходить через бронхиолы в большем количестве и с большей быстротой. У здоровых людей, «проветриваемых» при беге, бронхиолы могут стать относительно слишком малыми для тока воздуха, точно так же как они очень малы у лиц, больных астмой.

Роль адреналина в снижении сопротивления дыхательных путей. В этих случаях только путем чрезмерного напряжения удается повысить вентиляцию легких и таким образом достаточно быстро удовлетворить потребности организма. Затрудненное дыхание при тяжелых упражнениях требует некоторой доли работы на ускорение дыхательных движений. Эта дополнительная работа уменьшается, если тоническое сокращение круговой мускулатуры стенок бронхиол ослабевает, вследствие чего бронхиолы расширяются.

Физиологическое значение адреналовой бронходилатации. Рядом исследователей было установлено, что интравенозная инъекция адреналина вызывает расширение бронхиол. Адреналин, отделяемый при эмоциональном возбуждении, приносится к легким раньше, чем он придет в соприкосновение с другими органами, исключая правое сердце. Таким образом, он прежде всего вызывает расслабление гладкой мускулатуры легких. Это обстоятельство служит важнейшим указанием на роль адреналина в организме: когда ожесточенная борьба требует обильнейшего снабжения тела свежим воздухом и быстрого выделения углекислоты, описанное действие адреналина делает организм более выносливым.

Ключевые физиологические механизмы адаптации:
- 1-й этап: Секреция адреналина надпочечниками при эмоциональном возбуждении или болевом раздражении.
- 2-й этап: Перераспределение кровяного давления и отток крови к ЦНС, сердцу и скелетным мышцам.
- 3-й этап: Превентивная гипервентиляция легких для снижения уровня углекислоты в крови.
- 4-й этап: Расслабление гладкой мускулатуры бронхиол под действием адреналина для облегчения прохождения воздушного потока.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Вальтер Кеннон

Источник: Физиология эмоций. Телесные изменения при боли, голоде, страхе и ярости

Данная публикация будет полезна физиологам и психологам, а также широкому кругу образованных читателей, владеющих элементарными основами физиологии и интересующихся вопросами влияния эмоций и физиологических реакций на организм.