В атмосферу выбрасывается более 200 вредных веществ, среди которых свинец, медь, ртуть, кобальт, барий и др., относящиеся к первому классу опасности. Многие из них не разрушаются даже после переработки отходов и, попадая в почву,
2.1. Общая психофизиология
усваиваются растениями, а затем попадают в организм человека и животных. Детальное изучение веществ, отрицательно действующих на состояние человека, позволяет не только узнать механизмы этих влияний, но и разработать адекватные меры защиты. В экологическом мониторинге первостепенное значение имеет исследование влияния солей тяжелых металлов.
Опасность действия тяжелых металлов состоит в том, что в силу физических и химических особенностей строения молекулы они проникают внутрь нервных клеток, где конкурируют с кальцием и грубо искажают работу нейрона, а следовательно, и всей нервной системы. Каковы тонкие механизмы действия этих веществ на работу мозга?
В организме человека и животных обнаружено около 70 химических элементов, которые в зависимости от их биологического значения разделяют на несколько групп. Кобальт и марганец вместе с натрием, калием, кальцием, хлором и другими элементами относят к незаменимым, т. е. таким, которые входят в состав ферментов, гормонов и витаминов. Кадмий относят к тем элементам, которые постоянно определяются в живых организмах, но его биологическое значение еще недостаточно изучено.Общим для всех перечисленных веществ является то, что они поступают в организм человека и животных из продуктов питания, воды или атмосферного воздуха, т. е. экзогенны; имеют значение в процессах роста, размножения, кроветворения, клеточного дыхания, обмена веществ; образуют с белками металлорганические комплексные соединения, являющиеся регуляторами биохимических реакций; входя в состав гормонов и витаминов, выполняют роль катализаторов биохимических реакций. В случае аномального содержания или нарушенного соотношения элементов в окружающей среде в организме человека развиваются нарушения с характерными клиническими симптомами, главным образом из-за нарушений функций ферментов.
Опыты, выполненные на интактных и изолированных нейронах виноградной улитки [Хлудова, Греченко, 1994], показа-
ли, что блокада кальциевой проводимости мембраны нейронов ионами кобальта, кадмия и марганца снижает электрическую возбудимость нейронов; некоторые нейроны полностью прекращают генерировать потенциалы действия и, следовательно, не участвуют в процессах обработки и передачи информации. Ионы бария резко повышают возбудимость и снижают пороги генерации ПД, так что подпороговые стимулы приводят к запуску сверхсильных ответов. Ионы бария вызывают включение фоновой пейсмекерной активности даже у тех клеток, которые в норме никогда ее не демонстрируют (рис. 2.1). Особенностью действия ионов бария является то, что они нарушают координированную деятельность механизмов, участвующих в инициации и прекращении генерации ПД, в результате возникают продленные потенциалы действия. Длительность этого вида патологической активности нейронов может достигать нескольких десятков секунд -- в проведенных опытах до 20 с (рис. 2Л,ж,з,и)\ Значительные нарушения происходят в синаптических процессах -изменяется чувствительность нейронов к действующим медиаторам, в частности к ацетилхолину и серотонину, зафиксированы изменения знака исходной реакции на противоположный. Например, при действии бария по причине деполяризационно-го смещения МП исходно возбудительные ответы на АХ становятся тормозными. Присутствие ионов бария, марганца, кадмия блокирует простые виды обучения в форме привыкания и фасилитации. Полученные результаты показывают, почему опасно действие тяжелых металлов — они искажают работу мозга, что, естественно, влияет на психическое состояние человека и животных.
