Спадщина риб і пуголовків гикавка
Спадщина риб і пуголовків: гикавка
Гикавка - неприємність, що сягає корінням до історії, що ріднить нас з рибами і пуголовками.
Якщо щось і може нас у зв'язку з цим втішити, то це те, що наше нещастя поділяють з нами і багато інших ссавців. У кішок можна штучно викликати гикавку, стимулюючи електродами невелику ділянку тканини в стовбуровій частині мозку. Очевидно, у цій частині мозку і знаходиться центр, який керує складною рефлекторною реакцією, яку ми називаємо гикавкою.
Рефлекс гикавки являє собою стереотипні скорочення низки м'язів, що повторюються, відносяться до стінки нашого тіла, діафрагми, шиї і горла. Спазм одного або двох головних нервів, які керують диханням, змушує ці м'язи скорочуватися. В результаті відбувається дуже різкий вдих. Потім, через 35 мілісекунд, у глибині нашої гортані замикається голосова щілина, перекриваючи верхню частину дихальних шляхів. Швидкий вдих із наступним перекриванням дихання викликає звук, схожий на «ік».
Лихо в тому, що нам рідко вдається ікнути лише один раз. Якщо гикавку вдається зупинити, икнув разів п'ять чи десять, у нас є добрі шанси, що вона не відновиться. Але якщо пропустити цей момент, то гикавка продовжиться і повториться в середньому ще шістдесят разів. Деяким із нас досить швидко позбутися гикавки допомагає вдихання вуглекислого газу (класичний спосіб - дихати, засунувши обличчя в паперовий пакет) або розпрямлення стінки тіла (за рахунок глибокого вдиху та затримки дихання). Але багатьом це не допомагає. Іноді патологічні напади гикавки можуть бути надзвичайно довгими. Найдовший відомий напад гикавки у людини тривав безперервно з 1922 по 1990 рік.
Схильність до гикавки - ще один спосіб нашого далекогоминулого нагадати про себе. Тут варто обговорити два моменти. Перший - причина того нервового спазму, який викликає гикавку. Другий — механізм керування гикавкою, різким вдихом та швидким перекриванням голосової щілини. Нервовий спазм — спадщина наших предків-риб, а сама реакція гикавки виникла у наших предків-амфібій, личинки яких були схожі на нинішніх пуголовків.
Почнемо із риб. Наш мозок дозволяє контролювати дихання без найменших свідомих зусиль з нашого боку. Більшість роботи виконується в стовбурової частини мозку, на межі між головним і спинним мозком. Мозковий стовбур посилає нервові імпульси головним дихальним м'язам. Дихання завжди відбувається ритмічно, за тією ж схемою. М'язи грудей, діафрагма і горло скорочуються в строго визначеному порядку. Частина мозкового стовбура, яка керує цими скороченнями, отримала назву «центральний генератор ритму». Ця ділянка мозку викликає ритмічні нервові імпульси та, за допомогою цих імпульсів, ритмічне скорочення м'язів. Ряд інших схожих генераторів, розташованих у нас у головному та спинному мозку, керує іншими ритмічними формами активності, такими як ковтання чи ходьба.
Погано те, що спочатку стовбур нашого мозку керував диханням у риб і лише згодом був переобладнаний, щоб керувати диханням наземних хребетних. І у хрящових, і у кісткових риб певна ділянка мозкового стовбура забезпечує ритмічне скорочення м'язів глотки та зябер. Нерви, що викликають скорочення цих м'язів, усі йдуть із певної ділянки мозкового стовбура. Схема розташування цих нервів, властива сучасним рибам, спостерігається вже в представників однієї з найдавніших копалин хребетних груп. Серед викопних залишків остракодерм у породах віком понад 400 мільйонів років євідбитки мозку та черепно-мозкових нервів. Як і в сучасних риб, нерви, які керують диханням, виходять у остракодерм з мозкового стовбура.
У риб ця система працює чудово, але у ссавців дає збої. Справа в тому, що у риб нервам, які керують диханням, не доводиться йти далеко після виходу з мозкового стовбура. Зябра і ковтка розташовуються у них якраз по сусідству з цим відділом мозку. У нас, ссавців, справи інакше. Нашим диханням керують м'язи стінки грудної клітки та діафрагма - м'язова перегородка, що відокремлює грудну порожнину від черевної. Скорочення цих м'язів викликають дихальні рухи. Нерви, що управляють скороченням діафрагми, виходять із нашого мозкового стовбура саме там, де виходять нерви, що управляють диханням у риб, — у районі шиї. Ці нерви, блукаючий і діафрагмальний, проходять від основи черепа через шию та грудну клітину, досягаючи діафрагми та грудних м'язів, що управляють диханням. Цей звивистий шлях викликає проблеми. Якби наше тіло було побудовано за раціональним задумом, ці нерви виходили б не в ділянці шиї, а десь поблизу діафрагми. А так, на жаль, будь-які перешкоди, з якими зустрічаються ці нерви на своєму довгому шляху, можуть ускладнювати їхню роботу і викликати спазми.
Якщо дивна конфігурація наших нервів дісталася нам у спадок від предків-риб, то сама реакція гикавки, мабуть, перегукується з нашими менш далекими предками — амфібіями. Гикавка є особливою формою дихальних рухів — за різким вдихом слідує швидке перекривання голосової щілини. Гикавкою, зважаючи на все, теж управляє центральний генератор ритму в мозковому стовбурі. Стимулюючи його електричними імпульсами, можна штучно викликати гикавку. Цілком логічно, що гикавкою теж управляє центральний генератор ритму, аджеця реакція, як і нормальні дихальні рухи, включає повторювані у певній послідовності серії скорочень м'язів.
Виявляється, наш генератор ритму, відповідальний за гикавку, нічим по суті не відрізняється від відповідного генератора, що є у амфібій. І не тільки у дорослих амфібій, а й у їх личинок — пуголовків, які використовують для дихання як легені, так і зябра. У пуголовків цей генератор включається тоді, коли вони дихають зябрами. У цьому випадку їм необхідно закачувати воду в горлянку і прокачувати її крізь зяброві щілини назовні, але вода при цьому не повинна потрапляти в легені. Щоб не допустити проникнення в легкі води, дихальні шляхи перекриваються - за рахунок того, що стискається щілина, що веде в легкі. Вчасно закривати цю щілину відразу після початку вдиху дозволяють нервові імпульси, що посилаються центральним генератором ритму в стовбурі мозку. Реакція, аналогічна нашій гикавці, дозволяє пуголовкам успішно дихати зябрами.
Подібність між нашою гикавкою і зябровим диханням пуголовків настільки велике, що багато дослідників вважають, що обидва ці явища суть варіанти однієї і тієї ж реакції. Зяброве дихання у пуголовків теж можна блокувати вуглекислим газом, як і нашу гикавку. Блокування зябрового дихання можна викликати і розтягуванням стінки тіла, подібно до того, як ми зупиняємо гикавку глибоким вдихом з подальшою затримкою дихання. Можливо, ми зупинили б зяброве дихання біля пуголовка і в тому випадку, якби змогли змусити його випити воду з далекого краю склянки, низько нахиливши голову.