Глава 1. Обзор литературы
Биоэлектрическая активность мочеточников
Во время учебной летней практики была проработана литература, касающаяся нейрогуморальной регуляции электрической активности (ЭА) мочеточников.
Основоположниками в области исследования биоэлектрической активности мочеточника являются Л. А. Орбели и Е. Брюке. В экспериментальных условиях установлено, что электроуретерография (ЭУГ) характеризует процесс прохождения возбуждения по мочеточнику.
A. Aiba и W. Sloafor установили, что форма волны может быть не только моно-, но и двухфазной. Это зависит от условий проведения эксперимента и способа отведения биопотенциалов (моно- или биополярное). Частота волн ЭУГ находится в пределах от 3 до 10 в минуту при амплитуде 1 мВ. Взаимоотношение биоэлектрической волны характеризуется отставаниеtv последней на 0,1 с. [3].
Работы С. А. Бакунца являются фундаментальными исследованиями в области физиологии мочеточника в экспериментальных условиях. Автор отметил, что при отсутствии патологии мочеточника ЭУГ характеризуется строгой ритмичностью волн в околопочечном сегменте и в среднем его отделе. В околопузырном отделе ЭУГ имеет аритмичный характер.
Отмечается и отличная частота волн на протяжении мочеточника: максимальная (20 в минуту) в околопочечном отделе, в среднем отделе она в 2 раза ниже, и еще более низкая — в околопузырном отделе. Большинство волн ЭУГ по ходу затухают, и только отдельные полностью доходят до устья мочеточника [3].
Результаты исследования ЭУГ в экспериментальных условиях явились базой для изучения основных показателей уродинамики верхних мочевыводящих путей. Эти данные использовались для оценки ЭУГ при различных патологических условиях уродинамики верхних мочевыводящих путей, а также для контроля за результатами применения различных фармакологических веществ.
Действия биологически активных веществ на электрическую и сократительную активность гладких мышц мочеточника
Как известно простагландины находятся практически во всех тканях и органах. Они являются аутокринными и паракринными липидными медиаторами. В экспериментальных работах [5] приводятся данные о том, что простагландины оказывают блокирующее действие на потенциалозависимые кальциевые каналы плазматической мембраны гладкомышечных клеток мочеточника. Также приводятся доказательства, что простагландины не влияют на освобождение ионов кальция из внутриклеточных кальциевых пулов. Простагландины E2 и F2α , как свидетельствует [5], регулируют функциональную активность гладких мышц мочеточника и к их действию не наблюдается десенситизация гладкомышечных клеток мочеточника. Простагландины оказывают непосредственное влияние на гладкомышечные клетки мочеточника, их действие не опосредовано освобождением нейромедиаторов. Простагландины E2 и F2α модулируют проницаемость плазматической мембраны гладкомышечных клеток мочеточника к ионам натрия и калия. При этом наблюдается угнетающее действие простагландинов на электрическую и сократительную активность, которое обусловлено уменьшением входа ионов кальция через быстрые инактивирующиеся и медленные неинактивирующиеся потенциалозависимые кальциевые каналы [6].
Холинергические и адренергические проводящие пути
Мочеточник имеет эфферентную и афферентную иннервацию, включая холинергические, адренергические и неадренергические нехолинергические компоненты.
Холинергические влияния. В мочеточнике гладкие миоциты объединяются в синцитий, другими словами, не все мышечные волокна имеют нервно-мышечные контакты и возбуждение, инициированное медиатором, распространяется от одной мышечной клетки к другой через нексусы. Перистальтика мочеточников поддерживается благодаря автоматии пейсмекеров и интраорганной нервной сети, но модулируется автономной нервной системой. В интраорганных сетях мочеточника присутствуют нейроны, содержащие на плазмалемме холинергические мускариновые рецепторы [8]. Иммуногистохимические исследования позволили установить наличие пяти подтипов мускариновых рецептора (М1—М5) в мочеточнике человека, однако, с помощью полимеразной цепной реакции идентифицировали только M2 – M3 - и M5 - подтипы рецептора [21]. Активация мускариновых рецепторов ацетилхолином приводит к возникновению или усилению сократительной активности мочеточников через посредство фосфолипазы C [9].
Адренергические влияния. Симпатические влияния, как было установлено в 1970-ых годах, в мочеточнике человека рализуются через α- и β-адренорецепторы. Тогда же было показано, что адренорецепторы преобладают [17]. α1-адренорецепторы были обнаружены в мочеточниках у животных и у человека. Подобно мускариновым рецепторам, активация α1 -адренорецепторов вызывает сокращение [9, 12]. Плотность α1 -адренорецепторов в мышечном слое мочеточника, была больше, чем других адренорецепторов. Инактивация этих рецепторов ингибирует базальный тонус, перистальтическую частоту и сокращение мочеточника [12]. Норадреналин, α-адренергический агонист, увеличивает перистальтическую активность мочеточника и тонус мышц при стимуляции [9].
Пуринергические влияния. Пуринергическая система играет важную роль в реализации сенсорной и моторной иннервации мочеточника, а аденозинтрифосфат (АТФ) является передатчиком возбуждения [20]. АТФ выделяется из субэпителиальных нервных волокон, действует на пуринорецепторы (P2X и P2Y) у людей и у свиней, а так же посылает информацию в центры боли расположенные в головном мозге. Известный нам АТФ активирует P2X пуринорецепторы, которые вызывают приток внеклеточного Cа2+ в мышечные клетки. Активация из P2Y3 или P2Y4 пуринорецепторы вызывает сокращения гладкой мышцы через PLC/IP3 сигнального пути и приводит к высвобождению внутриклеточного Cа2+. Было продемонстрированно, что растяжение мочеточника морской свинки высвобождает АТФ из эпителия в зависимости от давления и этот процесс активируют P2X3 субэпителиальные чувствительные нервы, вызывая боль и сокращение [20].
Уникальной функцией верхних мочевых путей является продвижение мочи от почек через мочеточник к мочевому пузырю для хранения до мочеиспускания. Механизмы, по которым мочеточник продвигает мочу, уже давно считаются миогенными по происхождению [22]. Спонтанные сокращения мочеточника происходят также в естественных условиях после денервации. Однако, запись давления мочеточника в естественных условиях также показывает, что объем производимой мочи оказывает влияние на амплитуду и частоту перистальтических сокращений мочеточника. Таким образом инициирование и контроль перистальтики мочеточника является миогенным по происхождению, а так же является зависимым от активности ритмоводителя в области почечной лоханки, но не вызван скоростью потока мочи [13].
Особенности иннервации пейсмейкерных зон мочеточника
Топографическое изучение мочеточника крысы выявило наличие автономных пейсмекерных зон. Верхний ритмоводитель органа (пиелоуретеральное соустье) характеризуется возникновением медленноволновых колебаний мембранного потенциала, на основе которых впоследствии синхронно генерируются потенциалы действия, соответственно создающие перистальтику мочеточника. А в околопузырной зоне наблюдается лишь спайковая активность, которая находится под влиянием околопочечного ритмогенеза. [1]
Электрофизиологи С. А. Бакунц (1966) и М. Н. Зильберман (1982) при проведении электромиографических исследований мочеточника также выявили наличие в стенке его сужений водителей ритма (пейсмейкеров), задающих частоту сокращений и перистальтику мочеточника: в верхнем сужении — водитель ритма I порядка (пейсмейкерная зона I), в среднем — водитель ритма II порядка (пейсмейкерная зона II).
Источниками экстраорганной иннервации зоны верхнего мочеточникового сужения (пейсмейкерной зоны I) являются нервные волокна, идущие от почечного, надпочечникового и внутреннего семенного нервных сплетений. Последние достигают вышеуказанной зоны в составе периартериальных симпатических нервных сплетений артерий, кровоснабжающих ее по ветвям почечной и яичниковой (яичковой) артерий. Кроме этого, в экстраорганной иннервации верхнего мочеточникового сужения принимают участие отдельные нервные стволы (в количестве 1—2), отходящие непосредственно от нижнего аортально-почечного ганглия почечного нервного сплетения. Эти нервные стволы проходят в жировой клетчатке почечного синуса, а затем спускаются вниз, изолированно достигая стенки зоны верхнего мочеточникового сужения.
По данным макро-, микропрепаровки, среднее мочеточниковое сужение (пейсмейкерная зона II) иннервируется периартериальными симпатическими нервными сплетениями, проходящими в адвентиции артерий, кровоснабжающих эту зону (ветви яичниковой (яичковой) артерий, ветвь брюшной части аорты средняя — мочеточниковая артерия). Источником этих сплетений являются нервные волокна почечного и внутреннего семенного (яичникового) нервных сплетений. Кроме того, в экстраорганной иннервации пейсмейкерной зоны II, как и пейсмейкерной зоны I, принимают участие отдельные нервные стволы (в количестве 1—2), отходящие непосредственно от нижнего аортально-почечного ганглия почечного нервного сплетения. Нервные стволы проходят в жировой парауретеральной клетчатке в косом направлении и, достигая стенки среднего мочеточникового сужения, участвуют в формировании его адвентициального нервного сплетения [6].
Эти обособленные нервные стволы, идущие к зонам верхнего (пейсмейкер I) и среднего (пейсмейкер II) мочеточниковых сужений, прослеживались на всех препаратах экстраорганной иннервации пейсмейкерных зон мочеточника.
Интраорганный нервный аппарат зон верхнего и среднего мочеточниковых сужений представлен адвентициальным, межмышечным и подслизистым нервными сплетениями, из которых наиболее выраженным является межмышечное. По своему строению оно отличается от соответствующих сплетений рядом расположенных участков лоханки, брюшного и тазового отделов мочеточника. В нижней трети лоханки, брюшном и тазовом отделах мочеточника межмышечное нервное сплетение представляет собой крупнопетлистую сеть безмиелиновых нервных волокон. В области верхнего и среднего мочеточниковых сужений межмышечное нервное сплетение представляет собой мелкопетлистую сеть, состоящую в основном из безмиелиновых нервных волокон. Более того, в области пейсмейкерных зон мочеточника (зоны верхнего и среднего сужений), в их межмышечном нервном сплетении обнаруживались микроганглии, содержащие от трех до пяти нервных клеток, состоящих в основном из нейронов Догеля II типа. Ганглиев в межмышечном нервном сплетении стенки нижней трети лоханки, брюшного и тазового отделов мочеточника не обнаружено.
Таким образом, особенность экстраорганной иннервации зон верхнего и среднего мочеточниковых сужений состоит в том, что они находятся в несколько привилегированном положении, чем та же почечная лоханка либо брюшной или тазовый отдел мочеточника. В иннервации мочеточниковых сужений принимают участие не только периартериальные симпатические нервные сплетения, но и отдельные постоянные нервные стволы от нижнего аортально-почечного ганглия почечного нервного сплетения. Эти нервные стволы проходят в околопочечной и парауретеральной клетчатке, не сопровождая никаких сосудов, изолированно достигая стенки пейсмейкерных зон мочеточника [1, 6].
Наряду с особенностями экстраорганной иннервации (крупные нервные стволы непосредственно к стенке сужений) имеются и особенности интраорганной иннервации: увеличение плотности петель, а также наличие микроганглиев в межмышечном нервном сплетении стенки верхнего и среднего мочеточниковых сужений, представленных в основном нейронами Догеля II типа. Данные особенности интраорганной иннервации характерны для рефлексогенных зон [1]. По косвенным признакам (экстраорганная, интраорганная иннервация) зоны верхнего и среднего сужений мочеточника являются рефлексогенными [6].