2 курс / Нормальная физиология / Физиология_человека_Семенович_А_А_,_Переверзев_В_А_

Ангиотензин достаточно быстро разрушается ферментом ангиотензиназой. Поэтому содержание этого вещества в кро! ви зависит от соотношения скоростей его образования и рас! пада. Скорость образования регулируется ренином. Посколь! ку ренин поступает в кровь из почек, то они приобретают важ! ную роль в регуляции тонуса сосудов и кровяного давления (имеются и другие пути участия почек в регуляции кровообра! щения). Увеличение выброса ренина в кровь происходит при недостаточности почечного кровотока (снижении давления в почечных капиллярах и гипоксии), а также при активации сим! патических центров и снижении содержания натрия в крови.

При некоторых заболеваниях почки могут выбрасывать из! быточное количество ренина даже при повышенном давлении крови в магистральных сосудах. Тогда развивается особая форма гипертензии (так называемая почечная гипертензия).

Ангиотензин оказывает многостороннее действие на систе! му кровообращения. Кроме прямого вазоконстрикторного влияния он способствует увеличению объема циркулирующей крови. Это действие осуществляется через активацию центра жажды в гипоталамусе и увеличение употребления воды, а также через стимуляцию продукции гормона альдостерона надпочечниками. Альдостерон вызывает усиление захвата и возврата в кровь ионов Na+ из мочи почечных канальцев. Вслед за ионами Na+ благодаря осмотическим силам реабсор! бируется вода. Ее потери с мочой уменьшаются, а объем жид! кости в организме и циркулирующей крови увеличивается. Это также способствует возрастанию кровяного давления (по ме! ханизму долговременной регуляции). Рассмотренный меха! низм регуляции тонуса сосудов и кровяного давления называют

ренин1ангиотензин1альдостероновой системой (РААС! системой). Этой системе в последнее время уделяется много внимания как в связи с выявлением новых эффектов ее дей! ствия на организм (противоспалительное и способствующее склерозированию и тромбообразованию влияние), так и в связи с тем, что синтезировано много лекарств, блокирующих образо! вание ангиотензина. Эти лекарства все шире применяются в ле! чении гипертонической болезни и сердечной недостаточности.

Вазопрессин – гормон задней доли гипофиза. При обыч! ной концентрации в крови не оказывает существенного влия! ния на тонус сосудов, но имеет выраженное влияние на работу почек. Он увеличивает возврат воды из канальцев и собира!

311

тельных трубочек почек в кровь. Поэтому его называют также

антидиуретическим гормоном (АДГ). Такое действие ва! зопрессина способствует поддержанию достаточного уровня кро! вяного давления за счет возрастания жидкости в сосудистом рус! ле. Однако в ситуациях (например, при резком падении кровяно! го давления), когда выброс гипофизом вазопрессина в кровь рез! ко возрастает (до 10 раз), его концентрация становится достаточной для оказания прямого сосудосуживающего влияния.

Норадреналин и адреналин (их называют также катехола! минами или симпатинами) попадают в кровь главным образом из мозгового слоя надпочечников, но некоторое количество этих веществ может продуцироваться и так называемыми хро! маффинными клетками, имеющимися во многих тканях. Нор! адреналин попадает в кровь также благодаря выделению из окончаний симпатических нервных волокон.

Норадреналин и адреналин обладают преимущественно со! судосуживающим действием. Это влияние реализуется через активацию α!адренорецепторов. Взаимодействие адреналина и норадреналина с β!адренорецепторами способствует расши! рению сосудов. Конечный эффект действия адреналина и норадреналина на мышцу сосуда зависит от того, какие рецеп! торы (α или β) преобладают в данном сосуде. Например, в сосудах кожи и желудочно!кишечного тракта особенно много α!адренорецепторов. Поэтому активация симпатических центров и выброс катехоламинов в кровь сопровождаются увеличением тонуса этих сосудистых зон. В сосудах желудоч! ков сердца преобладание α!адренорецепторов над β!адрено! рецепторами менее выражено. Поэтому сосуды желудочков мало изменяют свой просвет при действии катехоламинов.

Эффект действия норадреналина и особенно адреналина на сосуды также зависит от концентрации этих веществ в крови. Дело в том, что β!адренорецепторы обладают большим срод! ством к адреналину, чем α!адренорецепторы. Поэтому при введении малых доз адреналина может проявиться сосудорас! ширяющий эффект. Например, реакцию покраснения лица при эмоциях некоторые авторы связывают с сосудорасширяю! щим действием адреналина, реализуемым через β!адреноре! цепторы. При чрезвычайно сильной эмоциональной реакции может наблюдаться побледнение лица, свидетельствующее о сужении кожных сосудов. Вероятно, что такая констрикция

312

сосудов связана с большим выбросом адреналина и норадре! налина из надпочечников и других мест их кумуляции.

Сосудосуживающий эффект адреналина и норадреналина возрастает при увеличении поступления в кровь гормонов ко! ры надпочечников – глюкокортикоидов (кортизола, кортико! стерона).

Серотонин оказывает сосудосуживающее действие пре! имущественно на артериолы. При ранениях серотонин, высво! бождаемый из разрушающихся кровяных пластинок, способ! ствует спазмированию артериол и прекращению кровотече! ния. Эффект действия серотонина зависит от начального тону! са сосудов. При высоком исходном тонусе сосудов серотонин вызывает их расширение, а при низком – сужение.

В регуляции тонуса гладкомышечных волокон участвует эндотелий сосудов, граничащий со слоем этих волокон. Связь между эндотелиаль! ными и гладкомышечными клетками реализуется через паракринный ме! ханизм, электротонические взаимодействия (местные электрические то! ки, изменяющие поляризацию мембран гладкомышечных клеток) и адге! зионные взаимодействия (плотные контакты) между эндотелиальными и мышечными клетками. Масса эндотелиальных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность кровеносных сосудов врослого человека, до! стигает 500 г, и эти клетки продуцируют ряд биологически активных ве! ществ. Существенным моментом метаболизма этих веществ является их быстрое разрушение (в течение 10–20 с).

Эндотелин – пептид, образующийся в эндотелии сосудов, гладкомышечных волокнах и ряде других структур и обладающий сосудосуживающим действием. Свое действие на клетки эндоте! лин реализует через увеличение поступления Са2+ в саркоплазму из внутриклеточного ретикулума и внеклеточной среды. Вызыва! емое эндотелином повышение тонуса сосудов ведет к возраста! нию кровяного давления. Этому же способствует влияние эндо! телина на почки и железы внутренней секреции, которые увели! чивают выброс ренина, вазопрессина, кортикостероидов. Эндо! телин способствует также повышению тонуса гладкомышечных волокон бронхов, желудочно!кишечного тракта, матки.

Тромбоксаны – сосудосуживающие вещества, образую! щиеся главным образом в тромбоцитах и вызывающие суже! ние мелких сосудов. Кроме того, тромбоксаны усиливают аг! регацию тромбоцитов. Эти реакции способствуют остановке кровотечения.

313

Рассмотрим сосудорасширяющие вещества, образующие! ся в самих сосудах.

Оксид азота (NO) образуется из аминокислоты L!аргини! на с помощью фермента NO!синтетазы. Оксид азота оказыва! ет мощное сосудорасширяющее действие. Оно усиливается при гипоксии и уменьшается при возрастании напряжения кислорода в крови.

Образуясь в эндотелиальных клетках, оксид азота выходит из них, проникает в находящиеся в ближайшем окружении мы! шечные волокна сосудов и вызывает их расслабление.

Расслабляющее действие на миоциты осуществляется несколькими путями: через цепочку веществ!посредников (циклический гуанозинмо! нофосфат и др.), способствующих снижению содержания ионов Са2+ в саркоплазме, а также путем повышения проницаемости калиевых кана! лов в поверхностной мембране, которое приводит к гиперполяризации клеточной мембраны и блокаде входа ионов Са2+ в клетку из окружаю! щей среды.

Действие оксида азота реализуется без связывания с рецепторами поверхностной мембраны. Он проникает в клетку миоцита и взаимодей! ствует с цитоплазматической гуанилатциклазой – ферментом, вызываю! щим запуск цепочки ответных реакций клетки на действие оксида азота. Оксид азота вырабатывается в эндотелии непрерывно. Он может обра! зовываться также в нервной системе, пресинаптических окончаниях ве! гетативных нервных волокон в некоторых внутренних органах. Вновь об! разованный оксид азота разрушается за 6–50 с. Скорость его разруше! ния возрастает при увеличении содержания веществ!окислителей. Оксид азота способен влиять на чувствительность адренорецепторов, угнетать агрегацию тромбоцитов, снижать выброс ренина почками.

Количество выделяемого эндотелием оксида азота зависит от дей! ствия биологически активных веществ и некоторых физических факторов на поверхностные мембраны эндотелиоцитов.

Скорость образования оксида азота возрастает при дей! ствии ацетилхолина, гистамина, брадикинина и ряда других биологических веществ на эндотелий. Эти вещества оказыва! ют свое сосудорасширяющее действие через образование ок! сида азота. Кроме того, количество выделяемого оксида азота возрастает при увеличении вязкости крови и линейной скоро! сти кровотока в сосудах. При этом физическое воздействие на эндотелий (индекс сдвига) приводит к расслаблению мышеч! ных волокон, расширению сосудов и снижению линейной ско! рости кровотока, а также к выработке других сосудорасширя!

314

ющих веществ. Среди них имеются простациклины и пока еще мало изученный эндотелиальный фактор расслабления, не идентичный оксиду азота.

Простациклины – одна из групп веществ, производных арахидоновой кислоты, называемых простагландинами. Впер! вые простагландины были обнаружены в секрете предстатель! ной железы мужчин. Отсюда пошло название простагландины. Они вырабатываются во многих тканях и органах (почках, нерв! ной системе). Это вещества с многообразным действием на различные жизненные процессы. Скорость полураспада про! стагландинов составляет 20–30 с.

Простациклины вырабатываются преимущественно в эн! дотелии сосудов и оказывают сосудорасширяющее влияние, а также подавляют слипание тромбоцитов и образование тром! ба. Существует мнение об их участии в механизмах сосудорас! ширяющего влияния нитроглицерина на сосуды сердца.

Медуллин – один из представителей простагландинов, вы! рабатывающийся в почках и оказывающий мощное сосудорас! ширяющее действие.

Брадикинин – вещество пептидной природы, образующе! еся из предшественника каллидина с помощью фермента кал! ликреина. Брадикинин обладает сильным сосудорасширяю! щим действием и увеличивает проницаемость сосудов для во! ды. Он в больших количествах образуется в слюнных и пото! вых железах, способствуя увеличению в них кровотока и образованию секрета.

Гистамин – вещество, образующееся из аминокислоты гистидина. Гистамин расширяет мелкие сосуды, увеличивает проницаемость капилляров и способствует падению давления крови. Он накапливается в гранулах тучных клеток и базо! фильных лейкоцитов. При повреждающих воздействиях про! исходит его выброс в кровь и межклеточную жидкость. Гиста! мин способствует развитию воспалительной реакции и отеков.

Ацетилхолин обладает сильным сосудорасширяющим дей! ствием. Но из!за очень быстрого разрушения в циркулирующей крови он практически отсутствует. Иногда применяется внутри! венное и внутриартериальное его введение с лечебной целью.

Натрийуретический гормон вырабатывается в кардио! миоцитах правого предсердия. Его выброс возрастает при рас! тяжении предсердий притекающей кровью. Этот гормон рас!

315

ширяет мелкие артерии и артериолы, а также оказывает силь! ное мочегонное действие.

Продукты метаболизма (угольная и молочная кислота, углекислый газ, ионы водорода, АТФ, аденозин) оказывают влияние на тонус сосудов и имеют первостепенное значение в регуляции местного кровотока в органах. Увеличение содер! жания названных веществ в крови приводит к расширению со! судов и увеличению кровотока в соответствующих органах. Увеличение образования углекислого газа, молочной кислоты и снижение рН происходит в работающих органах, и сосудо! расширяющий эффект названных веществ обеспечивает под! стройку кровотока к возросшим потребностям в доставке кис! лорода и питательных веществ в ткани. Благодаря таким сосу! дорасширяющим веществам развивается рабочая гиперемия.

Особенно важна роль углекислого газа в локальной регуля! ции мозгового кровотока. Сосуды мозга обладают повышен! ной чувствительностью к углекислому газу. В участках мозга, обладающих повышенной функциональной активностью, про! исходит накопление углекислого газа, вызывающее локальное увеличение кровотока.

В сердечной мышце первостепенное значение для регуля! ции локального кровотока имеет аденозин. Это вещество на! капливается в участках сердечной мышцы, где имеется недо! статочное снабжение кислородом, и благодаря своему мощно! му сосудорасширяющему действию увеличивает кровоток и доставку кислорода.

Все сосуды (за исключением сосудов легких) реагируют на снижение напряжения кислорода расширением своего про! света, способствующим увеличению местного кровотока. Осо! бенность регуляции кровотока в сосудах легких состоит в том, что на снижение напряжения кислорода в окружающей среде они реагируют повышением тонуса, закрытием капиллярных сфинктеров и уменьшением кровотока. Такая реакция являет! ся полезной, так как обеспечивает подстраивание интенсив!

ности кровотока к уровню вентиляции легочных альвеол.

Регуляция артериального давления крови. Поддер! жание нормального уровня давления крови в магистральных артериях является необходимым условием сохранения крово! тока. Регуляция уровня кровяного давления обеспечивается функциональной системой. Схема такой системы, построен! ной на основе принципов теории функциональных систем ака!

316

Рис. 9.16. Схема функциональной системы, регулирующей уровень кровяного давления в организме:

1–3 – импульсация от экстеро!, интеро!, проприорецепторов

демика П.К. Анохина, представлена на рис. 9.16. Регулируе! мым параметром в ней является уровень кровяного давления в артериальных сосудах и полостях сердца. Контроль уровня давления крови осуществляется барорецепторами артерий и сердца. От этих рецепторов по каналам обратной связи сигна! лизация передается к нервным центрам, регулирующим кро! вообращение. В нервную систему поступает также информа! ция от хеморецепторов, контролирующих напряжения газов крови, биологически активных веществ, и от рецепторов мышц, суставов, сухожилий, а также от экстерорецепторов. На основе переработки поступающей информации нервная система формирует поток сигналов, передающихся к эффек! торным системам, которые непосредственно могут влиять на уровень кровяного давления.

К важнейшим эффекторным факторам, влияющим на ве! личину артериального давления, относятся: 1) насосная про! изводительность сердца (ударный объем); 2) сопротивление сосудов кровотоку; 3) объем циркулирующей крови; 4) вяз! кость крови. Механизмы нейрогуморальной регуляции орга! низма могут повлиять на кровяное давление только через воз!

317

действие на вышеназванные факторы. Как за счет нервных, так и некоторых гуморальных влияний (выброс в кровь адрена! лина и норадреналина) изменение работы сердца и сопротив! ления сосудов может быть достигнуто быстро (за единицы се! кунд). Для проявления ряда гуморальных регуляций требуются десятки минут. Наконец, для изменения объема циркулирую! щей крови и ее вязкости могут потребоваться часы и дни. По! этому по скорости реализации влияния на уровень артериаль! ного давления выделяют: механизмы быстрого реагирования, механизмы небыстрого реагирования (среднего) и механизмы

медленного реагирования и длительного действия.

Механизмы быстрого реагирования. Обеспечиваются нервной системой за счет осуществления комплекса рефлек! торных реакций и интегративной функции нервных центров.

Центры регуляции кровообращения имеются в спинном

ипродолговатом мозге, гипоталамусе и коре мозга. С боль! шинства других отделов центральной нервной системы также могут быть оказаны влияния на уровень кровяного давления и работу сердца. Но эти влияния реализуются через структуры продолговатого и спинного мозга.

Вспинном мозге находятся нейроны симпатического отде! ла вегетативной нервной системы, регулирующие тонус сосу! дов (боковые рога С8–L3 сегментов) и работу сердца (Th1– Th3). О том, что эти нейроны могут обеспечить достаточную регуляцию уровня кровяного давления, свидетельствуют экс! периментальные данные и клинические наблюдения. Установ! лено, что наступающее после разрыва связи спинного мозга с головным падение кровяного давления относительно быстро (через несколько дней от момента проявления спинального шока) восстанавливается. При этом восстанавливается и ряд рефлекторных влияний на тонус сосудов.

Впродолговатом мозге находится сосудодвигательный центр, открытый Ф.В.Овсянниковым. Структура этого цент! ра (см. рис. 9.9) включает прессорный отдел, активация ко! торого вызывает сужение сосудов и возрастание кровяного давления, и депрессорный отдел, активация нейронов кото! рого приводит к снижению артериального давления. Депрес! сорный отдел не имеет прямых эфферентных связей с сердцем

исосудами. Он осуществляет свое влияние на кровообраще! ние, воздействуя на активность прессорного отдела. Между депрессорным и прессорным отделами существуют реципрок!

318

ные отношения. Если под влиянием афферентных импульса! ций депрессорный отдел возбуждается, то это приводит к тор! можению активности прессорного центра и последний посы! лает меньшую частоту эфферентных импульсаций, которые вызывают сужение сосудов. При этом сосуды расширяются и давление крови в них падает.

Прессорный отдел влияет на тонус сосудов через посылку импульсов к симпатическим нейронам спинного мозга (сег! менты С8–L3), осуществляющим эфферентную иннервацию сердца и сосудов (см. рис. 9.9). От этих центров к сосудам по! стоянно идет импульсация (частота 1–3 Гц), достаточная для поддержания тонуса. Если эта импульсация прекращается, то сосуды расслабляются (до уровня базального тонуса).

Вретикулярной формации продолговатого мозга рядом с нейронами, контролирующими тонус сосудов, расположены нейроны центра регуляции сердечной деятельности. Совокуп! ность названных нейронных групп ретикулярной формации не! которые авторы называют сердечно1сосудистым центром или центром кровообращения.

Ствол мозга, гипоталамус и кора больших полушарий так! же имеют представительство центров кровообращения. Ло! кальные раздражения этих структур сопровождаются четко локализованными изменениями тонуса сосудов, а также изме! нениями работы сердца и системного артериального давления. Эти структуры оказывают свое влияние на кровообращение через сердечно!сосудистый центр продолговатого мозга и ве! гетативные образования спинного мозга. Гипоталамус и кора мозга могут влиять на кровообращение также путем регуляции выброса в кровь гормонов. Особенно мощное влияние на кро! вяное давление оказывает выброс в кровь адреналина, норад! реналина и стероидных гормонов надпочечниками, ренина – почками, а также вазопрессина – гипофизом. Локальное раз! дражение двигательной зоны коры вызывает увеличение кро! вотока в тех мышцах, которые стали сокращаться. Кора обеспечивает образование условных сосудодвигательных реф! лексов. С участием коры запускаются изменения кровообра! щения, предшествующие физическим и эмоциональным на! грузкам и подготавливающие организм к их выполнению.

Всложной системе регуляции уровня кровяного давления рефлекторные реакции играют роль механизма быстрого

319

реагирования, который за единицы секунд может изменить ве! личину давления крови в артериальных сосудах.

Любой рефлекс запускается с рецепторных образований. Места скопления однотипных рецепторов называют рефлек! согенными зонами. Рецепторы, воспринимающие колебания кровяного давления, называют барорецепторами или рецеп1 торами растяжения. Основное количество барорецепторов сосредоточено в рефлексогенных зонах крупных сосудов и сердца. Важнейшими среди них являются зоны дуги аорты и каротидного синуса (место ветвления сонной артерии на внут! реннюю и наружную). В них сосредоточены не только бароре! цепторы, но и хеморецепторы, воспринимающие изменение напряжения углекислого газа и кислорода. Импульсы от ре! цепторов дуги аорты проводятся по левому депрессорному нерву, который у человека проходит в стволе вагуса (правый депрессорный нерв проводит импульсы от рецепторов, распо! ложенных в зоне начала плечевого артериального ствола). Афферентные импульсы от каротидного синуса проводятся в составе веточки синокаротидного нерва, называемой также нервом Геринга (в составе языкоглоточного нерва).

Барорецепторы сосудов активны уже при нормальном уровне кровяного давления. Во время диастолы при пониже! нии давления (до 60–80 мм рт.ст.) их активность снижается, а при каждой систоле желудочков, когда давление крови в аорте и артериях поднимается (до 120–140 мм рт.ст.), частота им! пульсов, идущих от этих рецепторов в ЦНС, увеличивается. Учащение импульсации прогрессивно нарастает, если давле! ние крови становится выше нормы. Афферентные импульсы от барорецепторов приходят к депрессорному отделу центра кро! вообращения в продолговатом мозге и усиливают возбужде! ние этого центра. Тогда депрессорный отдел осуществляет торможение активности прессорного отдела сосудодвигатель! ного центра. В результате частота импульсов в эфферентных волокнах, идущих к сосудам, уменьшается. Сосуды расширя! ются и кровяное давление снижается. Таким образом, бароре! цепторы следят за повышением давления и способствуют его снижению. Эти рецепторы и возникающие с них рефлексы на! зывают нормализаторами кровяного давления.

Иная направленность отмечается у рефлекторной реакции, возникающей в ответ на раздражение хеморецепторов, распо! ложенных в аортальном и каротидном тельцах. Активация ре!

320