Нормальная физиология / КР6 Сосудистая система, регуляция кровообращения

Вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ) - является сосудосуживающим гормоном

— даже более эффективным, чем ангиотензин II. Важной функцией вазопрессина является усиление реабсорбции воды из почечных канальцев в кровоток. Вазопрессин представляет собой пептидный гормон с очень коротким периодом полураспада – 16–24 минуты. Он образуется в крупноклеточных ядрах (супраоптическое ядро в бОльшей степени, паравентрикулярное в меньшей) гипоталамуса в виде предшественника - препроАДГ, затем по аксонам нервных клеток транспортируется в заднюю долю гипофиза, где секретируется в кровь.

Вазопрессин оказывает два важнейших физиологических эффекта – антидиуретический и вазопрессорный. Первый связан с удержанием воды в организме за счет увеличения ее реабсорбции в дистальных канальцах и собирательных трубочках нефронов почек, второй – с повышением периферического сосудистого сопротивления на фоне увеличения объема циркулирующей крови вследствие задержки жидкости в организме. При этом в физиологических условиях вазопрессорный эффект АДГ не превалирует, поскольку при увеличении секреции АДГ артериальное давление повышается не более чем на 5–10 мм рт. ст..

В норме секретируется очень небольшое количество вазопрессина. Экспериментальные исследования показали, что концентрация вазопрессина в крови после тяжелой кровопотери возрастает настолько, что вызывает увеличение артериального давления на 60 мм рт. ст. и практически возвращает его к нормальному уровню.

Важная функция вазопрессина — усиление реабсорбции воды из почечных канальцев в кровоток, т.е. регуляция объема жидкости в организме, поэтому вазопрессин также называют антидиуретическим гормоном.

В физиологических условиях и при низкой концентрации АДГ в плазме эффекты данного пептидного гормона преимущественно опосредуются высокоафинными V2-рецепторами эпителия собирательных трубочек. Сосудосуживающие эффекты АДГ, который также называют вазопрессином (АВП, аргинин-вазопрессин), проявляются только при сильной кровопотере (геморрагический шок), но не в физиологических условиях. В отличие от кровеносных сосудов системы высокого давления, сосуды в головном мозге и коронарные сосуды реагируют на вазопрессин эндотелий-опосредованной вазодилатацией, поскольку вазопрессин в этих сосудах стимулирует образование оксида азота (NO) через эндотелиальные V1-рецеп- торы. Этот механизм при кровопотере и геморрагическом шоке способствует перераспределению сердечного выброса в пользу головного мозга и сердца.

Все эффекты вазопрессин оказывает через рецепторы V1 и V2. Вазопрессиновые рецепторы являются классическими мембранными рецепторами, связанными с гетеротримерными G-белками.

V1A- и V1B-рецепторы связаны с Gq-белками и стимулируют фосфолипазно-кальцие- вый механизм передачи гормонального сигнала. V1A(V1R)-рецепторы локализованы в гладких мышцах сосудов и в печени, а также в центральной нервной системе. V1B(V3)-рецепторы экспрессируются в передней доле гипофиза (аденогипофизе) и головном мозге, где вазопрессин выступает нейромедиатором.

V2-рецепторы связаны с Gs-белками и стимулируют аденилатциклазный механизм передачи гормонального сигнала, локализованы преимущественно в почках и служат мишенью для многих лекарственных средств, направленных на борьбу с несахарным диабетом

Натрийуретические пептиды

Семейство натрийуретических пептидов. К ним относятся предсердный натрийуретический пептид А-типа (АNР, атриопептин; 28 аминокиcлот), натрийуретический пептид В-типа (ВNР, brain natriuretic peptide; 32 аминокислоты), а также натрийуретический пептид С-типа (СNР, 26 аминокислот). Уродилатин, образованный в клетках дистальных почечных канальцев и секретируемый в их просвет, относят к натрийуретическим пептидам А-типа. Являясь внутрипочечным пептидом с паракринным действием, участвует в регуляции водного гомеостаза и натрийуреза.

Стимуляторы и рецепторы. АNР и ВNР выделяются миоцитами предсердий в ответ на их растяжение (увеличение объема, повышение центрального венозного давления). Натрийуретические пептиды вызывают увеличение активности внутриклеточной гуанилатциклазы, действуя через рецепторы на плазматической мембране. Повышение уровня этих гормонов в плазме приводит к росту внутриклеточной концентрации цГМФ в клетках с соответствующими рецепторами. Выделение АNР при повышенном центральном венозном давлении вызывает расширение периферических вен и за счет этого перемещение крови от центра к периферии. Расширение сосудов почек, индуцируемое АNР, приводит к вымыванию осмотического градиента в петле Генле, способствуя диурезу. Период полураспада натрийуретических пептидов составляет всего несколько минут, поскольку они ферментативно расщепляются нейтральной эндопептидазой (NЕР) или выводятся из крови путем рецепторопосредованного поглощения.

Предсердный натрий уретический пептид. Гормон накапливается в специфических гранулах саркоплазмы миоцитов предсердий и секретируется в кровь под влиянием ряда регуляторных стимулов: растяжения предсердий объемом крови, уровня натрия в крови, эффектов блуждающего и симпатических нервов, содержания в крови вазопрессина.

Сосудистые эффекты гормона состоят в расслаблении гладких мышц сосудов и вазодилатации (через цАМФ), снижении артериального давления. Кроме того, гормон повышает проницаемость гистогематических барьеров и увеличивает транспорт воды из крови в тканевую жидкость.

Вопрос 16. Механизмы движения крови по венам. Емкостная и резистивная функции вен. Венозный возврат крови к сердцу, центральное венозное давление. Венный пульс и значение его оценки в клинической практике.

Венозный приток – определяющий параметр величины сердечного выброса. Это объем крови, который поступает из вен в правое предсердие за 1 мин. Венозный возврат и сердечный выброс должны быть равны, за исключением нескольких сердечных сокращений, во время которых кровь временно накапливается в сердце и легких или, наоборот, покидает их.

Венозный возврат: этим термином обычно обозначают объем венозной крови, протекающей по верхней и нижней полым венам.

ВВ =Vппв+Vзпв ВВ=МОК: 4-6 литра в минуту

ВВ=1/3 ППВ + 2/3 ЗПВ

ППВ – передняя периферическая (полая) вена. ЗПВ – задняя периферическая (полая) вена.

Вцелостной системе кровообращения венозный возврат (приток) крови к сердцу определяется как суммарный объем крови, притекающей к сердцу по верхней и нижней полым венам у человека (у животных, соответственно, по краниальной и каудальной полым венам).

Впокое при горизонтальном положении тела по верхней полой вене у взрослого человека протекает до 33 %, а по нижней — до 67 % общего количества крови, притекающей к сердцу. Причем до 80 % кровотока верхней полой вены составляет величина оттока крови из мозговых сосудов.

Ввенозном отделе градиент давления не велик: давление в венозной части капилляра составляет около 17 мм рт.ст., а величина давления в устье полых вен (центрального венозного давления, примерно соответствующему давлению в правом предсердии) около 0 (рис.30). Поскольку до 70% крови у человека, находящегося в вертикальном положении расположено ниже гидростатической точки равновесия, следовательно, должны существовать механизмы, способствующие увеличению венозного притока.

Рис.30. Влияние гидростатического давления на венозное давление спокойно стоящего человека (Шмидт Р., Тевс Г.,

2006)

В комплексе сил, обеспечивающих венозный возврат крови к сердцу, выделяют две группы: vis a tergo, или «силы, действую-

щие сзади», и vis a fronte, или

«силы, действующие спереди»:

I. К силам vis a tergo относят движение крови, вызываемое сердцем, или остаточную энергию крови, величину среднего давления наполнения в сосудистой системе, тонус венозных сосудов; функционирование венозных клапанов и сокращение скелетной мускулатуры (мышечная помпа).

II. К силам vis a fronte относят присасывающую функцию грудной клетки, давление в правом предсердии и присасывающую функцию сердца и взаимоотношение встречных потоков по полым венам.

Остаточную энергию кровотока, как силу vis a tergo, можно объяснить следующим образом. Согласно расчетам, остаточная энергия кровотока составляет до 13 % исходной энергии сердечного выброса. Остаточную энергию кровотока следует рассматривать не только как «потенциальную», обеспечивающую градиент статического давления крови, но и как кинетическую, создающую градиент динамического давления крови в сосудистой системе. Эта остаточная энергия, передаваемая крови работающим сердцем, обеспечивает высокую линейную скорость кровотока в полых венах. Линейная скорость кровотока в полых венах у человека в покое составляет около 10-16 см/с. Это есть лишь в 2 раза меньше средней линейной скорости кровотока в аорте, близкой к 20-25 см/с. Следовательно, динамическая (кинетическая) компонента работы сердца является значимой величиной для формирования остаточной энергии сердечного выброса в обеспечении венозного кровотока. Очевидно, что на кинетическую энергию сердечного выброса влияет целый ряд факторов, определяемых внутрисердечной гемодинамикой (скорость сокращения и расслабления миокарда желудочков, степень участия предсердий в наполнении последних, степень турбулентности движения крови внутри полостей сердца, кинетика закрытия атриовентрикулярных и полулунных клапанов и др.).

Среднее давление наполнения крови в сосудистой системе, в качестве силы, действующей сзади, помогает вернуться венозной крови к сердцу. Согласно экспериментальным данным американского физиолога А. Гайтона, величина венозного возврата (ВВ) пропорциональна градиенту между средним давлением наполнения сосудистой системы (СДН), или гидростатическим давлением в большом круге кровообращения, и давлением в правом предсердии (ДПП) и обратно пропорциональна сопротивлению венозного оттока (Rv):

ВВ СДН ДПП

Rv

Следует подчеркнуть, что среднее давление наполнения сосудистой системы определяется в условиях остановки кровообращения (у человека в состоянии клинической смерти) и составляет около 7 мм рт.ст. Поэтому многие физиологи оспаривают точку зрения А. Гайтона

оправомочности использования этого показателя в условиях движущейся крови. Кроме того, клинические наблюдения и экспериментальные исследования на животных свидетельствуют

отом, что в условиях целостного кровообращения и, особенно, при патологии нет линейной взаимосвязи между величиной венозного возврата и давлением в правом предсердии. Поэтому отмеченные А. Гайтоном взаимосвязи являются весьма упрощенными и не отражают реальных соотношений венозного возврата с указанными параметрами.

Тонус венозных сосудов

Поскольку емкость сосудистого русла многократно превышает объем циркулирующей крови, а в венах содержится до 75% ее объема, то очевидно, что в обеспечении оптимальных соотношений между объемом циркулирующей крови и емкостью сосудистого русла важную роль играют механизмы регуляции тонуса вен. Б.И. Ткаченко в своих исследованиях показал, что вены обладают активными реакциями, обеспечивающими соответствие ёмкости сосудистого русла объёму циркулирующей крови. В случае резкого увеличения емкости сосудистого русла, например, при анафилактическом шоке, венозный возврат крови к сердцу уменьшается практически до нуля вследствие депонирования крови в венах. Снижение тонуса вен у человека, особенно при вертикальном положении тела, может привести к увеличению объема депонированной в венах крови, уменьшению венозного возврата и сердечного выброса и, как следствие, резкому снижению артериального давления — ортостатическому коллапсу.

Благодаря автоматии гладкомышечных клеток даже в отсутствие нейрогенных или гуморальных влияний венозные сосуды, как и артериальные, обладают миогенным базальным тонусом. Активные изменения сопротивления, равно как и емкости венозных сосудов, могут существенно изменять величину венозного возврата. Однако рефлекторные изменения кровенаполнения органных венозных сосудов неоднозначны и зависят как от качества нейрогенных посылок к венам, так и от исходного состояния их эффекторного аппарата. Так, реакция венозных сосудов в ответ на усиление активности симпатических нервов зависит от исходного растяжения стенки вен. В тех случаях, когда интрамуральное давление в венах определяет круглую форму их поперечного сечения, что имеет место, например, при вертикальном положении тела человека, активация симпатических нервов приводит к сужению просвета вен и увеличению венозного оттока. Если же венозная стенка расслаблена и площадь поперечного сечения венозных сосудов имеет эллипсоидную форму, то активация симпатических нервов вызывает, напротив, увеличение емкости за счет изменения конфигурации венозных сосудов, приводящих к их дилатации.

Характер нейрогенных влияний на органные венозные сосуды зависит также от выраженности их резистивной или емкостной функций. Так, в скелетных мышцах резистивная функция венозных сосудов контролируется центральными нервными механизмами в такой же мере, как и в артериальных сосудах, тогда как емкостная функция вен скелетных мышц зави-

сит в гораздо меньшей степени от центральных нейрогенных влияний. Рефлекторная же регуляция емкостной функции венозных сосудов тонкой кишки выражена в большей степени, чем вен скелетной мышцы. Таким образом, механизмы нейрогенной регуляции тонуса венозных сосудов и возможности перераспределения объемов крови имеют большое значение в обеспечении венозного возврата, однако реакции вен в ответ на возбуждение симпатических эфферентных нервов могут быть неоднозначными. Наряду с нейрогенными влияниями на тонус вен оказывают воздействия и гуморальные факторы — гормоны и биологически активные вещества. Гладкомышечные клетки вен несут такие же мембранные рецепторы, как и гладкомышечные клетки артерий, в силу чего их реакции в ответ на действие гормонов и биологически активных веществ совпадают. В экспериментальных исследованиях показано, что гистамин вызывает дилатацию, а серотонин — констрикцию венозных сосудов. На гладкомышечные клетки вен оказывают констрикторное влияние ангиотензин и вазопрессин, однако в реальных условиях жизнедеятельности, по-видимому, существенную роль в констрикторных реакциях венозных сосудов играют прежде всего катехоламины — адреналин, норадреналин и дофамин. Вместе с тем вследствие двойственности функций вен (емкостной и резистивной) конечный эффект действия гуморальных факторов на вены, приводящий к изменениям венозного возврата крови к сердцу, будет определяться выраженностью первой или второй функции. Так, действие катехоламинов, которые взаимодействуют с α1-адренорецепторами гладкомышечных клеток венозных сосудов, приводит к уменьшению емкости вен, мобилизации резервного объема крови и увеличению венозного возврата крови к сердцу. Однако активация α-адрено- рецепторов сопровождается также возрастанием сопротивления венозных сосудов, что способствует уменьшению венозного притока. С другой стороны, катехоламины, взаимодействуя с β2-адренорецепторами гладкомышечных клеток, вызывают снижение сопротивления артериальных и венозных сосудов, приводящее к возрастанию венозного возврата. Чувствительность адренорецепторов гладкомышечных клеток вен (как и артерий) к катехоламинам во многом зависит от концентрации в крови гормонов коркового вещества надпочечников — глюкокортикоидов, в частности кортизола, оказывающих пермиссивный эффект на адренорецепторы, усиливая действие катехоламинов. Последние вместе с глюкокортикоидами являются ведущими гуморальными факторами изменения тонуса венозных сосудов, приводящего к сдвигам венозного возврата крови к сердцу. Именно это позволяет, например, обеспечить дополнительное увеличение венозного притока к сердцу и сердечного выброса в условиях психоэмоционального напряжения, а также по механизму условного рефлекса («предстартовая лихорадка», физические нагрузки при спортивных состязаниях, в боевой обстановке и т. п.).

На тонус венозных сосудов оказывают влияние женские половые гормоны — эстрадиол и особенно прогестерон. Под влиянием этих гормонов тонус венозных сосудов уменьшается, что приводит к замедлению венозного кровотока. Эти гормоны способствуют и тромбообразованию в венах, наиболее опасным осложнением беременности является тромбоз вен таза. Можно полагать, что большая частота варикозного расширения вен нижних конечностей у женщин по сравнению с мужчинами обусловлена влиянием этих гормонов. При приеме гормональных контрацептивов наиболее частыми побочными эффектами этих препаратов является развитие варикозного расширения вен и тромбоэмболических осложнений. Дилататорные гуморальные влияния на гладкомышечные клетки венозных, равно как и артериальных сосудов выражены в меньшей степени по сравнению с констрикторными. Вместе с тем, лекарственные препараты, способствующие синтезу оксида азота, например, нитраты (нитроглицерин, изодинит, мономак и др.), оказывают выраженное венодилатирующее действие, что сопровождается депонированием крови в венах и уменьшением венозного возврата.

Функция венозных клапанов и сокращение скелетной мускулатуры («мышечная помпа»)

Роль перечисленных сил vis a tergo в формировании венозного возврата неравноценна. Так, сокращение скелетных мышц нижних конечностей, или мышечный насос, является только одним из факторов, противодействующих застою крови в нижних отделах венозного русла при вертикальном положении тела человека. В специальных исследованиях установлено, что при спокойном стоянии человека давление крови в венах лодыжки возрастает до 90 мм рт. ст., что резко снижает венозный возврат. Однако уже после 5-го шага от начала ходьбы венозное давление уменьшается до 15-35 мм рт. ст. и снова повышается после прекращения ходьбы (рис.31). Следовательно, попеременное сокращение скелетных мышц и сопутствующее этому сжатие вен нижних конечностей при наличии клапанов в них способствует проталкиванию крови к сердцу, то есть увеличению венозного возврата (рис.31; 32). При горизонтальном положении тела человека функция клапанов вен и мышечный насос практически не оказывают влияния на венозный возврат..

Рис.31. «Мышечный насос». Показано взаимодействие клапанов вен и сокращения мышц голени: сдавление вен и выжимание крови вверх; обратному кровотоку препятствуют клапаны вен (Gendocs.ru)

Рис.32. Роль связей поверхностных и глубоких вен во время ходьбы и уменьшение при этом давления в тыльной вене стопы (Рашмир Р., 2019)

Группа сил vis a fronte:

«Присасывающая» функция грудной клетки»

Несмотря на распространенное мнение о непосредственном влиянии внутригрудного давления на величину венозного возврата крови к сердцу и, следовательно, сердечного выброса, реальные соотношения этих показателей более сложны. Во время вдоха при расширении грудной полости, приводящего к уменьшению внутриплеврального давления до отрицательных величин и соответствующего росту объема легких, увеличивается емкость легочных сосудов. В результате, несмотря на увеличение кровотока в легочной артерии, кровь депонируется в сосудах легких, а приток крови к левому сердцу уменьшается. Кроме того, поскольку нижняя полая вена переходит в грудную полость из брюшной, где давление положительное, то во время вдоха по мере снижения внутриплеврального давления возможен коллапс нижней полой вены, что приводит к ограничению величины прироста венозного притока крови к правому сердцу и, следовательно, сердечного выброса. При увеличении во время вдоха отрицательного внутригрудного давления растет постнагрузка левого желудочка, что может сопровождаться снижением сократимости миокарда. Это обусловлено тем, что во время вдоха левый желудочек, работая против положительной величины артериального давления, оказывается в условиях повышенного «внешнего» отрицательного внутригрудного давления, что и способствует возрастанию постнагрузки левого сердца. Во время выдоха и уменьшения при этом объема грудной полости величина отрицательного внутригрудного давления снижается, что приводит к уменьшению венозного возврата крови к сердцу. Однако несмотря на снижение венозного кровотока, во время выдоха объем легких уменьшается, и кровь «выжимается» из легочных сосудов. Поэтому приток крови к левому сердцу возрастает, что сопровождается и увеличением сердечного выброса. Фазные (вдох/выдох) колебания отрицательного внутригрудного давления оказывают лишь модулирующие влияния на венозный приток, но не способствуют перекачиванию крови из периферических в центральные вены и далее к сердцу

(рис.33). Значение отсутствия механизма присасывающей силы отрицательного внутригрудного давления для венозного притока состоит, вероятно, в том, что это препятствует возможности переполнения легких кровью, что особенно опасно при их патологии.

Рис.33. Характер и величина изменений кровотока в нижней (каудальной) вене кошки при увеличении отрицательного внутригрудного давления: А – начало вдоха; Б – начало выдоха (оригинальные кривые эксперимента)

Роль правого предсердия и «присасывающей» функции сердца в формировании венозного возврата

Согласно классической концепции А. Гайтона, величина давления в правом предсердии непосредственно влияет на венозный возврат, движущей силой которого является градиент давлений между средним давлением наполнения в сосудистой системе и давлением в правом предсердии. Следова-

тельно, уменьшение давления в правом предсердии должно приводить к возрастанию венозного притока. Однако, клинические исследования на человеке свидетельствуют о том, что даже при высоких значениях давления в правом предсердии (до 12 мм рт. ст.) величины сердечного выброса и артериального давления могут быть нормальными за счет увеличения силы сердечных сокращений, и, напротив, при недостаточности сократительной функции левого желудочка и снижении сердечного выброса величина давления в правом предсердии может оставаться низкой (2–4 мм рт. ст.), поскольку величина давления в правом предсердии может зависеть как от условий кровообращения в малом круге, так и от внутрисердечной гемодинамики. Вместе с тем, во время систолы желудочков имеет место смещение атриовентрикулярной перегородки к верхушке, что приводит к расширению предсердий и увеличению притока крови как из полых, так и легочных вен. Быстрое расслабление желудочков во время их диастолы и создание отрицательного давления в фазу быстрого наполнения способствует присасыванию крови. Таким образом, деятельность сердца обеспечивает фазные изменения венозного кровотока.