Нормальная физиология / КР6 Сосудистая система, регуляция кровообращения

Симпатические адренергические сосудосуживающие волокна.

Симпатические волокна, иннервирующие кровеносные сосуды, расположены в артериальных сосудах на границе адвентиции и медии. В венах волокна также проникают в более глубокие слои медии. Плотность иннервации, как правило, уменьшается в направлении капилляров, и в венозных сосудах она значительно слабее, чем в артериальных (рис. 28.20). Терминали нервных волокон обладают многочисленными расширениями, которые образуют с плазматической мембраной гладкомышечных клеток сосудов структуры, похожие на синапсы.

Приблизительно 80% норадреналина, выделяемого при возбуждении вазоконстрикторного нейрона, активно реабсорбируется в варикозы. Остаток разрушается в гладкомышечных клетках катехол-О-метилтрансферазой и моноаминоксидазой или транспортируется с кровью по капиллярам. При повышенной симпатической активности доля норадреналина, диффундирующая в капиллярную кровь, повышается настолько, что концентрация его в крови может выступать косвенной мерой эфферентной симпатической активности. При физической работе происходит увеличение концентрации норадреналина в плазме в 10– 20 раз по сравнению с состоянием покоя, что отражает повышенную активацию симпатики.

Разрядка симпатических вазоконстрикторных волокон в покое происходит с частотой 1–2 импульса в секунду и уже при скорости 8–10 импульсов в секунду приводит к максимальной вазоконстрикции. Количество

норадреналина, которое выбрасывается из везикул, не только зависит от частоты следования потенциалов действия, но в значительной степени модулируется рядом веществ и локальными химическими воздействиями (рис. 28.21). Таким образом, сам норадреналин тормозит свое дальнейшее высвобождение через пресинаптические α 2 -адренорецепторы. Н + -ионы, K + -ионы, аденозин, ацетилхолин, гистамин, серотонин и простагландин Е 1 также оказывают тормозное воздействие. Ангиотензин II, напротив, стимулирует высвобождение норадреналина из везикул и увеличивает скорость синтеза этого вазоконстрикторного нейромедиатора.

Симпатическая регуляция кровоснабжения

! Тоническая активность симпатических вазоконстрикторных волокон в значительной степени определяет периферическое сопротивление в различных органах.

Значение для всей системы кровообращения. Применение ганглиоблокаторов или полная спинальная анестезия приводит к сильной вазодилатации и снижению среднего давления до 50–60 мм рт. ст.

После хирургической перерезки симпатических нервов (симпатэктомии) в денервированных областях происходит расширение сосудов, при этом диаметр сосуда определяется только базовым тонусом. Однако через несколько дней после симпатэктомии сосудистый тонус снова начинает увеличиваться и через несколько недель может практически достигнуть исходных значений, хотя регенерация волокон еще не произошла. Этот эффект основывается на повышении базального тонуса и, вероятно, возникает изза развития гиперчувствительности мускулатуры сосудов к катехоламинам и другим вазоактивным веществам после денервации с соответствующим усилением спонтанной мышечной активности.

Вазодилатация, вызванная снижением тонической активности симпатических сосудосуживающих волокон, является важной частью барорецепторного рефлекса (см. ниже - Гайтон), с помощью которого организм достаточно быстро стабилизирует артериальное давление. Усиление кровоснабжения кожи с целью терморегуляции также может быть примером вазодилатации, вызванной снижением вазоконстрикторной симпатической активности.

Значение для разных органов. Увеличение активности симпатических сосудосуживающих нервов вызывает в данной области сосудистого русла ряд эффектов краткой или средней продолжительности. Сужение терминальных артерий и артериол, опосредуемое нервной системой, приводит к региональномму увеличению сопротивления потоку и тем самым к уменьшению кровоснабжения. Наиболее отчетливо это можно продемонстрировать в коже и скелетной мускулатуре, в почках и кишечнике ослабление не столь выражено, но также эффективно, в то время как в коронарных сосудах, в мозге и легких при активации симпатических адренергических нейронов не наблюдается физиологически заметных изменений кровоснабжения (рис. 28.19).

Сильная вазоконстрикция в прекапиллярных резистивных сосудах может привести к интенсивному перемещению жидкости из внеклеточного пространства внутрь сосуда из-за снижения внутрикапиллярного давления, особенно в тканях с большим запасом интерстициальной жидкости (например, в скелетных мышцах).

Нервно-опосредованная вазодилатация

! Вазодилатация может быть вызвана активностью парасимпатических холинергических нейронов, а также аксон-рефлексом.

Парасимпатические холинергические сосудорасширяющие волокна. В отличие от симпатических адренергических нервов холинергические волокна не обладают тонической активностью. До сих пор функционально значимая парасимпатическая холинергическая иннервация сосудов была показана только в половых органах, мелких артериях мозга и коронарных артериях.

*** Расширение сосудов слюнных желез, а также желез желудочно-кишечного тракта за счет активации парасимпатических холинергических волокон опосредуется оксидом азота (NО) (вероятно, идентично неадренергическим нехолинергическим (NANС) медиаторам). Стимуляция постганглионарных парасимпатических волокон приводит к синтезу и выделению NО из нервных терминалей. Расширение артериол полового члена, в т. ч. aa. helicinae, ответственное за эрекцию пениса, полностью контролируется NО на входе в пещеристое тело.

Аксон-рефлекс. При механическом или химическом раздражении кожи, например при повреждениях, могут возникать локальные сосудорасширяющие реакции, вызванные раздражением афферентных ноцицептивных С-волоко. Прежде всего выделяются два нейропептида, вещество Р и пептид, родственный гену кальцитонина (CGRP). Аксонрефлекс играет важную роль в развитии начальной гиперемии (образование эритемы) и гиперпроницаемости (образование отеков) после раздражения ткани.

Синдром Рейно

Симптомы. Синдром Рейно представляет собой относительно распространенное функциональное нарушение кровоснабжения (у 3% населения), которое чаще всего встречается у молодых женщин (в 60–80% случаев). Для него характерны

пароксизмальные спазмы артерий пальцев рук и ног, сопровождающиеся болезненным прерыванием кровоснабжения. Синдром клинически связан с приступами мигрени, стенокардией Принцметала (коронарные спазмы) и легочной гипертензией. Классическая атака Рейно, которая может длиться от нескольких минут до нескольких часов, имеет

фазовый характер с характерными изменениями окраски кожи (триколор):

1.первоначальная бледность в результате ослабления кровоснабжения;

2.цианоз (синеватый оттенок) из-за дезоксигенированной крови в расширенных гипоксических сосудах кожи;

3.покраснение в результате реактивной гиперемии.

Первичный и вторичный синдром Рейно. Различают две формы синдрома Рейно:

1.при первичном синдроме Рейно артериальные спазмы возникают после охлаждения или эмоциональной нагрузки;

2.более редкий вторичный синдром Рейно проявляется как побочное явление либо при различных заболеваниях, таких как коллагеноз (особенно склеродермия),

васкулит, либо при локальных дегенеративных процессах (вибрационная болезнь,

синдром запястного канала, дистрофия Зудека). Вторичный синдром Рейно может быть также вызван вазоактивными фармацевтическими препаратами, такими как алкалоиды спорыньи (эрготамин), противоотечными каплями для носа, никотином и β-адреноблокаторами. Поскольку они могут усугубить симптомы, эти фармацевтические препараты противопоказаны и при первичном синдроме Рейно.

Причины. Патологический механизм, который отвечает за избыточные вазоконстрикторные реакции, еще не до конца ясен. Однако наряду с повышенной реактивностью гладких мышц важную роль, несомненно, играет изменение продукции эндотелиальных аутакоидов.

Терапия. Лечение первичного синдрома Рейно может быть симптоматическим только при отсутствии этиологии: наряду с антагонистами Са 2+ (нифедипин) применяют α- адреноблокаторы (празозин). Терапия вторичного синдрома Рейно, наряду с симптоматической, включает лечение основного заболевания.

НАИБОЛЕЕ ПОДРОБНО ИЗ ГАЙТОНА:

В регуляции кровообращения участвует вегетативная нервная система.

Важную роль в регуляции кровообращения играет симпатический отдел вегетативной нервной системы. Парасимпатический отдел вегетативной нервной системы также участвует в регуляции кровообращения, главным образом в сердце.

Симпатический отдел вегетативной нервной системы. Сосудодвигательные симпатические нервы в составе спинномозговых нервов отходят от грудных и верхних поясничных сегментов спинного мозга. Сосудодвигательные симпатические нервы следуют в симпатический ствол, который располагается по обе стороны от позвоночника.

Затем сосудодвигательные симпатические нервы идут в двух направлениях:

1.в составе специфических симпатических нервов, которые иннервируют кровеносные сосуды внутренних органов и сердце;

2.в составе периферической части спинномозговых нервов, которые иннервируют кровеносные сосуды головы, туловища и конечностей.

Симпатическая иннервация кровеносных сосудов. В основном, большинство сосудов (за исключением капилляров) иннервируются симпатическими нервными волокнами (симпатическими вазоконстрикторами). Метартериолы и прекапиллярные сфинктеры в некоторых тканях имеют симпатическую иннервацию (пример – мезентериальная сосудистая система), но плотность иннервации этих сосудов меньше, чем артерий, артериол и вен.

Стимуляция симпатических нервов мелких артерий и артериол приводит к увеличению сосудистого сопротивления и, следовательно, к уменьшению кровотока в тканях.

Стимуляция симпатических нервов крупных кровеносных сосудов, особенно вен, приводит к уменьшению объема этих сосудов. Это способствует продвижению крови по направлению к сердцу.

Симпатическая стимуляция увеличивает силу и частоту сердечных сокращений.

Симпатические нервные волокна иннервируют и кровеносные сосуды, и сердце. Симпатическая стимуляция приводит к усилению сердечной деятельности за счет увеличения частоты и силы сердечных сокращений.

Парасимпатическая стимуляция уменьшает силу и частоту сердечных сокращений. Роль парасимпатической нервной системы в регуляции многих вегетативных функций (например, желудочно-кишечного тракта) чрезвычайно велика, но она играет относительно малую роль в регуляции функции сосудов большинства органов и тканей. Самое важное влияние — регуляция частоты сердечных сокращений с помощью парасимпатических нервных волокон, идущих к сердцу в составе блуждающих нервов. Стимуляция парасимпатических нервов вызывает существенное уменьшение частоты сердечных сокращений и незначительное снижение силы сокращений.

Контроль центральной нервной системой сосудосуживающих симпатических нервов.

В составе симпатических нервов идет огромное количество сосудосуживающих нервов и совсем немного — сосудорасширяющих нервов. Сосудосуживающие симпатические нервы иннервируют все отделы сосудистой системы, но плотность распределения их в разных тканях различна. Сосудосуживающее влияние симпатических нервов особенно выражено в почках, тонкой кишке, селезенке и коже, но гораздо меньше — в скелетных мышцах и головном мозге.

Постоянное частичное сужение сосудов вызвано сосудосуживающим тонусом симпатического отдела вегетативной нервной системы. В норме сосудосуживающая зона сосудодвигательного центра непрерывно посылает сигналы по сосудосуживающим симпатическим нервам с частотой 0,5–2 имп/сек ко всем отделам сосудистой системы. Эту постоянную импульсацию называют

сосудосуживающим тонусом симпатического отдела вегетативной нервной системы. Благодаря этому тонусу кровеносные сосуды постоянно находятся в состоянии частичного сокращения.

В эксперименте (18-4) животному выполнили спинальную анестезию, которая блокировала проведение импульсов по симпатическим

нервам от спинного мозга на периферию. В результате артериальное давление снизилось со 100 до 50 мм рт. ст., поскольку во всех отделах сосудистой системы исчез сосудосуживающий тонус. Через несколько минут в кровоток было введено небольшое количество норадреналина, который вызвал сужение сосудов, и артериальное давление на 1–3 мин повысилось даже выше исходного. Затем норадреналин разрушился, и давление опять упало.

Норадреналин — медиатор сосудосуживающих симпатических нервов. Окончания сосудосуживающих симпатических нервов секретируют в качестве медиатора в основном норадреналин, который непосредственно взаимодействует с α-адренорецепторами гладкомышечных клеток сосуди-стой стенки и вызывает сужение сосудов.

Мозговое вещество надпочечников и его взаимодействие с сосудосуживающими симпатическими нервами. Симпатические импульсы поступают не только к кровеносным сосудам, но и к клеткам мозгового вещества надпочечников. Благодаря этому мозговое вещество надпочечников секретирует в кровь адреналин и норадреналин. Эти два гормона током крови транспортируются ко всем органам и тканям организма, где воздействуют непосредственно на кровеносные сосуды. Обычно они вызывают сужение сосудов, однако в некоторых тканях адреналин может привести к расширению сосудов, поскольку взаимодействует с β -адренорецепторами гладкомышечных клеток этих сосудистых областей.

Влияние центральной нервной системы на сосудорасширяющие симпатические нервы.

Симпатические нервы скелетных мышц наряду с сосудосуживающими нервными волокнами содержат и сосудорасширяющие симпатические нервы. У некоторых млекопитающих, например у кошек, эти нервы выделяют ацетилхолин (а не норадреналин). У приматов, как полагают, сосудорасширяющий эффект оказывает адреналин, который взаимодействует с β - адренорецепторами сосудов скелетных мышц. Нисходящие пути, с помощью которых ЦНС контролирует сосудорасширяющие влияния, показаны на рис. 18–3 пунктирными стрелками. Основной областью головного мозга, осуществляющей такой контроль, является передний гипоталамус.

Возможная роль сосудорасширяющих симпатических нервов. Сосудорасширяющие симпатические нервы не играют заметной роли в регуляции кровообращения у человека. Полная блокада симпатических нервов скелетных мышц практически не влияет на способность этих тканей к ауторегуляции кровотока в различных физиологических условиях. Однако экспериментальные исследования показывают, что в самом начале физической нагрузки именно симпатическое расширение сосудов скелетных мышц приводит к опережающему увеличению кровотока, т.е. еще до того, как потребность скелетных мышц в кислороде и питательных веществах возрастет. Есть все основания полагать, что у человека такая сосудорасширяющая симпатическая реакция обусловлена циркуляцией адреналина, который стимулирует β -адренорецепторы сосудистых гладкомышечных клеток, или выделением эндотелиальными клетками оксида азота в ответ на стимуляцию их ацетилхолином.

Вазовагальный обморок. Своеобразная сосудорасширяющая реакция возникает у людей, испытывающих сильное эмоциональное потрясение, вызывающее потерю сознания. В таком случае активируются сосудорасширяющие симпатические нервы скелетных мышц, и в то же время возбуждение центров блуждающих нервов при-водит к резкому уменьшению частоты сердечных сокращений. Артериальное давление внезапно падает; происходит уменьшение мозгового кровотока, в результате человек теряет сознание. Это явление получило название вазовагального обморока. Развитие его начинается с появления тревожных мыслей в коре полушарий большого мозга. Дальнейший путь проведения сигналов, очевидно, лежит в передний гипоталамус, а затем в продолговатый мозг к центрам блуждающих нервов, а также в спинной мозг к сосудорасширяющим симпатическим нервам, от которых идут нервные волокна к сосудам скелетных мышц.

Роль нервной системы в быстрой регуляции артериального давления

Пожалуй, самым главным назначением нервной регуляции кровообращения является способность быстро повышать артериальное давление. В этом случае в организме одновременно развиваются общая сосудосуживающая реакция и резкое учащение сердечных сокращений, вызванное возбуждением симпатических центров. В то же время происходит реципрокное торможение ядер блужда ющих нервов, посылающих к сердцу тормозные сигналы. Таким образом, включаются три основных механизма, каждый из которых приводит

кувеличению артериального давления.

1.Сужается большинство артериол большого круга кровообращения. Это приводит к увеличению общего периферического сосудистого сопротивления и, следовательно, к увеличению артериального давления.

2.Значительно сужаются вены (и другие крупные сосуды большого круга кровообращения). Это приводит к перемещению большого объема крови из

периферических кровеносных сосудов к сердцу. Увеличение объема крови в полостях сердца вызывает их растяжение. В результате растет сила сердечных сокращений и увеличивается систолический выброс крови, что тоже приводит к увеличению артериального давления.

3.Усиливается сердечная деятельность за счет прямого стимулирующего влияния симпатического отдела вегетативной нервной системы. Так, увеличивается частота сердечных сокращений (иногда в 3 раза по сравнению с состоянием покоя); увеличивается сила сердечных сокращений, благодаря чему сердце начинает перекачивать больший объем крови. При максимальной симпатической стимуляции сердце может перекачивать в 2 раза больше крови, чем в условиях покоя. Это тоже способствует быстрому повышению артериального давления.

Нервная регуляция артериального давления — быстрый механизм. Особо важной характеристикой механизмов нервной регуляции артериального давления является скорость развития ответной реакции, которая начинается уже через несколько секунд. Очень часто всего за 5–10 сек давление может увеличиться в 2 раза по сравнению с состоянием покоя. И наоборот, внезапное торможение нервной стимуляции сердца и сосудов может уменьшить артериальное давление на 50% в течение 10–40 сек. Таким образом, нервная регуляция артериального давления является самым быстрым механизмом из всех механизмов регуляции артериального давления.

NB: увеличение артериального давления при стрессе

Во время стресса артериальное давление также растет. Например, в состоянии сильнейшего страха артериальное давление может увеличиться на 75–100 мм рт. ст. всего за несколько секунд. Это так называемая стрессорная реакция, при которой повышение артериального давления приводит к резкому увеличению кровотока в скелетных мышцах, сокращение которых может понадобиться для немедленного бегства от опасности.

Вопрос 5. Гуморальные механизмы регуляции тонуса сосудов: влияние гормонов, местных вазоактивных веществ и метаболитов.

СИСТЕМЫ СРЕДНЕСРОЧНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ.

СРАБАТЫВАЮТ ЗА МИНУТЫ, ТАК КАК ВКЛЮЧАЮТ ЭНДОКРИННЫЕ ВЛИЯНИЯ НА СОСУДЫ

Гуморальная регуляция основана на поступлении в жидкие среды организма биологическиактивных веществ, таких как гормоны и местные регуляторные факторы. Некоторые из этихвеществ секретируются специальными железами и разносятся кровью по всему организму. Другие вещества образуются в ограниченных участках тканей и вызывают местные изменения кровообращения. Наиболее важными гуморальными факторами, участвующими в регуляции кровообращения, являются: (1) сосудосуживающие - норадреналин и адреналин, ангиотезин II, вазопрессин – см. вопрос 15; (2) сосудорасширяющие - брадикинин, гистамин.

Также см. вопрос 15, СРС 4

МОДУЛЯЦИЯ ТОНУСА СОСУДОВ ЦИРКУЛИРУЮЩИМИ ГОРМОНАМИ

Катехоламины

Норадреналин и адреналин. Норадреналин оказывает мощный сосудосуживающий эффект, адреналин оказывает менее выраженное сосудосуживающее действие, а в некоторых тканях вызывает даже умеренное расширение сосудов. Например, специфическим влиянием адреналина является расширение коронарных артерий при усилении сердечной деятельности.

В состоянии стресса или физической нагрузки, когда возбуждаются симпатические нервные центры, из окончаний симпатических нервов в различных органах и тканях выделяется норадреналин, который стимулирует сердечную деятельность и вызывает сужение вен и артериол. Кроме того, под влиянием симпатических нервов мозговое вещество надпочечников секретирует в кровь адреналин и норадреналин. Эти гормоны поступают ко всем органам и тканям, где оказывают в основном такое же влияние, как и прямая симпатическая стимуляция.

Над функциями сердечно-сосудистой системы осуществляется двойной контроль: (1) прямая нервная стимуляция; (2) непрямое влияние гормонов, циркулирующих в крови.

Уровень катехоламинов в плазме.

Катехоламины адреналин и норадреналин секретируются мозговым веществом надпочечников в соотношении 4 : 1, в то время как соотношение их концентраций в плазме характеризуется противоположными значениями (адреналин : норадреналин — примерно 1 : 5). Более высокий уровень норадреналина в плазме является следствием описанного выше выделения норадреналина в кровь тонически активными симпатическими нервными окончаниями в стенке сосудов (рис.

28.21).

Адреналин и норадреналин в высокой концентрации вызывают сужение всех сосудов. Это обусловлено активацией α1- и α2адренорецепторов в гладкой мускулатуре. В

качестве исключения из правила, согласно которому катехоламины вызывают вазоконстрикцию, в низкой концентрации в трех тканях, а именно в скелетной мускулатуре, миокарде и печени адреналин вызывает вазодилатацию. Это обусловлено большим количеством β-адренорецепторов, находящихся в сосудах данных тканей, а также высокой афинностью адреналина к β-адренорецепторам. После блокады β-адренорецепторов даже в скелетной мускулатуре адреналин вызывает сужение сосудов, опосредованное α- адренорецепторами. Норадреналин, напротив, всегда приводит к сужению сосудов из-за его высокой афинности к α-адренорецепторам. Поскольку скелетная мускулатура потребляет примерно 20% минутного объема сердца, различные эффекты адреналина и норадреналина при внутривенном введении также по-разному проявляются в общей реакции системы кровообращения. Так, внутривенное введение норадреналина приводит к сильной вазоконстрикции и, следовательно, к увеличению артериального давления. Введение адреналина, напротив, незначительно снижает периферическое сопротивление, поскольку расширение сосудов в скелетной мускулатуре полностью компенсирует вазоконстрикцию в остальных сосудистых областях.