Курс лекций по нормальной физиологии. Ю. И. Савченков. Красноярск Издво , 2012, 470 с

• Название: Курс лекций по нормальной физиологии. Ю. И. Савченков. Красноярск Издво , 2012, 470 с
• Анкор: 1365215660_kurs_lektsiiy_po_fiziologii.doc
• Дата: 20.01.2018
• Размер: 8.6 Mb.
• Имя файла: 1365215660_kurs_lektsiiy_po_fiziologii.doc
• Тип: Курс лекций; #14664
• страница: 55 из 103

 21.2.     Базальный тонус и его компоненты, доля участия его в общем тонусе сосудов.   Гуморальная регуляция сосудистого тонуса. Ренин-антиотезиновая система.  Локальные регуляторные механизмы

Во многих сосудах имеется некоторое количество гладкомышечных клеток, которые периодически спонтанно сокращаются. Эти сокращения не зависят от нервных влияний, наблюдаются даже после денервации. Вследствие этого стенки сосудов в покое находятся в состоянии напряжения. Это напряжение стенок сосудов, независимое от нервных влияний, называется миогенным базальным тонусом.   Регуляция просвета сосудов за счет изменения базального тонуса, автоматически приспосабливающая кровоток в каждом органе и тканях к их текущим запросам, называется ауторегуляцией сосудистого тонуса.

Диапазон изменения кровотока в различных органах и тканях различен. Он шире в тех органах, функциональные потребности которых значительно изменяются. Это – скелетные мышцы, желудочно-кишечный тракт, печень, кожа. В жизненно важных органах, потребности которых в кровоснабжении всегда высоки и изменяются мало, кровоток поддерживается на постоянном уровне при помощи специальных механизмов. В таких органах даже значительные колебания артериального давления в определенных пределах мало отражаются на объемной скорости кровотока. Это – почки и головной мозг.

Механическая (миогенная) регуляция  сосудистого тонуса. В соответствии с уравнением Хагена-Пуазейля объемная скорость кровотока в жестких, неэластичных трубках увеличивается пропорционально повышению давления. Действительно в некоторых кровеносных сосудах  при повышении давления кровоток возрастает, причем даже в большей степени, чем это следует из уравнения. Это объясняется пассивным растяжением стенок сосудов вследствие повышения давления. К таким сосудам относятся сосуды легких.

В других сосудах, наоборот, при увеличении давления объемная скорость кровотока постепенно уменьшается. Это явление носит название миогенной ауторегуляции. Оно обусловлено тем, что в ответ на механическое растяжение гладкомышечные клетки через некоторое время сокращаются, причем даже в большей степени, чем это необходимо для сохранения прежней длины. Чем выше внутрисосудистое давление, т.е. первоначальное растяжение стенок, тем в большей степени сокращаются гладкие мышцы. В результате объемная скорость кровотока либо не изменяется, либо возрастает нез­начительно. Это механизм стабилизирует кровоснабжение органа или ткани. В некоторых органах  кровоток не изменяется при изменении давления от 120 до 200 мм рт. ст., что имеет место в почке.

При некотором снижении давления стенки сосуда сжимаются, уменьшая просвет сосуда до нулевого. Благодаря тонусу сосудов это давление достаточно далеко отстоит от нулевого. Оно составляет не менее 20 мм рт. ст.

Метаболическая ауторегуляция. Степень сокращения гладкомышечных клеток, окружающих кровеносные сосуды зависит от веществ, являющихся продуктами метаболизма, либо необходимыми для него. Это влияние основано на разных механизмах, которые интенсивно исследуются. В совокупности они составляют метаболическую регуляцию местного кровообращения. Важнейшее функциональное значение этой регуляции состоит в том, что она приспосабливает местный кровоток к текущим запросам органа или ткани. При этом преобладают сосудорасширяющие влияния.

Прежде всего следует отметить недостаток кислорода. Снижение парциального давления О₂ пе­риферической крови приводит к расширению сосудов. Доказано, что степень увеличения просвета артериол находится в прямой зависимости от величины снижения напряжения О2 в крови.

Расширение сосудов наступает при местном повышении  концентрации ионов Н+  (т.е. при снижении рН крови). Из других метаболитов сосудорасширяющим действием обладает молочная кислота – лактат. По-видимому, она действует косвенно, через изменение рН. Сосудорасширяющее действие лактата обусловлено тем, что он в больших количествах образуется в мышцах при физической работе. К вероятным факторам, влияющим на сосудистый тонус, относятся осмотически активные вещества. Среди таких веществ находится К+, так как он в довольно больших количествах освобождается из работающих мышц.

Эндотелиальные регуляторы.

 Простациклин и тромбоксан A₂. Простациклин образуется эндотелиальными клетками и содействует сосудорасширению. Тромбоксан A₂ выделяется из тромбоцитов и содействует вазоконстрикции.

 Эндогенный релаксирующий фактор — оксид азота (NO). Эндотелиальные клетки сосудов под воздействием различных веществ и/или условий синтезируют так называемый эндогенный релаксирующий фактор (оксид азота — NO). NO активирует в клетках гуанилатциклазу, необходимую для синтеза цГМФ, в итоге оказывающего расслабляющее воздействие на ГМК сосудистой стенки. Подавление функции NO-синтазы заметно повышает системное АД. В то же время эрекция полового члена связана с выделением NO, вызывающего расширение и наполнение кровью кавернозных тел.

 Эндотелин-21-аминокислотный пептид, синтезируется эндотелиальными клетками (в особенности эндотелием вен, коронарных артерий и артерий мозга), это мощный вазоконстриктор.

Роль ионов. Влияние повышения концентрации ионов в плазме крови на функцию сосудов — результат их действия на сократительный аппарат гладких мышц сосудов. Особенно важна роль ионов Ca²⁺, вызывающих вазоконстрикцию в результате стимуляции сокращения ГМК.

CO₂ и сосудистый тонус. Увеличение концентрации CO₂ в большинстве тканей умеренно расширяет сосуды, но в мозге сосудорасширяющее действие CO2 выражено особенно отчётливо. Влияние CO₂ на вазомоторные центры ствола головного мозга активирует симпатическую нервную систему и вызывает общее сужение сосудов во всех областях тела.

Гуморальная регуляция кровообращения. Циркулирующие в крови биологически активные вещества воздействуют на все отделы сердечно-сосудистой системы. В механизме возникновения многих рефлекторных изменений кровообращения существенное значение принадлежит гуморальным факторам. Последние в некотором отношении приобретают и самостоятельное значение, так как оказывают непосредственное влияние на просвет капилляров, на которые не распространяется вазомоторная иннервация. Механизм, место приложения и характер действия гуморальных агентов на кровообращение различен.

Гуморальным агентам принадлежит большое значение в регуляции местного (регионарного) кровообращения. Так, многие продукты тканевого метаболизма (гистамин, аденозин, ацетилхолин) вызывают в местах их образования резкое расширение капилляров, что приводит к увеличению кровенаполнения и кровотока в этих органах. Многие гуморальные факторы, обладающие местным действием, быстро инактивируются или разрушаются (гистаминазой, холинэстеразой), и поэтому их действие ограничивается местом их образования. Другие, напротив, обладают как местным, так и общим действием, часто разнонаправленным. Например, при увеличенном образовании СО2 в тканях благодаря местному действию она расширяет сосуды, а за счет возбуждения хеморецепторов и сосудодвигательного центра вызывает прессорный эффект.

В процессе возбуждения вегетативных нервов, иннервирующих кровеносные сосуды, образуются медиаторы (норадреналин и ацетилхолин), влиянию которых на сосуды в конечном итоге и обязан тот или иной вазомоторный эффект.  При некоторых состояниях организма возникает необходимость подкрепления тех или иных нервных вазомоторных эффектов. В этих случаях специальными органами вырабатываются активные вещества, поступающие в кровь и подкрепляющие нервные эффекты.

Вазоконстрикторы.

Норадреналин и адреналин. Норадреналин — мощный сосудосуживающий фактор, адреналин оказывает менее выраженный сосудосуживающий эффект, а в некоторых сосудах вызывает умеренную вазодилатацию (например, при усилении сократительной активности миокарда адреналин расширяет венечные артерии). Стресс или мышечная работа стимулируют выделение норадреналина из симпатических нервных окончаний в тканях и оказывает возбуждающее воздействие на сердце, вызывает сужение просвета вен и артериол. Одновременно усиливается секреция норадреналина и адреналина в кровь из мозгового слоя надпочечников. Поступая во все области тела, эти вещества оказывают на кровообращение такой же сосудосуживающий эффект, как и активация симпатической нервной системы.

Однако, не на все сосуды он действует одинаково. Коронарные артерии расширяются под действием адреналина. Подобно адреналину действуют и различные симпатоподобные средства, производные того же ряда, что и адреналин - эфедрин, фенамин и др. Так, например, адреналин вызывает кратковременное учащение ритма и силы сердечных сокращений и повышение АД, происходящее вследствие увеличения минутного объема и сужения артериол; вазопрессин обладает более длительным прессорным действием, связанным с уменьшением просвета не только артериол, но и капилляров, и почти не оказывает воздействия на сердце.

Ангиотензины. Ангиотензин II обладает генерализованным сосудосуживающим действием. Ангиотензин II образуется из ангиотензина I (слабое сосудосуживающее действие), который, в свою очередь, формируется из ангиотензиногена под воздействием ренина.

Вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ) обладает выраженным сосудосуживающим действием. Предшественники вазопрессина синтезируются в гипоталамусе, транспортируются по аксонам в заднюю долю гипофиза и оттуда поступают в кровь. Вазопрессин также увеличивает реабсорбцию воды в почечных канальцах.

  Ренин.  К сосудосуживающим веществам, действующим на артериолы и повышающим АД, относится также ренин, вещество, вырабатываемое в юкстагломерулярном аппарате почек при ишемии органа. Поступая из почек в кровь, он действует на белок плазмы гипертензиноген, превращая его в активный гипертензин, который обладает сильным сосудосуживающим действием. Выделение ренина при нарушении питания почки ускоряет в ней кровоток и обеспечивает нормальное образование мочи. Однако, если его выделяется много и в течение длительного времени, на первый план выступает системное действие ренина и развивается т.н. почечная гипертония.

О

В

собый сосудосуживающий фактор — ренин, образуется в почках, причем тем в большем количестве, чем ниже кровоснабжение почек. По этой причине после частичного сдавливания почечных артерий у животных возникает стойкое повышение артериального давления, обусловленное сужением артериол. Ренин представляет собой протеолитический фермент. Сам ренин не вызывает сужения сосудов, но, поступая в кровь, расщепляет α2-глобулин плазмы — ангиотензиноген и превращает его в относительно малоактивный дека-пептид — ангиотензин I. Последний под влиянием фермента дипептидкарбоксипептидазы превращается в очень активное сосудо­суживающее вещество ангиотензин II. Ангиотензин II быстро разрушается в капиллярах ангиотензиназой. 

В условиях нормального кровоснабжения почек образуется срав­нительно небольшое количество ренина. В большом количестве он продуцируется при падении уровня давления крови по всей сосудистой системе. Если понизить давление крови у собаки путем кровопускания, то почки выделят в кровь повышенное количество ренина, что будет способствовать нормализации АД.

Открытие ренина и механизма его сосудосуживающего действия представляет большой клинический интерес: оно объяснило причину высокого АД, сопутствующего некоторым заболеваниям почек (гипертензия почечного происхождения).

К веществам, поддерживающим нормальное кровообращение, относится и гормон коры надпочечников - кортизон (кортикостерон). При удалении коры надпочечников через 20-40 часов наступает падение АД.

К числу вазоконстрикторов относится и серотонин (5-гидроокситриптамин),, образующийся в слизистой оболочке кишечника и некоторых участках головного мозга, при распаде тромбоцитов. Он суживает сосуды местно и препятствует кровотечению. Физиологическое значение серотонина в данном случае состоит в том, что он суживает сосуды и препятствует кровотечению из пораженного сосуда. Во второй фазе свертывания крови, развивающейся после образования тромба, серотонин расширяет сосуды

Вазодилататоры  

В почках образуется также и сосудорасширяющее вещество, названное медуллином (вы­рабатывается в мозговом слое почки). Это вещество представляет собой липид.

В настоящее время известно образование во многих тканях тела ряда сосудорасширяющих веществ, получивших название простагландинов. Такое название дано потому, что впервые эти-вещества были найдены в семенной жидкости у мужчин и предполагалось, что их образует предстательная железа. Простагландины представ­ляют собой производные ненасыщенных жирных кислот.

Кинины. Из подчелюстной, поджелудочной желез, из легких и некоторых других органов получен активный сосудорасширяющий полипептид брадикинин. Он вызывает расслабление гладкой мускулатуры артериол и понижает уровень АД. Брадикинин появляется в коже при действии тепла и является одним из факторов, обусловливающих расширение сосудов при нагревании. Он образуется при расщеплении одного из глобулинов плазмы крови под влиянием находящегося в тканях фермента калликреина. Два сосудорасширяющих пептида (брадикинин и каллидин — лизил-брадикинин) образуются из белков–предшественников — кининогенов — под действием протеаз, называемых калликреинами. Кинины вызывают:  сокращение ГМК внутренних органов,  расслабление ГМК сосудов и cнижение АД,  увеличение проницаемости капилляров,  увеличение кровотока в потовых и слюнных железах и экзокринной части поджелудочной железы.

 Предсердный натрийуретический фактор (атриопептин):  увеличивает скорость клубочковой фильтрации,  снижает АД, уменьшая чувствительность ГМК сосудов к действию многих сосудосуживающих веществ;  тормозит секрецию вазопрессина и ренина.

К сосудорасширяющим веществам относится ацетилхолин (АХ), который образуется в окончаниях парасимпатических нервов и сим­патических вазодилататоров. Он быстро разрушается в крови, по­этому его действие на сосуды в физиологических условиях чисто местное.

Сосудорасширяющим веществом является также гистамин — вещество, образующееся в слизистой оболочке желудка и кишечника, а также во многих других органах, в частности в коже при ее раздражении и в скелетной мускулатуре во время работы. Гистамин расширяет артериолы и увеличивает кровенаполнение капилляров. При введении 1—2 мг гистамина в вену кошке, несмотря на то что сердце продолжает работать с прежней силой, уровень АД резко падает вследствие уменьшения притока крови к сердцу: очень большое количество крови животного оказывается сосредоточенным в капиллярах, главным образом брюшной поло­сти. Снижение АД и нарушение кровообращения при этом подобны тем, какие возникают при большой кровопотере. Они сопровождаются нарушением деятельности ЦНС вследствие расстройства мозгового кровообращения. Совокупность перечисленных явлений объединяется понятием «шок». Тяжелые нарушения, возникающие в организме при введении больших доз гистамина, называют гистаминовым шоком.  

Усиленным образованием и действием гистамина объясняют реакцию покраснения кожи. Эта реакция вызывается влиянием раз личных раздражений, например потирание кожи, тепловое воздействие, ультрафиолетовое облучение. Кроме гистамина и АХ, еще ряд других сосудорасширяющих веществ усиленно высвобождается из связанного состояния или образуется в скелетной мускулатуре при ее работе: АТФ и продукты ее распада (в частности, адениловая кислота), молочная и угольная кислоты и др.

 Под влиянием гистамина происходит сильное расширение капилляров. Быстрое поступление гистамина в кровь при обширных ожогах и травмах вызывает расширение капилляров во многих сосудистых областях, в результате чего кровь скапливается в капиллярной системе (человек как бы "истекает кровью в собственные капилляры"). При этом падает систолический объем, АД снижается до критических цифр. Этими явлениями характеризуются шоковые состояния, наступающие при обширных ожогах, ранениях, сопровождающихся размозжением значительных участков тела, особенно после быстрого снятия жгута, наложенного на размозженную конечность. Надо - переливать кровь!

 Для суждения о состоянии сосудов и их чувствительности к гуморальным раздражителям у человека применяют гистаминовую и адреналиновую внутрикожные пробы. Размеры красного (гистамин) или белого (адреналин) пятна на коже после введения слабых растворов этих веществ являются показателями реактивности сосудистой системы.

Гуморальная регуляция подчинена нервной и ее дополняет и обеспечивает.

Локальные регуляторные механизмы. При усиленной функции любого органа или ткани возрастает интенсивность процессов метаболизма и повышается концентрация продуктов обмена (метаболитов) — оксида углерода (IV) СО₂ и угольной кислоты, аденозиндифосфата, фосфорной и молочной кис­лот и других веществ. Увеличивается осмотическое давление (вследствие появления значительного количества низкомолекулярных продуктов), уменьшается величина рН в результате накопления водородных ионов. Все это и ряд других факторов приводят к расширению сосудов в работающем органе. Гладкая мускулатура сосудистой стенки очень чувствительна к действию этих продуктов обмена.

Попадая в общий кровоток и достигая с током крови сосудодвигательного центра, многие из этих веществ повышают его тонус. Возникающее при центральном действии указанных веществ генерализованное повышение тонуса сосудов в организме приводит к увеличению системного АД при значительном возрастании кровотока через работающие органы.

Минутный объем крови, нагнетаемый сердцем при интенсивной физической работе, может увеличиться не более чем в 5—6 раз, поэтому возрастание кровоснабжения работающих мышц в 100 раз возможно лишь вследствие перераспределения крови. Так, в период пищеварения наблюдается усиленный приток крови к пищевари­тельным органам и уменьшение кровоснабжения кожи и скелетной мускулатуры. Во время умственного напряжения усиливается кровоснабжение мозга.

Напряженная мышечная работа ведет к сужению сосудов пище­варительных органов и усиленному притоку крови к работающим скелетным мышцам. Приток крови к этим мышцам возрастает в результате местного сосудорасширяющего действия продуктов обмена, образующихся в работающих мышцах, а также вследствие рефлекторного расширения сосудов. Так, при работе одной руки сосуды расширяются не только в этой, но и в другой руке, а также в нижних конечностях.

Высказано предположение, что в сосудах работающего органа тонус мышц понижается не только вследствие накопления продуктов об­мена, но и в результате воздействия механических факторов: сокращение скелетных мышц сопровождается растяжением сосудистых стенок, уменьшением сосудистого тонуса в данной области и, следовательно, значительным увеличением местного кровообращения.

Сосуды ряда внутренних органов и тканей обладают индивидуальными особенностями регуляции, которые объясняются структурой и функцией каждого из этих органов или тканей, а также степенью их участия в тех или иных общих реакциях организма. Например, сосуды кожи играют важную роль в теплорегуляции. Расширение их при повышении температуры тела способствует отдаче тепла в окружающую среду, а сужение снижает теплоотдачу.

В последние годы установлена важная роль эндотелия сосудистой стенки в регуляции кровотока. Эндотелий сосудов синтезирует и выделяет факторы, активно влияющие на тонус гладких мышц сосудов. Клетки эндотелия — эндотелиоциты под влиянием химических раздражителей, приносимых кровью, или под влиянием механического раздражения (растяжение) способны вы­делять вещества, непосредственно действующие на гладкие мышеч­ные клетки сосудов, вызывая их сокращение или расслабление. Срок жизни этих веществ мал, поэтому действие их ограничивается сосудистой стенкой и не распространяется обычно на другие гладкомышечные органы. Одними из факторов, вызывающих расслаб­ление сосудов, являются, по-видимому, нитраты и нитриты. Возможным сосудосуживающим фактором является вазоконстрикторный пептид эндотелин, состоящий из 21 аминокислотного остатка.