Механизмы длительного действия

Почечная контролирующая система. Прц .повышении артериального давления даже на 1 мм рт. ст. возрастает выделение воды почками. В результате — снижается объем внекле­точной жидкости (объем внутрисосудистой и межклеточной жидкости), а в конечном итоге уменьшается объем циркулирующей крови. Это приводит к снижению венозного возврата крови, уменьшению МОК и снижению артериального давления. Повышение диуреза (объе­ма конечной мочи) обусловлено тем, что при постоянном высоком уровне артериального давления увеличивается объем фильтрации (первичной мочи) и, одновременно, за счет спе­циальных механизмов (см. ниже) — снижается относительный объем реабсорбции воды, что и приводит к росту диуреза.

При сниженном артериальном давлении, наоборот, уменьшается способность фильтро­вать воду, возрастает до определенных пределов способность почек реабсорбироватъ воду (см. ниже), уменьшается объем выводимой жидкости, возрастает объем внеклеточной воды, в том числе ОЦК и тем самым возрастает МОК, а следовательно, и артериальное давление.

Резкое падение давления снижает диурез вплоть до полной анурия.

Ваэопрессшювый (АДГ) механизм. Ваэопрессин, или антидиуретический гормон, как известно, способствует реабсорбции воды, расширяя внеклеточные пространства между эпителием собирательных трубок в почках и повышая способность воды входить в ннтер-стициальное пространство, где за счет противоточно-поворотного механизма создается высокое осмотическое давление.

При повышении артериального или венозного давленая происходит растяжение соот-ветствующях участков сосудистого русла (в том числе и предсердий), и поток импульсов от рецепторов растяжения вызывает, так называемый, рефлекс Гауэра-Генри (или Генри-Гауэ-ра, по другим авторам): существенно снижается выделение вазопресенна, что увеличивает диурез за счет уменьшения процесса реабсорбции воды в собирательных трубках почек. В результате снижается ОЦК, за ним — снижается МОК и артериальное давление.

При снижении артериального давления, наоборот, поток с рецепторов растяжения умень­шается, поэтому возрастает выделение из нейрогипофиза вазопресенна, увеличивается его продукция в нейронах гипоталамуса, все это повышает реабсорбцию воды, что ведет к рос­ту ОЦК, повышению МОК и артериального давления.

Физиология чедежка

В последние годы обнаружено, что одновременно с вазопрессином в регуляции уровня диуреза может участвовать атриопептин, который вырабатывается в клетках правого и, ча­стично, левого предсердий. При чрезмерном растяжении предсердий продукция атриопеп­тина возрастает. Этот гормон, с одной стороны, снижает тонус периферических сосудов, вызывая увеличение объема сосудистого русла, а с другой, — повышает натрийурез, а вме­сте с ним повышает выделение воды. Иначе говоря, атриопептин, или натрийуретический гормон — это антагонист вазопрессина. Следовательно, при растяжении предсердий, с од­ной стороны, снижается продукция вазопрессина, а с другой, — возрастает продукция на-трийуретического гормона (атриопептина). Оба этих явления способствуют нормализации артериального давления.

Альдостероновый механизм. При сниженном артериальном давлении под влиянием ан-гиотензина-И повышается продукция альдостерона. Он, в свою очередь, повышает реаб-сорбцию натрия и воды, что вызывает повышение ОЦК и рост артериального давления. Одновременно альдостерон повышает чувствительность ГМК сосудов к вазоконстриктор-ным факторам, что тоже, в конечном итоге, способствует повышению артериального давле­ния. Такие эффекты альдостерона проявляются через несколько дней.

Глава 18 ОРГАННОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ

РЕГИОНАРНЫЙ КРОВОТОК. МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ

Задача регионарного (локального) кровотока — обеспечение кровью данного региона, в интересах этого региона. В определенной степени при этом игнорируются интересы или запросы организма в целом.

Считается, что регуляция регионарного кровотока осуществляется различными меха­низмами — местными, гуморальными, нервными. Одни механизмы срабатывают быстро, в пределах секунд, минут, другие механизмы реализуются в пределах недель, месяцев. По­этому физиологи выделяют долговременную регуляцию и кратковременную, или быструю регуляцию. Обычно физиологи детально рассматривают механизмы быстрой или срочной регуляции, а представители других дисциплин (патофизиологи, морфологи) — долговре­менную. Необходимость долговременной регуляции возникает в том случае, когда все ме­ханизмы срочной регуляции не создают все-таки оптимальных условий для кровообраще­ния. Ведущим фактором в этом случае является недостаток кислорода в тканях. Это вы­зывает продукцию так называемого фактора ангиогенеза, который вызывает в свою оче­редь выход из стенки вен, предшественников капилляров, что приводит к росту капилля­ров. В итоге, в ткани, которая испытывает кислородную недостаточность, возрастает число капилляров и длина работающих капилляров, т. е. возрастает степень капилляризации. Это происходит, например, при всех ситуациях, при которых в тканях возникает кислородная недостаточность (пороки сердца, жизнь в условиях высокогорных районов, альпинисты). Предполагается, что использование в клинической практике фактора ангиогенеза или фак­тора роста новых сосудов — это перспективное направление.

Быстрая, или срочная, регуляция регионарного кровотока осуществляется за счет мест­ных, гуморальных и нервных механизмов.

Местная регуляция регионарного кровотока играет ведущую роль в процессах обеспече­ния необходимого уровня кровотока при данной интенсивности метаболизма. Здесь приня­то выделять 2 варианта механизмов: метаболическую ауторегуляцию периферического кро­вообращения и миогенную ауторегуляцию периферического кровообращения.

Метаболическая ауторегуляция (или — гистометаболическая ауторегуляция перифери­ческого тонуса, или вазодил ататорная регуляция) заключается в том, что в результате недо­статочного снабжения данного региона кислородом и питательными веществами (в основ­ном, за счет недостаточности кровотока) в тканях накапливаются метаболиты, среди кото­рых имеются мощные вазодилататоры (расслабляющие гладкие мышцы сосудов), особенно прекапиллярных сфинктеров. Среди этих метаболитов-дилататоров выделяют такие как молочная кислота, АТФ, АМФ, АДФ, аденозин, ионы калия, избыток ионов водорода (явле­ние ацидоза), избыток углекислого газа. Эти вещества одновременно могут менять чувст­вительность гладких мышц к медиатору симпатических волокон — к норадреналину (на­пример, за счет «маскировки» бета-адренорецепторов сосудов) и тем самым уменьшать влияние сосудосуживающих нервов на сосуды данного региона.

Некоторые исследователи считают, что главным фактором, определяющим состояние тонуса гладких мышц сосудов в регионе, является кислород: когда кислорода много, сосу­ды находятся в состоянии сокращения, когда кислорода мало (уменьшается парциальное напряжение кислорода), тогда происходит релаксация мышц и кровоток возрастает. В лег­ких (см. подробнее «Малый круг»), наоборот, если в альвеоле много кислорода, то капил-

ляр, подходящий к этой альвеоле, будет открыт (прекапилляры расслаблены), а если альве­ола не вентилируется (не содержит в достаточных количествах кислорода), то капилляр не функционирует. Итак, теория кислородного запроса (как вариант вазодилататорный мета­болической теории) имеет право на существование. Следовательно, уровень метаболизма клетки может определять интенсивность регионарного кровотока.

2-й механизм, поддерживающий на необходимом уровне кровенаполнение данного ре­гиона, это многенная ауторегуляция. Во многом она напоминает закон сердца (Франка-Стар-линга): чем больше мышца растянута, тем выше тонус этой мышцы. Механизм миогенной ауторегуляции выражен наиболее отчетливо в сосудах мозга, почки, сердечной мышцы, печени, чревной области. Он состоит в том, что в ответ на повышение артериального давле­ния (кровяного давления) сосуд ратягивается. Если бы стенка сосуда пассивно следовала за величиной давления, то это привело бы к расширению диаметра сосуда и к увеличению его проходимости, что привело бы к увеличению кровенаполнения. Не все области «желают» роста кровенаполнения. Для зашиты от этого явления возникает рост активности гладких мышц стенок растягиваемого сосуда — и чем больше растягивается сосуд (за бчет бокового давления), тем на большую величину возрастает тонус гладких мышц этого сосуда. В итоге — диаметр остается неизменным. При падении давления, наоборот, чтобы сохранить ис­ходный просвет сосуда, гладкие мышцы расслабляются.

Нервный механизм регуляция регионарного кровотока. Выше подробно рассматрива­лись вопросы нервной регуляции сосудистого тонуса. За счет потока импульсов, идущих от работающего органа, интенсивность регионарного кровотока может меняться рефлек-торно. Например, при возбуждении скелетных мышц с рецейторов этих мышц (сухожиль­ные, проприорецепторы, или мышечные веретена) идет поток импульсов, в ответ на кото­рый происходит возбуждение симпатической нервной системы — это вызывает повыше­ние вазоконстрикторных влияний на все сосуды, но особенно — на сосуды кожи, сосуды чревной области. В результате — происходит перераспределение кровотока: в неработа­ющих мышцах, коже, чревной области — кровоток снижается, а в сосудах работающих мышц — он возрастает (за счет того, что в них происходит рабочая гиперемия, вызванная метаболитами, и за счет того, что эти метаболиты блокируют конетрикторные эффекты в работающей мышце, идущие от симпатических воздействий (см. подробнее — «Кровоток в скелетных мышцах»).

Гуморальная регуляция регионарного кровотока заключается в том, что помимо метабо­литов, накапливающихся в работающих органах, сюда же с током крови могут подходить гормоны к биологически активные вещества, оказывающие вазодилатацию (гистамин, бра-дикинин, простациклины, атриопептин) или вазокойстрикцшо (адреналин, норадреналин, дофамин, ангиотензин II, альдостерон, серотонин). Эти вещества будут модулировать ме­таболические эффекты и эффекты симпатических воздействий на сосуд.

Рассмотрим некоторые особенности регионарного кровотока.

КОРОНАРНЫЙ КРОВОТОК

Особенностью коронарного кровотока (главным образом, кровотока левого желудочка) является его импульсность, периодичность: в момент систолы кровоток по артериям пре­кращается, а по венам кровь вьггалкивается. Таким образом, в основном, миокард (левый желудочек) до 85% крови получает в период диастолы. Поэтому, чем длительнее диастоли-ческий период (или — чем короче систола, а точнее — чем меньше систолический показа­тель), тем лучше кровоснабжение миокардиальных клеток.

В среднем, в условиях покоя на 100 г массы сердца приходится 50—90 мл крови в 1 минуту» а е учетом, что средняя масса сердца составляет 300 г — в условиях покоя сердце получает около 200—250 мл крови, т. е. около 4—6% от минутного, объема крови (от 4,5— 5 л/мин). В условиях физической нагрузки, когда потребность в кровотоке резко возрастает (МОК достигает 25 л), значительно возрастает коронарный кровоток — он становится рав-

00,06 0.10,150,20,250,3 Время, с

Рис. 78. Коронарные сосуды сердца.

Слева — кривая, показывающая изменения на протяжении сердечного цикла: 1 — ЭКГ. 2 — давление в дуге аорты, 3 — давление в огибающей ветви левой коронарной артерии, 4 — интрамурального давления, 5 — скорости кровотока в коронарной артерии. Справа—изменения давления в левой и правой коронарных артериях—при систоле и диастоле.

ным 3—4 л/мин. Это означает, что в состоянии покоя интенсивность коронарного кровото­ка далека от максимально возможной, т. е. имеются механизмы, ограничивающие емкость коронарного русла в условиях покоя.

Сердечная мышца является самым большим потребителем кислорода (в расчете на 1 г массы): в условиях покоя 300 г массы сердца поглощают около 30 мл кислорода за 1 мин. (а всего за 1 минуту человеку требуется на все нужды организма в условиях покоя около 250—300 мл кислорода). Сердце очень хорошо поглощает кислород из крови. Если в дру­гих тканях артериовенозная разница составляет в среднем 80 мл/л крови (в артериальной крови — 200 мл кислорода на 1 л крови, в венозной — 120 мл кислорода на 1 л крови, разница — 80 мл), то в сердце она достигает 120—150 мл/л крови, т. е. каждый литр крови отдает не 80 мл, а 120— 150 мл кислорода.

Важной особенностью коронарных сосудов является способность гладкомышечных кле­ток внутреннего слоя сосудов продуцировать эластин. При чрезмерной продукции эласти­на возникает вероятность образования атеросклеротических бляшек, нарушающих нормаль­ный кровоток по коронарным сосудам. В среднем слое стенки сосуда имеют другой тип недифференцированных гладкомышечных клеток, которые вырабатывают кейлоны. Кейло-ны — это специфические вещества, блокирующие (тормозящие) продукцию эластина. Та-

ким образом, в норме выработка кейлонов препятствует образованию атеросклеротичес-ких бляшек. Когда продукций кейлонов нарушена, то это вызывает усиленное образование эластина и тем самым — атеросклеротический процесс, мешающий нормальному кровотоку.

Установлено, что снижение коронарного кровотока приводит к уменьшению сократи­мости миокарда: когда кровоток уменьшается на 50% от нормы, сократимость миокарда тоже снижается на 50%. При падении артериального давления ниже 50—20 мм рт. ст. кро­воток по коронарным сосудам резко прекращается (давление нулевого кровотока).

В регуляции коронарного кровотока принимают участие местные, гуморальные и ре­флекторные механизмы. Считается, что коронарный кровоток не принимает участия в ре­гуляции системного кровотока, т. е. он относительно независим от системного кровотока. Ведущим механизмом регуляции является местный механизм, который в основном пред­ставлен метаболическим звеном.

Коронарные сосуды снабжаются адренергическими волокнами симпатической системы. В условиях покоя, благодаря наличию в гладких мышцах коронарных сосудов альфа- и бета-адренорецепторов, норадреналин, выделяющийся из симпатических нервов, вызывает не* которое повышение тонуса гладких мышц (тонус покоя), тем самым ограничивает чрезмер­ное расширение коронарного русла. Полагают, что часть симпатических волокон является холинергическими — в окончаниях выделяется ацетилхолин, который может релаксиро-вать гладкие мышцы сосудов. Дискутируется вопрос о наличии и парасимпатических воло­кон в коронарных сосудах, благодаря которым возможна дополнительная дилатация коро­нарных сосудов. Однако эти данные требуют подтверждения.

При физической нагрузке повышается тонус симпатической нервной системы: это вызы­вает на первых секундах работы небольшой спазм сосудов сердца и одновременно повыша­ет уровень экстракции кислорода из крови — способность сердечной мышцы извлекать кислород под влиянием симпатической системы возрастает еще больше! В дальнейшем, если физическая нагрузка продолжается или существенно возрастает. — накапливаются метаболиты, которые, с одной стороны, сами по себе вызывают расслабление гладких мышц сосудов, в том числе прекалиллярных сфинктеров, а с другой стороны — они «блокируют» альфа-адренорецепторы, т.е. приводят к тому, что популяция бета-адренорецепторов ста­новится в этих условиях доминирующей. Поэтому симпатические влияния (норадреналин) вызывают тоже дилатацию коронарных сосудов, что Вместе с метаболическим влиянием существенно повышает коронарный кровоток. Считается, что вазодилатацию вызывают в сердечной мышце: избыток углекислого газа (пшеркапния), избыток водородных ионов, молочная кислота, АТФ, АДФ, АМФ, аденозин. Многие авторы придают особое значение аденозину как наиболее сильному вазодилататору. В условиях гипоксии, вероятно, возрас­тает и продукция простациклинов в мнокардиоцитах, что также способствует вазодилата-ции. Дискутируется вопрос о прямом влиянии низкого парциального напряжения кислоро­да на тонус коронарных сосудов: логично допустить, что гипоксия сама по себе должна вызывать релаксацию гладких мышц коронаров. Однако пока веских доказательств этому не получено.

Показано, что при отрицательных эмоциях, когда происходит сильное возбуждение сим­патической нервной системы, наблюдается резкий спазм коронарных сосудов. Однако это явление почти отсутствует, если эмоциональная реакция протекает на фоне мышечной ак­тивности. Вот почему чрезвычайно важно, чтобы после появления у человека отрицатель­ных эмоций (ярость, гнев) возникала мышечная активность, которая снимала бы вероят­ность коронарного спазма. Нами установлено, что эндогенный сенсибилизатор Р-адрено-рецепторов во много раз повышает способность адреналина релаксировать гладкие мышцы коронарных артерий.

Естественно, что не во всех случаях в ответ на физическую нагрузку происходит адек­ватное повышение коронарного кровотока. Недостаточность коронарного кровотока при физической нагрузке, так же как и недостаточность коронарного кровотока в условиях по­коя, часто сопровождается выраженным спазмом сосудов, что приводит к появлению боли

в области сердца и иррадиации болевых ощущений в левое плечо, под левую лопатку, или в загрудинную область. Считается, что спазм коронарных сосудов может возникать, напри­мер, из-за наличия в сосудах атеросклеротических бляшек; при их наличии стенка сосуда не способна развивать достаточное напряжение для противодействия сокращающемуся миокарду, поэтому в период систолы кровоток резко снижается (в норме — до 1/6—1/7 от уровня диастолы, а в условиях патологии — до 1/10 и более). Кроме того, спазму коронар­ных артерий при кислородной недостаточности способствует: 1) активация ренин-ангио-тензиновой системы, 2) повышение агрегационных способностей тромбоцитов, 3) повыше­ние свертывающей способности крови, 4) снижение уровня бета-адренорецепторов в сосу­дах сердца (и, как результат, усиление вазоконстрикторного влияния симпатической систе­мы), 5) повышение продукции простагландина ПГТ2*.«ф> — одного из вазоконстрикторов. Все эти факторы приводят к вазоконстрикции и усугубляют возникающую коронарную не­достаточность.