Миогенная и гуморальная регуляция

А. Миогенная регуляция сосудистого тонуса осуществляется благодаря спонтанной сокра­тительной активности глад комы шечных кле­ток сосудистой стенки. Как известно, гладко-мышечные клетки могут спонтанно, без дей­ствия нервной системы и гуморальных фак­торов периодически возбуждаться. Этим свойством обладают клетки-пейсмекеры, у которых мембранный потенциал уменьшает­ся благодаря входу в клетку катионов, глав­ным образом Са²⁺. Когда деполяризация до­стигает критического уровня, возникает по­тенциал действия. Возбуждение передается другим клеткам, которые в свою очередь со­кращаются, что и обеспечивает наличие по­стоянного тонического сокращения гладко-мышечных клеток и наличие тонуса даже полностью денервированного сосуда (мио-генный тонус). Он сохраняется у полностью денервированных сосудов и является для оп­ределенных сосудистых областей сравнитель­но постоянным, наблюдается лишь неболь­шая его флюктуация, не связанная с метабо­лическими потребностями органа. В случае же внезапного уменьшения объема циркули­рующей крови (ОЦК) в сосудах (например, в результате кровопотери) и снижения кровя­ного давления гладкие мышцы сосудистой стенки увеличивают свое сокращение, что способствует восстановлению кровяного дав­ления. Увеличение объема крови в изолиро­ванном сосуде в эксперименте сопровождает­ся увеличением давления. Однако в течение нескольких минут миогенный тонус умень­шается, давление снижается. В случае бы­строго уменьшения ОЦК миогенный тонус видоизменяется в течение 10—60 мин. Мио-

генный тонус лучше выражен у венозной системы.

Тонус сосуда определяется также растяну­тыми эластиновыми и коллагеновыми волок­нами — эластический тонус. Совокупность миогенного и эластического тонусов — это базальный (основной) тонус сосудов. Он со­ставляет 50—60 % от общего тонуса сосудов в физиологических (естественных) условиях.

Кроме того, в органах (особенно в почках и головном мозге) имеется миогенный ауто-регуляторный механизм стабилизации объем­ной скорости кровотока при колебаниях АД; он заключается в том, что при повышении системного АД тонус приносящих сосудов органа также возрастает, а при падении сис­темного АД тонус этих сосудов снижается (эффект Остроумова — Бейлисса). Это обес­печивает сравнительно постоянный кровоток через орган. Подобный механизм (в меньшей степени) выражен в сердце, печени, кишеч­нике и скелетных мышцах (органы располо­жены по убыванию степени выраженности описанного эффекта).

Б. Гуморальная регуляция тонуса сосудов осуществляется биологически активными ве­ществами и продуктами метаболизма. Одни вещества расширяют, другие суживают кро­веносные сосуды, некоторые оказывают дво­якое действие.

1. Сосудосуживающие вещества вырабаты­ваются в различных клетках организма, но чаще — в клетках-трансдукторах (подобных хромаффинным клеткам мозгового слоя над­почечников). Наиболее сильным веществом, сужающим артерии, артериолы и в меньшей степени вены, является ангиотензин, выраба­тывающийся в печени. Однако в плазме крови он находится в неактивном состоянии. Активируется он ренином (ренин-ангиотен-зиновая система).

При снижении АД увеличивается выра­ботка ренина в почке. Сам по себе ренин со­суды не сужает; являясь протеолитическим ферментом, он расщепляет а₂-глобулин плаз­мы (ангиотензиноген) и превращает его в от­носительно мало активный декапептид (ан­гиотензин I). Последний под влиянием анги-отензиназы — фермента, фиксированного на клеточных мембранах эндотелия капилляров, превращается в ангиотензин II, обладающий сильным сосудосуживающим действием, в том числе и на коронарные артерии (меха­низм активации ангиотензина аналогичен мембранному пищеварению). Ангиотензин обеспечивает суживание сосудов также путем активации симпатико-адреналовой системы. Вазоконстрикторное действие ангиотензи-

на II превышает по своей силе влияние нор-адреналина более чем в 50 раз. При значи­тельном повышении АД ренин вырабатыва­ется в меньших количествах, АД снижает­ся — нормализуется. В больших количествах ангиотензин в плазме крови не накапливает­ся, так как быстро разрушается в капиллярах ангиотензиназой. Однако при некоторых за­болеваниях почек, в результате которых ухуд­шается их кровоснабжение, даже при нор­мальном исходном системном АД количество выбрасываемого ренина возрастает, развива­ется гипертензия почечного происхождения.

Вазопрессин (АДГ — антидиуретический гормон) также сужает сосуды, его эффекты в большей степени проявляются на уровне ар-териол. Однако сосудосуживающие эффекты хорошо проявляются только при значитель­ном падении АД. При этом из задней доли гипофиза выбрасывается большое количест­во вазопрессина. При введении в организм экзогенного вазопрессина наблюдается суже­ние сосудов независимо от исходного уровня кровяного давления. В нормальных физиоло­гических условиях его вазоконстрикторное действие не проявляется.

Норадреналин действует главным образом на а-адренорецепторы и сужает сосуды, в ре­зультате увеличивается периферическое со­противление, но эффекты невелики, по­скольку эндогенная концентрация норадре-налина мала. При экзогенном введении но-радреналина возрастает АД, вследствие чего возникает рефлекторная брадикардия, умень­шается работа сердца, что сдерживает прес-сорный эффект.

2. Сосудорасширяющие вещества. К ним относятся биологически активные вещества (брадикинин, гистамин, ацетилхолин, про-стагландины, окись азота), продукты обмена веществ — метаболиты (молочная кислота, АТФ, АДФ, АМФ, угольная кислота), а также недостаток кислорода. Как было отмечено выше (см. раздел 13.9.1), возбуждение пара­симпатических волокон блуждающего нерва не расширяет сосудов. Однако введение в кровь ацетилхолина вызывает сильную и стойкую вазодилатацию в различных органах, кроме почек. В сосудах имеются неиннерви-рованные постсинаптические М-холиноре-цепторы, в том числе и в сосудах сердца. Действие ацетилхолина на гладкомышечные клетки сосудов вызывает их гиперполяриза­цию. Эта проблема изучена недостаточно. Гистамин вызывает расширение артериол, венул и повышает проницаемость капилля­ров. Он выделяется главным образом при по­вреждении кожи и слизистых оболочек, в

стенке желудка и кишечника, в скелетных мышцах при работе, а также при реакциях антиген — антитело. Очевидно, он освобож­дается из базофильных гранулоцитов и туч­ных клеток поврежденных тканей. При ульт­рафиолетовом облучении, потираний кожи возникает ее покраснение, одним из действу­ющих факторов при этом является гистамин.

Натрийуретический гормон атриопептид вырабатывается в секреторных кардиомиоци-тах, больше в правом предсердии — вызывает расширение сосудов посредством расслабле­ния гладкомышечных элементов мелких ар­терий организма с помощью цАМФ.

Простагландины — производные ненасы­щенных жирных кислот (гормоноподобные вещества) — образуются во многих тканях организма. Такое название дано потому, что впервые они обнаружены у мужчин в семен­ной жидкости, вырабатываемой предстатель­ной железой. Имеется несколько их разно­видностей с различными эффектами, среди которых наиболее очевидно сосудорасши­ряющее действие. В частности, медуллин, об­разуемый в мозговом слое почек, кроме сосу­дорасширяющего действия, увеличивает вы­деление почками Na⁺, K⁺, воды.

Кинины являются полипептидами, образу­ющимися из а₂-глобулинов плазмы крови под влиянием фермента калликреина (калли-креин-кининовая система). Наиболее извест­ны из них брадикинин и каллидин. Их вазо-дилататорный эффект почти в 10 раз превос­ходит действие гистамина и в равной мере распространяется на сосуды скелетных мышц и внутренних органов, в том числе на коро­нарные сосуды. Но эти вещества нестойки, брадикинин и его предшественник каллидин разрушаются кининазами в течение несколь­ких минут. Кроме выраженного сосудорас­ширяющего действия, брадикинин увеличива­ет проницаемость капилляров, что ведет к выведению Na⁺, К⁺, СГ и снижению АД. Как следствие увеличиваются работа сердца и пульсовое давление. Брадикинин выделяется при возбуждении желез желудочно-кишечно­го тракта, слюнных желез, появляется в коже при действии тепла и способствует расшире­нию сосудов кожи при нагревании ее, расши­ряет сосуды наружных половых органов. Ве­щество П расширяет сосуды слюнных желез, наружных половых органов.

Продукты метаболизма (увеличение на­пряжения СО₂, накопление угольной и мо­лочной кислот — снижение рН), уменьшение напряжения О₂, другие метаболиты (см. ниже) вызывают расширение сосудов в ра­ботающем органе — рабочая гипере-

м и я. Она наблюдается в скелетных мыш­цах, железах, в гладкомышечных стенках же­лудочно-кишечного тракта, сердце, головном мозге. Во время физической нагрузки в мы­шечной ткани кровоток может возрастать в 100 раз: до 80 % минутного объема крови может проходить через скелетные мышцы, в органах брюшной полости при этом наблю­дается сужение сосудов. В покоящейся мыш­це функционирует около 30 капилляров на 1 мм² поперечного сечения мышцы (дежур­ные капилляры), при максимальной работе мышцы число функционирующих (откры­тых) капилляров достигает 3000 на 1 мм².

Активация деятельности скелетных мышц сопровождается усилением кровотока в соот­ветствующих зонах головного мозга, в жиро­вой ткани. Рабочей гиперемии не выявлено в печени. Активным сосудорасширяющим агентом является ион Н⁺. Однако при цент­ральном действии он возбуждает симпатичес­кую нервную систему, что ведет к сужению сосудов. Сильным сосудорасширяющим дей­ствием обладают АТФ, АДФ, АМФ, аденозин. Предполагают, что накопление ионов К⁺ в активно работающей мышце (выход К⁺ из клетки при ее возбуждении) также способст­вует развитию рабочей гиперемии. О том, что гуморальные факторы играют важную роль в развитии рабочей гиперемии, свидетельству­ет следующий экспериментальный факт.

Если венозную кровь перенести от работаю­щей или ишемизированной мышцы в сосуды по­коящейся мышцы, то они расширяются. Однако при мышечной работе сосуды расширяются боль­ше, чем при изолированном действии метаболи­тов, что объясняется влиянием симпатических хо-линергических сосудорасширителей. В активно работающем органе открываются также новые ар-териолы, что ведет к увеличению числа функцио­нирующих капилляров. Одним из факторов уве­личения диаметра мелких артериол в работающей мышце является их укорочение вследствие сокра­щения параллельно расположенных миоцитов скелетной мышцы; ускорение кровотока в артери-олах может происходить при этом и за счет их укорочения без увеличения диаметра (В.М.Хаю-тин).

Сосудорасширяющим действием обладают также бикарбонаты, лактаты, нитраты, суль­фаты, хлориды, бифосфаты. Метаболическая вазодилатация превосходит симпатическую вазоконстрикцию. Главным метаболитом, расширяющим коронарные сосуды, считают аденозин.

3. Вещества двоякого действия на сосуды. Адреналин активирует а- и р-адренорецепто-ры. Поскольку при активации а-адреноре-

цепторов сосуды сужаются, а при активации р-адренорецепторов расширяются, можно было ожидать, что в случае преобладания а-рецепторов в сосудах они будут сужаться под влиянием адреналина, а в случае преоблада­ния р-адренорецепторов — расширяться. Вместе с тем реакция сосудов кожи, мышц, органов брюшной полости зависит от кон­центрации адреналина. В низких концентра­циях адреналин вызывает расширение сосу­дов этих органов, в высоких — сужение сосу­дов. Это объясняется тем, что чувствитель­ность р-рецепторов выше, чем а-рецепторов, поэтому физиологические концентрации ад­реналина активируют только р-рецепторы, что и ведет к расширению сосудов. По-види­мому, эндогенный адреналин всегда или в подавляющем большинстве случаев вызывает расширение всех сосудов организма (покрас­нение лица при эмоциях). Только лишь при сильном эмоциональном напряжении (по-бледнение лица), кровопотере концентрация адреналина в крови может повыситься на­столько, что преобладающим эффектом ста­нет сужение сосудов вследствие одновремен­ной активация р- и а-рецепторов. Преобла­дающий вазоконстрикторный эффект в этом случае, как и при экзогенном введении боль­ших доз адреналина, объясняется тем, что а-адренорецепторов в различных сосудах орга­низма больше, нежели р-рецепторов. С ле­чебной целью применяют а- и р-адренобло-каторы в зависимости от ситуации, действуя фармакологическими препаратами не только на рецепторы сосудов, но и на рецепторы самих эффекторных клеток внутренних орга­нов. Серотонин (5-гидрокситриптамин), вы­деляющийся преимущественно из энтерохро-маффинных клеток, в стволе мозга, при раз­рушении кровяных пластинок, также облада­ет двояким действием. Вазоконстрикция осо­бенно важна для прекращения кровотечения при повреждении сосудов. Двоякое влияние серотонина на сосуды заключается в том, что при высоком тонусе сосудов серотонин вы­зывает расширение их, а при низком — суже­ние. Механизм двоякого влияния серотонина изучен недостаточно.

Биологически активные вещества эндоте­лия сосудов играют важную роль в регуляции сосудистого тонуса. Всю массу эндотелиоци-тов (около 500 г в организме человека) рас­сматривают как эндокринную железу. Эндо­телий вырабатывает сосудосуживающие и со­судорасширяющие вещества, они очень бы­стро разрушаются (период полураспада — 10—20 с). Одним из веществ, вызывающих расширение кровеносных сосудов, в том

числе и коронарных, является оксид азота (NO). NO синтезируется из I-аргинина, обес­печивает уменьшение тонуса сосудов при­мерно на 30 %, при гипоксии активность его увеличивается, сосуды расширяются. При этом NO отделяется и от НЬ. При гиперок-сии активность NO падает, сосуды сужаются. Сосудорасширяющее действие СО₂ также ре­ализуется с помощью NO: блокада NO-син-тетазы устраняет сосудорасширяющий эф­фект СО₂. Выделяемые эндотелием вещества участвуют в стабилизации системного АД. В частности, при увеличении скорости кро­вотока и вязкости крови сопротивление току крови возрастает. Однако при этом увеличи­вается механическое раздражение эндотелия, ведущее к возрастанию выработки вазодила-таторных веществ в эндотелии магистраль­ных артерий и расширению сосудов, что ком­пенсирует возрастающее сопротивление кро­вотоку. Это важно для стабилизации крово­снабжения тканей организма и нагрузки на сердце. Вазодилататорные эндотелиальные вещества способствуют также развитию рабо­чей гиперемии. Эти вазоактивные вещества действуют непосредственно на прилегающие к эндотелию гладкомышечные клетки. При­мером веществ, обладающих сосудосуживаю­щим действием, может быть эндотелии — ва-зоконстрикторный пептид, выделенный из эндотелиоцитов свиньи и состоящий из 21 аминокислотного остатка. Полагают, что нарушение функций эндотелиоцитов может быть одним из факторов развития гипертони­ческой болезни и облитерирующего эндарте-риита.

Следует отметить, что венулы и вены в 20—30 раз более чувствительны к медиаторам и биологически активным веществам — адре­налину, кальцитонину, кортизолу. Это объ­ясняется тем, что такие сосуды обладают большим диаметром и слабой фоновой ак­тивностью миоцитов (Б.И.Ткаченко).

Дата добавления: 2015-08-10