2 курс / Нормальная физиология / Физиология_и_патология_системы_кровообращения_Хоменко_А_И_,_Свирид

1.19.Механизмы регуляции микроциркуляции

илокального кровотока

Особенности местной гемодинамики в каждом органе обусловлены той ролью, которую играет кровоток в его функции. Регуляция локального кровотока осуществляется как комплексом местных, так и организменных механизмов. Система регуляции микроциркуляторного русла должна получать информацию о состоянии сосудов, кровотоке в них и трофике тканей. Эти сигналы приходят:

•от гладких мышц сосудов при их растяжении;

•от рецепторов растяжения, расположенных в стенках сосудов;

•от вазоактивных веществ, образующихся в тканях и поступающих к сосудистой стенке.

Поэтому можно выделить несколько уровней регуляции функций крово-

тока.

Первый уровень регулирования – миогенный, основан на свойстве гладкомышечных клеток стенок сосудов.

Второй—гуморальный, обусловлен влиянием на гладкомышечные клетки различных вазоактивных метаболитов, образующихся непосредственно в мышечных и эндотелиальных клетках самой сосудистой стенки. Особенно интенсивно образуются вазоактивные вещества в условиях неадекватного кровоснабжения органов.

Третий уровень – нейрогенная регуляция микроциркуляторного русла, осуществляемая при посредстве местных рефлексов.

Перечисленные регуляторные механизмы обычно влияют на сосуды одновременно в различных сочетаниях.

Так, например, на повышение давления в центральных сосудах и рост кровотока, вызывающий растяжение, могут отреагировать сами гладкие мышцы. В ответ они могут сократиться и уменьшить кровоток в расположенных за ними образованиях микроциркуляторного русла. Далее включается рефлекторный механизм, запускаемый через механорецепторы.

При снижении кровотока регуляция обеспечивается в основном за счет влияния метаболитов и других биологически активных веществ, расширяющих сосуды. Вазодиллятаторным эффектом обладают образующиеся в этих условиях в большом количестве ионы Н+, К+, аденозин, кинины. Они, как правило, действуют непосредственно на гладкие мышцы. Но некоторые из них оказывают влияние и через хеморецепторы, имеющиеся в микроциркуляторном русле.

Причем одни механизмы регуляции могут модулировать действие других. Так, при снижении содержания О2 и увеличении СО2 в крови прямые миогенные влияния на растяжение не имеют существенного значения. В этом случае в регуляции состояния микроциркуляторного русла участвуют депонированные в тканях вазоактивные вещества, влияющие на гладкие мышцы прямо или через хеморецепторы. В результате артериолы расширяются и кровоток улучшается.

В поддержании постоянства микроциркуляции при изменении артериального давления принимают участие как прямые миогенные механизмы гладких

31

мышц, так и опосредованные через нейрогенные вазомоторные сигналы. Для регуляции постоянства объема крови в микроциркуляторных сосудах на первый план выходят влияния с расширенных мелких вен. Увеличение объема оттекающей в венулы крови рефлекторно приводит к сужению артериол, что уменьшает поступление крови в микроциркуляторное русло.

Механизмы, регулирующие местный кровоток, могут оказывать на сосуды влияние, порой противоположное приходящим из центра рефлекторным импульсам. Так, например, появление местных дилататоров расширяет сосуды функционирующих мышц вопреки влияниям симпатических нервов. Эти же местные механизмы позволяют поддерживать стабильное состояние гемодинамики в жизненно важных органах вопреки изменениям во всей системе кровообращения (например, при кровопотере). Особенно эффективно функционирует система местного регулирования кровотока в сердце и головном мозге, то есть в тех органах, в которых он должен наиболее полно удовлетворять функциональные потребности органа.

1.20. Регуляция системного кровотока

всостоянии физиологического покоя

Всостоянии физиологического покоя кровообращение осуществляется с минимальной активностью систем регуляции. Для обеспечения кровообращения в каждом органе и во всей сердечно-сосудистой системе используются в основном анатомические особенности и физиологические свойства самих структур. В сосудах распределение МОК среди органом и происходит в зависимости от их анатомических особенностей: диаметра, строения стенки, их тонуса. Тонус каждого фрагмента сосудистого русла зависит от свойств сократимых, эластических элементов и объема поступающей крови. В месте с тем немаловажное значение имеет концентрация в крови вазоактивных соединений (гормонов, метаболитов). Сюда же необходимо отнести базальный уровень нейрогенных тонических влияний, гормонов крови и метаболитов других органов. Комплекс этих механизмов поддерживает соответствующие параметры работы сердца, уровень давления в крупных артериях и венах и постоянный объем и состав циркулирующей крови.

Главным регулируемым параметром является уровень артериального давления в крупных сосудах. Уровень Рс зависит главным образом от УО сердца, а Рд – от сопротивления резистивных сосудов. Их работа контролируются барорецепторами, которые в случае отклонения включают соответствующие рефлексы на сердце и кровеносные сосуды.

Поэтому в состоянии покоя на кривой записи АД наблюдаются волны трех порядков. Волны первого порядка – пульсовые колебания давления. Волны второго порядка обусловлены влиянием вдоха и выдоха на приток крови к сердцу и взаимодействия дыхательного и сосудодвигательных центров ствола мозга. При вдохе в артериях большого круга кровообращения давление снижается, а при выдохе – увеличивается. Волны третьего порядка обусловлены

32

медленным колебанием тонуса периферических сосудов с периодичностью 6-20 с. Это, вероятно, зависит от ритма центральных рефлекторных механизмов.

Уровни АД у человека подвержены суточным циркадным ритмам: давление максимально высокое около 15.00 ч, а в 3.00 ч становится минимально низким.

1.21.Регуляция кровообращения

вменяющихся условиях существования

Вреальной жизни человек большую часть времени существует в условиях, весьма отличающихся от физиологического покоя. При этом изменение функционального состояния организма невозможно без перестройки кровотока. Нередко могут возникать изменения в нормальном, стационарном уровне сер- дечно-сосудистой системы. В этих условиях для обеспечения кровообращения включается система адаптации сердечно-сосудистой системы.

1.21.1.Восстановление кровотока при повышении давления

всосудистом русле

Кратковременные отклонения в параметрах системного артериального давления и объема крови от нормы стабилизируются преимущественно эа счет рефлекторных реакций сосудов. Повышенное давление в артериальных сосудах раздражает барорецепторы рефлексогенных зон, в первую очередь аорты и каротидного синуса. Афферентные импульсы достигают бульбарный отдел сосудодвигательного центра и тормозят прессорный его отдел и возбуждают депрессорный. При этом тонические влияния на резистивные сосуды снижаются и те расширяются. Расширение венозных сосудов приводит к повышению их емкости и снижению объема возвращающейся к сердцу крови. Одновременно уменьшается сила и частота сердечных сокращений. В результате комплекса указанных изменений давление снижается.

Если раздражение барорецепторов продолжается длительное время, то к указанным уже эфферентным влияниям присоединяется влияние на ОЦК. Так, при расширении резистивных cocyдов в капиллярах повышается эффективное фильтрационное давление. В результате выход жидкости из крови в ткани начинает значительно превалировать над возвращением ее в кровоток. Усиливающееся одновременно с этим мочеобразование и выведение воды из организма далее уменьшают общее давление крови и сердечный выброс.

1.21.2.Восстановление кровотока при снижении давления

всосудистом русле

Падение АД снижает частоту импульсаций от барорецепторов, и рост давления происходит в результате рефлекторного спазма сосудов и учащения

33

сокращений сердца. Параллельно с этим при спазме периферических сосудов снижается эффективное фильтрационное давление и увеличивается реасорбция воды из межклеточной жидкости. Это приводит к увеличению ОЦК и будет способствовать повышению АД. Кроме того, уже одно только увеличение ОЦК само по себе обеспечивает повышение венозного возврата к сердцу, увеличение сердечного выброса и рост АД.

Если указанные механизмы оказываются несостоятельными, то для приведения в норму параметров гемодинамики включается новый уровень регуляции, в основе которого лежат гуморальные влияния. Возбуждение симпатических нервов приводит к усилению выделения катехоламинов мозговым отделом надпочечников. При экстремальных, стрессорных ситуациях уровень их в крови может возрастать в 10-20 раз. Указанные гормоны стимулируют работу сердца и суживают сосуды большинства органов организма. Эти гормоны удлиняют и усиливают действие симпатических нервов на сердечно-сосудистую систему.

В регуляции объема циркулирующей плазмы участвуют также и гормоны. Основными из них являются: натрийуретический гормон, вазопрессин и ренин-ангиотензин-альдостероновая система. Последняя включается при нарушении почечного кровотока. Падение системного давления или спазм почечных сосудов приводит к снижению кровоснабжения почек. Образовавшийся ангиотензин II оказывает двоякое влияние. С одной стороны, он суживает артериальные сосуды и повышает системное давление, с другой – стимулирует выделение надпочечниками альдостерона, который активирует через почки удержание в крови Na+ и воды. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система играет важную роль в нормализации кровотока при патологическом падении давления и объема крови. Но вместе с тем увеличение активности этой системы при некоторых поражениях почек может вызвать развитие гипертонии.

1.21.3. Восстановление кровотока при изменении объема крови

Подобный с описанным порядок включения механизмов регуляции регистрируется и при изменении объема крови. Запускаются эти механизмы с венозного отдела сердечно-сосудистой системы. Раздражение рецепторов, расположенных в полых венах и предсердиях, передается в два отдела ЦНС:

•циркуляторный центр продолговатого мозга,

•центр осморегуляции гипоталамуса.

Возбуждение депрессорного отдела, с одной стороны, расширяет сосуды, а с другой – тормозит сердечную деятельность. Параллельно гипоталамус стимулирует выход из гипофиза гормона вазопрессина, который суживает сосуды и усиливает реабсорбцию воды в почках, проявляя свой антидиуретический эффект.

Уровень выделяющегося в кровь вазопрессина находится в прямой зависимости от импульсации с рецепторов предсердий. При продолжительном поступлении больших объемов крови в предсердия через центр осморегуляции гипоталамуса тормозится выделение вазопрессина. Этот рефлекторный ответ

34

регистрируется уже через 10-20 мин и может продолжаться постепенно увеличиваясь, в течение нескольких дней. В результате выделение воды почками увеличивается. При этом при длительном раздражении барорецепторов из предсердий выделяется натрийуретический гормон. Действуя на почки, он снижает реабсорбцию Na+. Задержка Na+ в моче стимулирует выделение воды и уменьшение ОЦК. Напротив, падение венозного возврата и снижение ОЦК увеличивает выработку вазопрессина. Задержка жидкости в организме или ее выведение, опосредованные через гормональную систему, помогают остальным механизмам поддерживать гемодинамику при внезапных нарушениях соотношения объема крови и емкостного русла.

1.22. Кровообращение при выполнении физической нагрузки

Наиболее наглядно нарушения в кровообращении проявляются при физической нагрузке.

Физическая работа является одной из наиболее естественных для организма адаптационных, поведенческих реакций, при которой требуется хорошее взаимодействие всех звеньев функциональной системы адаптации к ней (в том числе и системы кровообращения). В функциональной системе адаптации к физической нагрузке скелетные мышцы наряду с сердечно-сосудистой системой выполняют ключевую роль. Поэтому в организме сформировались теснейшие взаимосвязи мышечных сокращений с одной из наиболее важных из «обслуживающих» их систем – сердечно-сосудистой и они направлены на создание максимально лучших условий кровоснабжения мышц даже за счет снижения кровотока в других органах и системах организма. Такая уникальность мышц для организма и необходимость кровоснабжения для обеспечения их сокращения привели в ходе эволюции к появлению дополнительных механизмов регуляции гемодинамики со стороны моторных отделов ЦНС. Тем самым создается возможность и для формирования условных рефлексов регуляции кровообращения. Значение их заключается в мобилизации сердечно-сосудистой системы для предстоящей мышечной деятельности. Эта мобилизация опосредуется через симпато-адреналовую систему, которая еще перед началом мышечной деятельности стимулирует сердечные сокращения и повышает давление. Подобные реакции наблюдаются и при эмоциональных реакциях, которые в естественной природе, как правило, также сопровождаются активацией мышечной деятельности.

Последовательность вовлечения структур сердечно-сосудистой системы во время физической работы можно проследить при выполнении интенсивной нагрузки. Мышечные сокращения вызываются импульсами, приходящими по пирамидным путям, начинающимся в прецентральной извилине коры головного мозга. Попутно они, наряду с моторными отделами ЦНС, возбуждают дыхательные и вазомоторные центры продолговатого и спинного мозга. Через симпатическую нервную систему усиливается работа сердца, результатом чего яв-

35

ляется увеличение МОК. В работающих мышцах кровеносные сосуды резко расширяются. Вазодиллятация вызывается главным образом за счет накопления в них метаболитов – таких, как Н+, СО+, К+, аденозин, простагландины и т. п. В результате наблюдается выраженная перераспределительная реакция кровотока: чем больше мышц сокращается и выше интенсивность сокращений, тем все больше крови, выброшенной левым желудочком сердца, к ним поступает. В данных условиях прежнего МОК уже недостаточно для выполнения физической нагрузки и резко возрастает работа сердца. При выполнении интенсивной мышечной нагрузки растет как УО, так и ЧСС (табл. 1.2). В результате МОК у тренированных людей может увеличиваться в 5-6 раз (до 25-35 л/мин). Причем из этого объема до 80-85% поступает к функционирующим скелетным мышцам. Так, если в покое через мышцы из 5 л/мин проходит 900-1200 мл/мин (1520% от общего МОК), то при выбросе в 25-35 л/мин мышцы могут получать до 20 л/мин и более. В перераспределительной реакции кровотока участвуют симпатические сосудосуживающие влияния, идущие из того же прессорного отдела продолговатого мозга. Параллельно при мышечной работе из надпочечников в кровоток выбрасываются катехоламины, усиливающие сердечную активность и суживающие сосуды неработающих мышц, внутренних органов.

На кровоток оказывает влияние и само сокращение мышц. При интенсивном сокращении сдавливаются сосуды, что затрудняет поступление крови в мышцы, но при расслаблении наоборот – резко возрастает кровоток в мышцах. В отличие от этого небольшая сила сокращения способствует повышению кровоснабжения как в фазу сокращения, так и расслабления. Кроме этого, сокращающиеся мышцы выдавливают кровь из венозного отдела, что, с одной стороны, обеспечивает рост венозного возврата к сердцу, а с другой – увеличивает поступление крови в мышцы в фазу расслабления.

При выполнении физической нагрузки интенсификация работы сердца происходит при пропорциональном усилении кровотока через коронарные сосуды. Автономная регуляция обеспечивает сохранение прежнего мозгового кровотока. В то же время кровоснабжение других органов зависит от интенсивности выполняемой нагрузки. Если мышечная работа интенсивна, то, несмотря на рост МОК, поступление крови ко многим внутренним органам может снижаться. Происходит это в результате резкого сужения приносящих артерий под влиянием симпатических влияний оказывающих вазоконстрикторный эффект. Реакция перераспределения крови может быть выраженной, как, например, в почках из-за снижения кровотока почти полностью прекращается процесс мочеобразования.

Рост МОК приводит к резкому увеличению систолического давления. Диастолическое давление вследствие расширения сосудов мышц может оставаться прежним или даже сниженным. Если же уменьшение сопротивления сосудистого отдела скелетных мышц не компенсирует сужения других сосудистых зон, то растет и диастолическое давление.

При физической нагрузке возбуждение сосудодвигательных нейронов активируется также импульсами с проприорецепторов мышц и хеморецепторов сосудов. Вместе с тем при мышечной работе (особенно при длительной) в регу-

36

ляцию кровотока вместе с симпато-адреналовой системой надпочечников включаются и другие гормональные механизмы (вазопрессин, ренин, натрийуретический гормон). В период выполнения мышечной работы не включаются рефлексы, контролирующие в покое артериальное давление, и, несмотря на увеличение АД, рефлексы с барорецепторов не тормозят работу сердца.

Кроме этого, при физической нагрузке в работающих мышцах увеличение АД и расширение сосудов приводят к изменению водного обмена. Повышается фильтрационное давление и в результате происходит задержка в тканях жидкости. Это является одной из компенсаторных реакций организма, так как при этом увеличивается кислородная емкость крови: за счет сгущения крови растет концентрация эритроцитов.

Указанные выше особенности гемодинамики работающих мышц могут выявить, имеется ли в организме компенсированная (скрытая) форма патологии кровообращения.

37

2. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Наиболее распространенной патологией системы кровообращения является артериальная гипертензия.

2.1. Артериальная гипертензия

Сердечно-сосудистые заболевания занимают ведущее место в структуре неинфекционной патологии и являются одной из ведущих причин ранней инвалидизации и преждевременной смерти в большинстве экономически развитых стран. Среди них особое место занимает артериальная гипертензия – хронически протекающее заболевание, основным проявлением которого является повышение артериального давления. Это повышение связывают либо с усилением работы сердца, либо с увеличением периферического сосудистого сопротивления, либо с сочетанием обоих факторов.

По данным обследования репрезентативной выборки (1993 г.) стандартизированная по возрасту распространенность АГ (≥ 140/90 мм рт. ст.) в России составляет среди мужчин 39,2%, а среди женщин 41,1%. В США примерно у 20-25% взрослого населения имеется АГ. К этому следует еще добавить 10% взрослого населения, у которых артериальное давление находится на пограничном уровне. По данным отчета JNC (1991-1994, в США) 68% больных знают о наличии ЭГ, 58% лечатся, 27% добиваются целевого давления (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Частота информированности, лечения и адекватного лечения

умужчин и женщин.

Умужчин и женщин отмечается отчетливое увеличение АГ с возрастом. До 40 лет чаще повышение артериального давления наблюдается у мужчин, после 50 лет – чаще у женщин. Повышение показателей максимального АД обычно начинается с 20 лет, хотя данные популяционных исследований показали,

38

что в последние годы произошло изменение структуры сердечно-сосудистой патологии детского и подросткового возраста в сторону увеличения числа больных детей с АГ. В зависимости от возраста у 2-18 % детей отмечается повышенное артериальное давление.

В начале артериальное давление повышается плавно, но с 40-летнего возраста отмечается его более крутой подъем. У женщин во всех возрастных группах до 45 лет показатели АД ниже, чем у мужчин (особенно в возрасте до 25 лет). С периода климакса (перименопаузального периода) у женщин уровень максимального АД оказывается выше, чем у мужчин. Артериальное давление – это давление, которое кровь оказывает на стенки кровеносных сосудов. Наиболее точно величину АД можно определить прямым методом, вводя иглу, соединенную с манометром, непосредственно в сосуд. В практической деятельности АД определяют с помощью аппарата Рива-Роччи с одновременным выслушиванием в локтевой ямке тонов Короткова.

Артериальная гипертензия – состояние, основным признаком которого является повышение АД до уровня 140 и/или 90 мм рт. ст. и выше, причем повышение данного параметра должно быть зафиксировано не менее 2-3 раз и не быть связанным с сиюминутной ситуацией (реакцией на белый халат).

Термин «гипертония» был заимствован из немецкой и французской литературы. Распространению и закреплению термина «гипертония» способствовало выделение Г.Ф. Лангом гипертонической болезни как особой нозологической единицы. К концу 30-х годов Г.Ф.Ланг не только разработал определение гипертонической болезни, но и предпринял попытку различать ее варианты. Однако около 20 лет назад получил распространение заимствованный из англоязычной литературы термин «гипертензия». Заседание специалистов, привлеченных Большой медицинской энциклопедией (1976 г.) рекомендовало: применять терминологический элемент «-тония» для характеристики тонуса мускулатуры (в том числе сосудистой стенки), а «-тензия» для обозначения величины давления жидкостей, содержащихся в сосудах и полостях. Сохранить для обозначения соответствующей нозологической формы традиционное название «артериальная гипертензия», признав допустимым в качестве эквивалента терминов «эссенциальная или первичная гипертензия». Считать возможным использовать как однозначные термины «гипертонический криз» и «гипертензивный криз». Называть препараты, снижающие АД, гипотензивными, независимо от механизмов их действия.

2.1.1. Этиология

Эссенциальная или первичная гипертензия (ЭГ) относится к числу заболеваний, в развитии которых имеет значение целый ряд условий и их сочетаний (факторов риска), что приводит к возникновению и развитию повышенного артериального давления. Более того, известно, что около шестидесяти процентов взрослых людей имеет те или иные факторы риска гипертонии, причем у половины из них присутствует более одного фактора. Среди факторов риска выделяют:

39

1.Наследственность – наиболее доказанный фактор риска. Особое значение имеет ЭГ у матерей больных. Считается, что в 30% случаев колебания АД генетически детерминированы, а на 50% обусловлены факторами внешней среды. Артериальная гипертония у родственников первой степени (отец, мать, бабушки, дедушки, родные братья или сестры) достоверно означает повышенную вероятность развития болезни. Риск возрастает еще больше, если повышенное артериальное давление имелось у двух и более родственников. О полигенности этого заболевания свидетельствует тот факт, что наследование большинства случаев АГ не подчиняется классическим менделевским законам. Предполагается, что за развитие АГ ответственны гены РААС (гены АПФ, ангиотензиногена, рецептора к А-II), аполипопротеинов, эндотелиальной NOсинтетазы. Ряд форм артериальной гипертензии развивается в результате мутаций одного гена, в связи с чем данные случаи описываются как моногенные разновидности гипертензии, а их наследование подчиняется менделевским законам (синдром Лидадла, синдром GRA, синдром Гордорна, синдром кажущегося избытка минералокортикоидов).

2.Масса тела. Люди с избыточной массой тела имеют более высокое артериальное давление, чем худые. Это может быть связано с обильным употреблением животных жиров в пищевом рационе, соленой пищи и малой физической активностью. Подсчитано, что каждый килограмм лишнего веса означает увеличение давления на 2 мм рт. ст. Доказано, что при избыточной массе тела риск повышения АД увеличивается в 2-6 раз (индекс Кетле более 25, окружность талии более 85 см у женщин и более 98 см у мужчин).

3.Метаболический синдром (синдром Х) – ожирение андроидного типа, резистентность к инсулину и гиперинсулинемия, нарушения липидного обмена (снижение уровня ЛПВП положительно коррелирует с подъемом артериального давления).

4.Потребление алкоголя является одной из причин повышения артериального давления. Доказано, что ежедневное употребление крепких спиртных напитков увеличивает САД и ДАД соответственно на 6,6 и 4,7 мм рт. ст. в год в сравнении с лицами, употребляющими алкоголь 1 раз в неделю.

5.Потребление соли. Человек потребляет с пищей гораздо больше поваренной соли, чем это необходимо его организму, что указывает на существование определенной взаимосвязи между развитием АГ и потреблением хлористого натрия. Однако между высотой подъема АД и количеством употребления соли наблюдается лишь слабая корреляция, хотя доказано, что избыток соли в организме часто ведет к спазму артерий, задержке жидкости в организме и, как следствие, к развитию артериальной гипертензии.

6.Физическая активность. У лиц, ведущих малоподвижный образ жизни, вероятность развития АГ на 20-50% выше, чем у физически активных людей. Нетренированное сердце хуже справляется с нагрузками, а обмен веществ

утаких людей происходит медленнее. Одновременно физическая активность помогает справиться со стрессорными реакциями, тогда как гиподинамия ослабляет адаптационную активность нервной системы и организм в целом.

40