Саморегуляция сердечно-сосудистой системы
Все нервные и гуморальные механизмы деятельности сердца в живой биологической системе взаимодействуют таким образом, что обеспечивают устойчивое состояние организма и его лучшее приспособление к различным внешним воздействиям. Если, например, в организме создалось стойкое повышение кровяного давления или увеличение числа сердечных сокращений, то включаются механизмы саморегуляции, обеспечивающие снижение частоты сердечных сокращений и кровяного давления. Рефлексы, участвующие в саморегуляции, называют собственными рефлексами сердечно-сосудистой системы.
Роль сосудистых и рефлексогенных зон в процессах саморегуляции. У человека выделяют три рефлексогенные зоны, постоянно участвующие в регуляции деятельности сердца и просвета сосудов, – дуга аорты, синокаротидная зона и зона, расположенная в правом предсердии в месте впадения полых вен.
Ещё в 1866 г впервые Цион и Людвиг описали, что после перерезки нервного ствола на шее, идущего рядом с блуждающим и симпатическим нервами, наступало повышение кровяного давления. При раздражении центрального конца этого перерезанного нерва давление понижалось. Раздражение его периферического конца не давало никакого эффекта. Отсюда следовало, что этот нерв является афферентным, понижающим кровяное давление рефлекторным путём, изменяя состояние сосудодвигательных и центров сердечных нервов. Он был назван нервом депрессором (понижающим давление). Его рецепторы расположены в дуге аорты, в тканях желудочков сердца и реагируют на изменения давления крови.
При повышении давления в аорте и растяжении её стенки возникает возбуждение в прессорецепторах, или барорецепторах, которое по депрессорному нерву идет к продолговатому мозгу. При этом повышается тонус центра блуждающего нерва, что приводит к увеличению количества тормозящих импульсов, идущих к сердцу по его волокнам и уменьшению вследствие этого частоты и силы сердечных сокращений. Одновременно изменяется тонус сосудодвигательного центра: уменьшается тонус сосудосуживающего и увеличивается тонус сосудорасширяющего центра, вследствие чего уменьшается поток импульсов, вызывающих сужение сосудов – они расширяются. Оба эти механизма, запущенные повышенным давлением в аорте, обеспечивают снижение кровяного давления.
Синокаротидная рефлексогенная зона была открыта Герингом в 1923 г. Она располагается в области разветвления общей сонной артерии на наружную и внутреннюю (рис. 4.13.). От этой зоны идёт афферентный синокаротидный нерв, или нерв Геринга, в составе языкоглоточного нерва к продолговатому мозгу. Механизм действия этой зоны такой же, как и предыдущий.
Рис. 4.13. Схема расположения каротидного синуса у человека (по Геймансу). 1 – общая сонная артерия; 2 – каротидный синус; 3 – нерв Геринга; 4 – внутренняя сонная артерия; 5 – наружная сонная артерия; 6 – языкоглоточный нерв.
Важное значение имеет и рефлексогенная зона, расположенная в правом предсердии, её рецепторы (механорецепторы) лежат в устье полых вен и в мышечной стенке предсердия. Эти рецепторы реагируют на растяжение полости предсердия или полых вен при повышении давления. Возникающие здесь афферентные импульсы идут в ЦНС и вызывают понижение тонуса центра блуждающего нерва и повышение симпатического. Вследствие этого уменьшается количество тормозящих импульсов, идущих к сердцу, сердце сокращается сильнее и чаще, при этом больше крови выносится из полых вен и давление в них уменьшается (рефлекс В.В. Парина).
Саморегуляция давления крови возникает при возбуждении барорецепторов, расположенных и в других сосудах. Так, например, при повышении давления в сосудах лёгкого или селезенки происходит рефлекторное изменение давления в сосудах других органов.
Интеркардиальные рефлексы. В недавнее время изучен особый механизм саморегуляции сердца, связанный с наличием в сердечной мышце афферентного нейрона. Афферентный нейрон передаёт возбуждение на нейроны симпатической и парасимпатической нервной системы, осуществляя интеркардиальные рефлексы. Афферентный нейрон сердца может возбуждаться или тормозиться. Если, например, усиливается влияние блуждающего нерва на сердце, то оно начинает реже и слабее сокращаться и меньше выбрасывать крови в артерии. Тогда возникает переполнение сердца кровью, его стенки растягиваются и при этом возбуждаются рецепторы афферентного нейрона, от него по аксону импульсы идут к парасимпатическим и симпатическим ганглиям, расположенным в сердце. При этом нейроны парасимпатической нервной системы тормозятся, а симпатической – возбуждаются, вследствие чего сердце сильнее сокращается и выбрасывает накопившуюся в нём кровь. Противоположные изменения происходят в том случае, если сердце сокращается часто и афферентный нейрон возбуждается меньше.
Гуморальная саморегуляция сердечно-сосудистой системы. Ряд гуморальных факторов как гормонального, так и тканевого происхождения по-разному влияют на сердце, сосуды и центры, регулирующие их деятельность. Адреналин, действуя непосредственно на сердце, вызывает учащение и усиление его сокращений (симпатикотропный эффект). Но если количество адреналина в крови значительно увеличивается, то эта кровь с высоким содержанием адреналина, омывая клетки сердечного центра, вызывает повышение тонуса центра блуждающего нерва. При этом деятельность сердца нормализуется.
Под влиянием ионов кальция увеличиваются частота и сила сердечных сокращений. Но ионы кальция, действуя на центры, приводят к уменьшению частоты сердечных сокращений.
Ионы калия при введении их в вену снижают число сердечных сокращений. Эти же ионы при введении их в желудочки мозга действуют на центры, регулирующие деятельность сердца, и вызывают учащение сердечных сокращений.
Интересен гуморальный механизм поддержания кровяного давления на постоянном уровне. Известно, что кровяное давление повышается при увеличении содержания ионов натрия в крови. Если количество натрия уменьшается, то давление должно уменьшаться, но этого не происходит, так как в почках есть особые клетки (юкста-гломерулярные), чувствительные к содержанию натрия. При уменьшении количества натрия в крови эти клетки усиленно выделяют ренин, который, в свою очередь, влияет на кору надпочечников и стимулирует образование альдостерона, задерживающего натрий в крови. С увеличением содержания натрия в крови увеличивается тонус сосудов и повышается давление крови. При этом наступают противоположные изменения в механизмах регуляции: меньше образуется ренина, соответственно, уменьшается и образование альдостерона, натрий выводится из крови и давление крови понижается.
Гуморальные факторы могут быть стимулом для осуществления рефлекторной саморегуляции сердечно-сосудистой системы. Так, в дуге аорты и каротидном синусе находятся рецепторы, чувствительные к химическому составу крови (хеморецепторы). Хеморецепторы чувствительны к углекислому газу и недостатку кислорода в крови; они раздражаются также угарным газом, цианидами, никотином. От этих рецепторов возбуждение по центростремительным нервным волокнам передаётся к сосудодвигательному центру и вызывает повышение его тонуса. В результате сосуды суживаются, и давление повышается. Одновременно происходит возбуждение дыхательного центра.
Таким образом, возбуждение хеморецепторов аорты и сонной артерии вызывает сосудистые прессорные рефлексы, а раздражение механорецепторов – депрессорные рефлексы.
Хеморецепторы обнаружены также в сосудах селезенки, надпочечников, почек, костного мозга. Они чувствительны к различным химическим соединениям, циркулирующим в крови, например к ацетилхолину, адреналину и др.