3 курс / Патологическая физиология / Атеросклероз_сосудов_сердца_и_головного_мозга

ний вторичного характера [7]. Сосудорасширяющий эффект гипоксии существенно различается в разных органах [65]. В наибольшей мере он выражен в сердце и мозге, менее выражен в скелетных мышцах, еще слабее

– в коже и подчас не выявляется (до глубокой гипоксии) в почке. Такие органные различия чувствительности к дефициту кислорода являются одним из важных механизмов перераспределения кровотока в пользу жизненно важных органов и первоочередного их обеспечения кислородом при гипоксии.

• Сосудистый эндотелий, как сейчас стало известно, регулирует местные процессы гемостаза, миграции клеток крови в сосудистую стенку и, наконец, сосудистый тонус. При химических и физических изменениях эндотелий обладает способностью реагировать продукцией сосудорасширяющих и сосудосуживающих факторов. К первым относятся эндотелиальный релаксирующий фактор, простациклин, эндотелиальный гиперполяризующий фактор; вазоконстрикцию вызывают эндотелин, тромбоксан А2, простагландин Н2, ангиотензин II. Эндотелийзависимую вазодилатацию связывают с влиянием эндотелиального релаксирующего фактора, химическую структуру которого составляет оксид азота (NO) [66]. В настоящее время в клинических исследованиях для оценки регулирующей сосудистый тонус функции эндотелия периферических артерий применяют:

1)метод химической стимуляции мускариновых рецепторов эндотелия ацетилхолином;

2)метод механической стимуляции эндотелия повы-

шенным кровотоком при пробе на реактивную гиперемию [67, 68].

Считается, что баланс между эндотелиальными факторами релаксации и констрикции определяет тонус сосудов и, соответственно, величину местного кровотока [69].

• Гормональные влияния на сосудистый тонус и деятельность сердца являются звеном нейро-гуморальной регуляции кровообращения, в которой нервный и гормональный компоненты интегрированы. Все гормоны оказывают действие на систему кровообращения, однако различают непосредственное (в виде относительно быстрых и значительных изменений сосудистого тонуса) и опосредованное (главным образом через изменение общего метаболизма и электролитного баланса) их влияние [70].

Такие гормоны, как адреналин, норадреналин, вазопрессин и ангиотензин обладают выраженным прямым действием на вазомоторную активность и, хотя они не относятся к местным факторам регуляции сосудистого тонуса, они составляют важный элемент его химической регуляции. Сосудистые эффекты этих веществ описаны в предыдущем разделе нашей книги.

К гормонам опосредованного действия на кровообращение относятся адренокортикотропный гормон, кортикостероиды, тироксин, инсулин. Их действие отли- чается постепенным развитием и большой продолжи-

тельностью эффекта, измеряемой неделями и месяцами [70].

Большую группу вазоактивных веществ, участвующих в местной регуляции кровообращения, представляют тканевые гормоны. Они образуются во многих тканях организма как при повреждающих воздействиях, так и при усилении функциональной активности органа. При этом они, в отличие от неспецифических метаболитов, не связаны прямо с энергетическим обеспечением клеток [7]. В большинстве своем эти вещества вызывают расширение сосудов, причем достаточно выраженное даже при очень низких концентрациях. Для некоторых из них (гистамин, брадикинин) характерна способность увеличивать сосудистую проницаемость, а также зависимость характера сосудистого ответа от дозы (серотонин).

• Эйкозаноиды составляют группу биологически активных веществ, синтезируемых практически во всех тканях организма. Различные представители этого семейства веществ (простагландины, тромбоксан è лейкотриены) оказывают выраженное влияние на сосудистый тонус, сосудистую проницаемость. Из простагландинов (ПГ) наиболее сильным вазодилатирующим действием обладает ПГЕ1 и несколько уступает ему по силе ПГЕ2; они оказывают также антиагрегационное влияние на тромбоциты. Сопоставимым по силе сосудорасширяющим действием обладает простациклин (ПГI2); он синтезируется в эндотелии сосудов, не разрушается в легких, но инактивируется в крови и печени. Тромбоксан А2 сокращает коронарные сосуды и способствует также агрегации тромбоцитов. Лейкотриен В4 усиливает транскапиллярную фильтрацию жидкости в интерстициальное пространство. Лейкотриены С4, Ä4, Å4 обладают вазоконстрикторным действием [7]. Кроме того, предполагается возможное участие эйкозаноидов в регуляции системного АД, возникновении спазмов сосудов сердца и мозга.

Завершая краткий обзор химических факторов регуляции сосудистого тонуса, следует подчеркнуть многообразие вазоактивных веществ, имеющихся в организме в покое, возможность резкого увеличения их концентрации и появления новых веществ как при физиологи- ческих, так и при стрессорных нагрузках, наличие специфических особенностей вазоактивного действия отдельных веществ на разные сосуды одних и тех же органов и на сосуды разных органов, сложность взаимодействия химических веществ в отношении их влияния на сосудистый тонус. В целом можно заключить, что нет ни одного химического вещества, которое было бы ответственно за формирование базального сосудистого тонуса [7, 14].

Физическая нагрузка и механизмы вазодилатации

Гемодинамические изменения при физической нагрузке по своему конечному значению представляют системную функциональную гиперемию с преимуще-

ственной ориентацией на скелетные мышцы и жизненно важные органы (рис. 11). Именно на это направлены компенсирующие и координирующие механизмы перераспределения регионарного сосудистого тонуса и изменений сердечной деятельности [71].

При интенсивной физической нагрузке происходит параллельное развитие двух процессов:

а) обеспечение массивной вазодилатации в работающих мышцах;

б) обеспечение необходимого уровня среднего АД для поддержания адекватного возросшему метаболизму уровня перфузии работающей мускулатуры.

При этом повышение системного АД обусловлено как афферентацией с работающих мышц, так и центрогенными (эфферентными) импульсами [3].

Возрастание утилизации кислорода при физической нагрузке достигается следующими путями:

1)повышением МОК за счет учащения пульса и более динамичных сокращений желудочков сердца;

2)перераспределением объема циркулирующей крови;

3)увеличением экстракции кислорода из крови работающими тканями.

Срочная вазодилатация – основной адекватный механизм компенсации кислородного снабжения клеток при любых стрессовых ситуациях и гемодинамических сдвигах. При этом главное значение в происхождении функциональной гиперемии придается метаболическим факторам.

Одновременно с проприорецепторов* мышц по центральному и рефлекторному путям повышается эфферентная симпатическая активность. Вызванная этими влияниями адренергическая вазоконстрикция распространяется на сосуды кожи и брюшной полости; в работающих мышцах симпатической вазоконстрикции противостоит механизм так называемого функционального симпатолиза. Все это ведет к перераспределению МОК и его увеличению по закону Франка-Старлинга, так как одновременно увеличивается и венозный возврат крови к сердцу. Последнее обусловлено увеличением мышеч- ного кровотока, констрикцией емкостных сосудов и мобилизацией в кровообращение депонированного объема крови [71].

Изложенное представляет классическую схему основных гемодинамических сдвигов при физической нагрузке. В этой схеме очевидны целесообразность и функциональная значимость каждого из ее компонентов, относящихся как к сердечным (центральным), так и к сосудистым (периферическим) изменениям. Однако не следует забывать, что в физиологических условиях именно вазодилатация является основным способом адаптации кровоснабжения к повышенной функции органа.

Таким образом, под тонусом сосудов понимают непрерывно поддерживаемую определенную степень сократительной активности сосудистых гладких мышц, которая не сопровождается развитием утомления и оп-

ределяет противодействие растягивающему сосуд давлению крови. Усиление тонуса сосудов сопровождается увеличением сопротивления потоку крови, а ослабление

– уменьшением сопротивления. В то же время на сопротивление сосудов, помимо их тонуса, оказывают влияние многие факторы: экстраваскулярная компрессия, скорость кровотока, а также реологические свойства крови.

2.3. ГЕМОРЕОЛОГИЯ И СИСТЕМА ГЕМОСТАЗА

Характер кровотока в различных отделах сосудистого русла определяется не только гемодинамическими (гидродинамическими) факторами, описанными в предшествующих разделах, но и свойствами текущей в сосудах крови.

Как известно, кровь представляет собой одну из систем жизнеобеспечения организма и выполняет многие функции [72, 73].

1.Транспортная функция. Циркулируя по сосудам, кровь осуществляет транспортную функцию, которая определяет ряд других.

2.Дыхательная функция заключается в связывании и переносе кровью кислорода и двуокиси углерода.

3.Питательная (трофическая) функция крови заклю- чается в обеспечении всех клеток организма питательными веществами и энергетическими субстратами: глюкозой, аминокислотами, жирами, минеральными веществами, витаминами, водой.

4.Экскреторная функция. Кровь уносит из тканей конечные продукты метаболизма: мочевину, мочевую кислоту и другие вещества, удаляемые из организма органами выделения.

5.Терморегуляторная функция определяется тем, что кровь охлаждает энергоемкие органы и согревает органы, теряющие тепло.

6.Кровь поддерживает стабильность ряда констант гомеостаза – рН, осмотическое* давление, ионный баланс и др.

7.Кровь обеспечивает водно-солевой обмен между плазмой и тканью; в артериальной части капилляров жидкость и соли поступают в ткани, а в венозной части капилляров – возвращаются в кровь.

8.Защитная функция крови определяется фагоцитарной активностью лейкоцитов (клеточный иммунитет) и наличием в крови антител*, обезвреживающих микробы и яды (гуморальный иммунитет).

9.Гуморальная регуляция. Кровь переносит гормоны и другие биологически активные вещества от клеток, где они образуются, к другим клеткам, обеспечивая химическое взаимодействие между всеми частями организма.

10. Осуществление креаторных связей. Макромолеку-

лы, переносимые плазмой и форменными элементами крови, осуществляют межклеточную передачу информации, обеспечивающую регуляцию внутриклеточных процессов синтеза белка, сохранение степени дифференцированности клеток, восстановление и поддержание структуры тканей.

Кровь, как хорошо известно, состоит из жидкой части – плазмы и взвешенных в ней клеток (форменных элементов): эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.

Между плазмой и форменными элементами крови существуют определенные соотношения. Их определяют с помощью гематокрита – специального стеклянного капилляра (соотношение между плазмой и форменными элементами крови также называется гематокритом). Установлено, что в норме на долю форменных элементов приходится 40–45% крови, а на долю плазмы – 55– 60%.

Общее количество крови в организме взрослого че- ловека в норме составляет 6–8% массы тела, т.е. примерно 4,5–6 л. Относительная плотность (удельный вес) цельной крови равен 1,050–1,060, эритроцитов – 1,090, плазмы – 1,025–1,034.

Кровь имеет слабощелочную реакцию: рН артериальной крови равен 7,40; рН венозной крови, вследствие содержащейся в ней углекислоты, составляет 7,35. Внутри клеток рН несколько ниже (7,0–7,2), что зависит от образования в них при метаболизме кислых продуктов. Крайними пределами изменения рН, совместимыми с жизнью, являются величины от 7,0 до 7,8. Смещение рН за эти пределы вызывает тяжелые нарушения и может привести к смерти. У здоровых людей рН крови колеблется в пределах 7,35–7,40.

В процессе метаболизма в кровь непрерывно поступают углекислота, молочная кислота и другие продукты обмена, изменяющие концентрацию водородных ионов. Однако рН крови сохраняется постоянным, что объясняется буферными свойствам плазмы и эритроцитов, а также деятельностью легких и органов выделения, удаляющих из организма избыток углекислоты, кислот и щелочей.

Буферные свойства крови обусловлены тем, что в ней содержатся:

1)буферная система гемоглобина;

2)карбонатная буферная система;

3)фосфатная буферная система;

4)буферная система белков плазмы [72].

Процесс перемещения крови по сосудам подчинен тем же законам, что и движение жидкости в любых системах трубок. В физиологии кровообращения возникает задача отделить прямые проявления всеобщих законов физики от эффектов, опосредованных физиологи- ческой регуляцией. Поэтому, наряду с традиционно физиологическим подходом, применяется и биомеханический, неразрывно связанный с первым и опирающийся на методы механики сплошных сред [74].

Течение крови по сосудам в любых частях тела определяется известным соотношением: ОСК = ∆ P/R, где ОСК – объемная скорость кровотока в данном сосуде или сосудистом русле; ∆ Р – градиент давления в данном сосуде; R – сопротивление кровотоку [75].

Кровяное давление является движущей силой для течения крови в любых частях кровеносной системы, так как, чтобы кровоток имел место, необходима затрата энергии на преодоление сил сцепления частиц крови. В любой системе сосудов движущей силой для крови, естественно, является не абсолютная величина кровяного давления, а градиент (разность) давлений в артериальной и венозной части данного отдела сосудистого русла.

Сопротивление кровотоку, связанное с силами сцепления и взаимодействия частиц крови между собой и сосудистыми стенками, меняется в зависимости от длины сосуда, диаметра его просвета, скорости кровотока и реологических свойств крови.

Реологическими свойствами крови принято называть характеристики, определяющие ее поведение (текучесть, вязкость) в сосудистой системе. Это соответствует области физических знаний – реологии (от греч. rheos – ток, + logos – учение), которая, являясь отраслью гидромеханики, изучает поведение жидких сред (систем).

Основным свойством крови, определяющим ее текучесть, является динамическая вязкость, которая в свою очередь зависит от ряда других свойств крови и гемодинамических факторов (рис. 18). Вязкость является свойством крови, от которого зависит напряжение сдвига ее частиц относительно друг друга, вследствие чего и создается сопротивление потоку крови. Текучесть же является величиной обратной вязкости.

Вязкость (и текучесть) жидкостей зависит от их химического состава и физических свойств. В гомогенных* жидкостях (которые называются «ньютоновскими»), как, например, вода, водные растворы и глицерин, образующие их частицы имеют исключительно малые размеры по сравнению с просветом любого сосуда. Кровь же не является гомогенной жидкостью и представляет собой концентрированную смесь анизомерных, эластичных частиц (клеток крови), обладает свойствами неньютоновской жидкости. В этом отношении она близка к суспензиям* небиологической природы и многие закономерности, полученные для таких суспензий, вполне приложимы к крови и используются для характеристики ее поведения [74].

Как мы уже говорили, вязкость – это свойство жидкостей или газов оказывать сопротивление перемещению одного слоя относительно другого, определяющееся внутренним трением. Таким образом, течение неньютоновской жидкости (крови) возникает лишь тогда, когда сдвигающее усилие достигает некоторой величины, обозначаемой предельным напряжением сдвига. До достижения этой величины в жидкости возникает упругая деформация, однако ее перемещения (течения) не наблю-

вотока в капиллярах. Было показано, что заболевания сердца и сосудов, эндокринная и онкологическая патология сопровождаются увеличением жесткости и неподатливости мембраны эритроцитов, что значительно меняет текучесть крови в микрососудах [82].

Структура кровотока в микроциркуляторном русле зависит от величины сосудистого просвета, и можно различить структуру кровотока трех типов (рис. 19):

тип I – в сосудах диаметром больше 80–100 мкм, где кровоток обычно бывает ламинарным, так же как в крупных артериях и венах;

тип II – в микрососудах от 15 до 80 мкм, где имеет место переходный тип структуры кровотока;

тип III – в капиллярах диаметром до 15 мкм, где имеется поршневой тип структуры потока крови [83].

В относительно крупных сосудах со структурой кровотока I типа кровь еще сопоставима с гомогенной жидкостью, и при естественных условиях скорость потока здесь такова, что имеется ламинарное течение крови и профиль скоростей ее отдельных слоев имеет параболическую форму. (Исключение составляют случаи искривления по ходу сосудов, например, дуга аорты, где возникает турбулентный поток крови, в котором скорость перемещения ее частиц все время меняется как по вели- чине, так и по направлению.)

Особый интерес, с точки зрения микрореологии, представляет переходный тип структуры кровотока (II тип), имеющий сходства с I и III типами, причем структура того или другого типа начинает преобладать в зависимости от конкретных условий кровотока в микрососуде. Так, обнаружено, что в капилляре диаметром 15– 80 мкм создаются условия для особо сложной и меняющейся структуры кровотока. Это касается прежде всего ориентации эритроцитов в потоке, в значительной степени определяющей реологические свойства крови: при продольной ориентации эритроцитов сопротивление по-

I

II

III

Рис. 19. Схематическое изображение типов (I–III) струк туры кровотока в сосудах различного диаметра [83] (по яснения в тексте)

току существенно ниже, чем при поперечной. Оказалось также, что ориентация эритроцитов в потоке крови зависит от скорости кровотока в таких микрососудах. При ускорении кровотока ориентация эритроцитов становится продольной, текучесть крови увеличивается и наоборот [83].

В мельчайших кровеносных сосудах, просвет которых сопоставим с величиной эритроцитов, последние занимают большую часть просвета; они движутся наподобие поршней, перемещая впереди и позади себя соответствующий столб плазмы. В таком поршневом, или столбовом, потоке (структура III типа) эритроциты сильно деформируются, вытягиваются по длине сосудистого просвета, так что в капиллярах диаметром примерно 5 мкм длина эритроцитов более чем в два раза превышает их ширину [83].

Таким образом, структура кровотока в мелких артериальных ветвях может значительно меняться в зависимости от его скорости, при этом изменяются микрореологические свойства крови. Это может иметь место, например, при ишемии, когда в связи с замедлением кровотока ориентация эритроцитов становится поперечной

èпрофиль скоростей затупляется; при этом создается дополнительное сопротивление для кровотока в микрососудах, что еще больше нарушает кровоток [82, 83].

Способность эритроцитов к агрегации, то есть слипанию в монетные столбики, которые затем склеиваются между собой, является их нормальным свойством [78]. Однако агрегация может значительно усиливаться под влиянием разных факторов, изменяющих как среду, так

èповерхностные свойства эритроцитов. При усилении агрегации кровь превращается из взвеси эритроцитов с высокой текучестью в суспензию, полностью лишенную этой способности [82].

При свертывании кровь как бы проходит путь от жидкости до твердого деформируемого тела. Характерным изменением реологических свойств в этом случае соответствуют вполне определенные биохимические превращения, так что удается следить за их ходом по сравнительно простым механическим показателям [74].

Важность исследования реологических свойств крови обусловлена несколькими обстоятельствами. Во-пер- вых, эти свойства определяют сопротивление резистивных сосудов движению крови; во-вторых, измерения этих свойств могут быть использованы в качестве диагностического показателя, и, наконец, реологические свойства крови влияют на картину распределения скоростей в сложных течениях и тем самым на развитие внутрисосудистых тромбов и атеросклеротических нарушений.

Биологическая система, обеспечивающая, с одной стороны, сохранение жидкого состояния крови, а с другой – предупреждение и остановку кровотечений путем поддержания структурной целостности стенок кровеносных сосудов и достаточно быстрого тромбирования их при повреждениях, обозначается как система гемоста-

çà. Значение этой системы для сохранения жизнеспособности организма определяется тем, что она препятствует выведению крови из циркуляторного русла и тем самым способствует обеспечению нормального кровоснабжения органов, сохранению необходимого объема циркулирующей крови [84].

Система гемостаза не только принимает участие в поддержании жидкого состояния крови в сосудах, резистентности стенки сосудов и остановке кровотечения, но и оказывает влияние на гемореологию, гемодинамику и проницаемость сосудов, участвует в заживлении ран, воспалении, иммунных реакциях, имеет отношение к неспецифической резистентности организма [85].

Система гемостаза – совокупность и взаимодействие компонентов крови, стенок сосудов и органов, принимающих участие в синтезе и разрушении факторов, обеспечивающих резистентность и целостность стенок сосудов, остановку кровотечения при повреждении сосудов и жидкое состояние крови в сосудистом русле (рис. 20).

Система гемостаза находится во взаимосвязи и зависимости от других систем организма и регулируется нервной, эндокринной и иммунной системами. Однако реакции системы гемостаза обладают совершенной автономией и могут начинаться, полноценно протекать и завершаться на макро-, микроциркуляторном и даже клеточном уровне без существенного вовлечения в них компонентов всей гемостатической системы.

Более того, локальное функционирование системы гемостаза представляет основную закономерность нормальной деятельности этой системы, которая обеспечи- вается благодаря взаимодействию ее компонентов [86].

Функционально-структурными и биохимическими компонентами системы являются: сосудистая стенка, тромбоциты, система свертывания крови, включающая свертывающую и антитромботическую (противосвертывающую) системы.

Гемостатическая способность сосудистой стенки, тромбоцитов и системы свертывания крови во многом автономна, обладает саморегуляцией. Вместе с тем она зависит и от дистанционной регуляции: состояния центральной и периферической нервной системы, активности коры надпочечников и их мозгового слоя, функции половых желез, содержания в крови и тканях простагландинов, кининов и биогенных аминов [73, 86].

Система гемостаза выполняет следующие основные функции:

•поддерживает кровь в жидком состоянии, тем самым обеспечивая многие процессы нормального кровообращения и тканевого метаболизма;

•останавливает спонтанные и посттравматические кровотечения и кровоизлияния в ткани, предотвращая кровопотерю и сохраняя этим объем циркулирующей крови;

•устраняет последствия постоянного локального внутрисосудистого свертывания крови, тромбообразования и геморрагий;

•активно участвует в реакциях защиты организма, являясь важным звеном процессов воспаления, регенерации, клеточного и гуморального иммунитета.

Сосудистый эндотелий, как пограничный слой между тканями и кровью, обладает как тромборезистентностью, так и способностью осуществлять локальное тромбирование. Эндотелий сосудов, наряду с костным мозгом и печенью, является важнейшим местом синтеза и утилизации факторов свертывания и противосвертывания крови.

Эндотелий продуцирует следующие антитромботи- ческие вещества, определяющие антикоагулянтный и фибринолитический потенциал крови:

–простациклин (простагландин I2) – сильнейший антиагрегирующий и сосудорасширяющий фактор;

–антитромбин III – основной ингибитор тромбина и других активированных факторов коагуляции;

–глюкозоаминогликаны (гепарин-сульфат и др.), инактивирующие тромбин и фактор Х;

–тканевой активатор фибринолиза – фактор, вызывающий лизис тромбов.

Центральная нервная система

Эндокринная система

Печень

Почки

ФАКТОРЫ

Фибринолиза

Агрегации тромбоцитов ТРОМБОЦИТЫ

•участвует в регуляции резистентности и проницаемости сосудистой системы, препятствуя попаданию избыточного количества плазмы и крови в стенки сосудов и за их пределы;

Костный мозг

Рис. 20. Схематическое изображение системы гемостаза [85]

Противосвертывающие свойства эндотелия усиливаются тем, что на мембране эндотелиальных клеток имеются рецепторы для фиксации комплекса гепарин-анти- тромбин III и гепарина, быстро инактивирующих активные факторы свертывающего каскада. Кроме того, сам эндотелий может сохранять оптимальную текучесть крови (реологический эффект эндотелия) благодаря своей несмачиваемости. Так сохраняются реологические свойства крови и, наряду с осевым током меняющих конфигурацию эритроцитов, обеспечивается внешнее свойство крови как неньтоновской жидкости: вязкость крови снижается при ускорении ее тока [78, 79, 83].

Эндотелий и находящийся под ним субэндотелий, активно участвуя в поддержании жидкого состояния крови, вместе с тем ускоряют образование тромбов.

При повреждении эндотелия уменьшается образование оксида азота, простациклина, снижается антиагрегационная активность тромбомодулина и других факторов. Контакт крови с субэндотелием активирует ряд адгезивных белков (коллаген, фактор Виллебранда, фибронектин и др.) и рецепторы клеток. Через фибронектин тромбоциты приклеиваются к коллагену субэндотелия (адгезия). С помощью рецепторов GP IIb/IIIa и фибриногена тромбоциты склеиваются между собой (агрегация). Выделяющиеся при этом биологически активные вещества (тромбин, фактор агрегации тромбоцитов, катехоламины, аденозиндифосфат, серотонин, кальций

èдр.) вызывают вазоконстрикцию, потенциируют адгезию и агрегацию тромбоцитов [87]. В процессе вязкого метаморфоза образуется первичный рыхлый тромбоцитарный тромб. В упрощенном виде основные этапы

тромбоцитарно-сосудистого гемостаза изображены на рис. 21.

При повреждении сосудистой стенки одновременно с тромбоцитарными активируются и плазменные факторы. Условно плазменный гемостаз начинается по двум направлениям: внутреннему (кровяному) и внешнему (тканевому)

èзавершается общим этапом плазменного гемостаза. Внутренний путь начинается с активации XII (кон-

тактного) фактора свертывания крови. Активированный XII фактор в свою очередь активирует фактор XI (предшественник плазменного тромбопластина), а фактор XIa в присутствии ионов кальция активирует фактор Кристмаса (IX). Активный IX фактор включается в комплекс, воздействующий на протромбиназу (фактор X). На этом этапе заканчивается разделение внутреннего и внешнего путей свертывания и начинается его конечный этап (рис. 22).

Внешний путь свертывания короче и быстрее внутреннего пути, и поэтому он необходим, прежде всего, в аварийной ситуации – при больших травмах. Этот путь начинается с выделения из эндотелиальных и гладкомышечных клеток тканевого тромбопластина, который в присутствии ионов кальция активирует проконвертин (VII фактор свертывания крови), а активный VII фактор как напрямую, так и

Повреждение эндотелия

Адгезия тромбоцитов

Активация тромбоцитов

Агрегация тромбоцитов

Тромб

Рис. 21. Схема этапов тромбоцитарно сосудистого ге мостаза

Рис. 22. Схема основных этапов плазменного гемостаза. Буква «a», стоящая у цифры, обозначающей фактор свер тывания крови, показывает, что этот фактор перешел в ак тивное состояние; ВМК – высокомолекулярный кинино ген; ПК – прекалликреин; ФЛ – фосфолипиды

опосредованно (через IX фактор) активирует Х фактор. Таким образом, и внутренний, и внешний путь свертывания заканчивается на одном и том же – на образовании активного Х фактора; далее начинается конечный этап свертывания, общий для внешнего и внутреннего путей пламенного гемостаза [87].

Общий (конечный) этап свертывания состоит из двух основных реакций:

1.Образование тромбина из его неактивного предшественника – протромбина. Активный Х фактор свертывания при участии V фактора и фосфолипидов расщепляет протромбин на два фрагмента, одним из которых является тромбин (фактор IIa) – ключевой фактор тромбообразования.

2.Тромбин отщепляет фрагменты от молекулы фибриногена; остатки молекулы фибриногена (фибринмономеры) начинают полимеризоваться, образуя длин-

ные сети фибрина, в которые вовлекаются эритроциты. Одновременно тромбин активирует XIII фактор свертывания (фибринстабилизирующий фактор), который связывает между собой отдельные нити фибрина и повышает устойчивость формирующегося тромба [88].

Таким образом, процесс свертывания крови включа- ет три основные фазы: 1) образование тромбопластина;

2)образование тромбина; 3) образование фибрина.

Âнастоящее время известны следующие плазменные факторы свертывания крови [73; 84–87]:

I – фибриноген. Белок; в процессе свертывания крови под влиянием тромбина превращается в фибрин.

II– протромбин. Белок; синтезируется в печени с уча- стием витамина К; в процессе свертывания крови превращается в тромбин.

III– тромбопластин. Протеолитический фермент; превращает протромбин в тромбин. Выделяет тканевой и кровяной тромбо-пластин. Тканевой тромбопластин неактивен; он активируется при повреждении тканей и, в свою очередь, запускает процесс плазменного гемостаза. Кровяной тромбопластин находится в активной форме.

IV – ионы кальция (Са++); потенцируют большинство факторов свертывания крови.

V – проакцелерин; потенцирует превращение протромбина в тромбин.

VI – акцелерин; потенцирует превращение протромбина в тромбин.

VII – проконвертин; синтезируется в печени при участии витамина К; активирует тканевой тромбопластин.

VIII – антигемофильный глобулин А; участвует в образовании кровяного тромбопластина.

IX – фактор Кристмаса; участвует в образовании кровяного тромбопластина.

X – фактор Стьюарта-Прауэра; участвует в образовании тромбина, кровяного и тканевого тромбопластина.

XI – предшественник плазменного тромбопластина; участвует в его образовании.

XII – контактный фактор Хагемана; начинает и локализует тромбообразование. Запускает процесс свертывания крови при ее контакте с чужеродной поверхностью, одновременно активирует фибринолиз и кининовую систему.

XIII – фибринстабилизирующий фактор; переводит нестабильный фибрин в стабильный.

Факторы II, V, VI, VII входят в так называемый протромбиновый комплекс. Официальные названия плазменных факторов свертывания крови и их синонимы приведены в приложении 7.

Необходимо подчеркнуть, что деление на тромбоци- тарно-сосудистый и плазменный гемостаз достаточно условно. Описанные реакции, участвующие в образовании фибрина, протекают главным образом на мембранах тромбоцитов и эндотелиальных клеток. Фосфолипиды мембран этих клеток катализируют многие реакции плазменного гемостаза (см. рис. 22).

Âнорме тромбообразование происходит только в зоне повреждения сосудистой стенки, не распространяется за ее пределы, что предотвращает нарушение кровотока в интактных сосудах. Таким образом, основная функция системы свертывания крови заключается, с одной стороны, в локальном образовании гемостатически полноценного красного кровяного тромба после повреждения преимущественно макрососудов, а с другой – в предупреждении диссеминированного фибрино- и тромбообразования, а также в устранении их последствий и восстановлении микроциркуляции [86].

Единая в своем функциональном противоречии система свертывания крови является одним из трех компонентов системы гемостаза и, в свою очередь, условно делится по функциональному признаку на свертывающую (гемокоагуляционную) и противосвертывающую (антитромботическую) системы. В последней функционируют антикоагулянтная и фибринолитическая системы, или звенья (рис. 23).

Другими словами, главная функция гемокоагулянтной (свертывающей) системы – образование фибрина, а противосвертывающей системы – регуляция скорости этого процесса (антикоагуляция) и растворение фибрина (фибринолиз).

Антикоагулянтная система, таким образом, предотвращает распространение тромбообразования на здоровые участки сосудистой стенки. Известны несколько механизмов, останавливающих лавину гемостаза.

Âпервую очередь, простациклин, выделяемый эндотелием сосудистой стенки, ингибирует адгезию и агрегацию тромбоцитов.

Основной ингибитор свертывающей системы – антитромбин III, который инактивирует тромбин (фактор IIa) и другие активированные факторы свертывания крови (XIa, Xa, IXa).

Система свертывания крови

Свертывающее Антитромботическое (гемокоагуляционное) звено (противосвертывающее)

(факторы свертывания звено плазмы, форменных

элементов крови и тканей)

Рис . 23 . Функциональны е звень я (элементы ) системы свертывания крови

Важнейший антикоагулянт – гепарин, который активирует антитромбин III, а также сдерживает образование кровяного тромбопластина, тормозит превращение фибриногена в фибрин, блокирует эффекты серотонина и гистамина.

Протеин С ограничивает активацию факторов V и VIII.

Комплекс, состоящий из липопротеинсвязанного ингибитора и фактора Xa, инактивирует фактор VIIa, то есть внешний путь плазменного гемостаза [86–88].

Фибринолитическая система расщепляет образовавшийся нерастворимый фибрин, восстанавливая проходимость сосудов.

Главный компонент этой системы – плазмин (фибринолизин) – образуется из неактивного предшественника плазминогена под действием активаторов (тканевого активатора плазминогена и урокиназы), которые вырабатываются в эндотелии. Образовавшийся плазмин расщепляет фибрин на отдельные фрагменты. Вначале образуются крупные фрагменты – фибринмономеры, которые затем расщепляются тем же плазмином на более мелкие продукты деградации фибриногена.

ФИБРИН

Рис. 24. Схематическое изображение влияний ингибито ров фибринолиза [89]

Система ингибиторов регулирует процессы фибринолиза. Основными ингибиторами фибринолиза являются ингибитор тканевого активатора плазминогена, а также прямой ингибитор плазмина – α -антиплазмин и еще, по крайней мере, шесть аналогичных агентов из групп гликопротеинов и макроглобулинов [86, 89].

Кроме того, тканевой активатор плазминогена и плазмин быстро инактивируются в печени (рис. 24).

Нормальное развертывание процессов гемокоагуляции и фибринолиза, обеспечиваемое динамическим равновесием между обеими группами антагонистических факторов каждой системы (активаторы – ингибиторы), зависит также от нормальной деятельности ретикулоэндотелиальной* (моноцитарно-макрофагальной) системы, ведающей очищением крови от различных факторов или промежуточных продуктов, организующихся при этих процессах [90].

Различные патологические состояния могут вызывать тяжелые расстройства этого физиологического равновесия, проявляющиеся временным преобладанием активаторов с одновременным ослаблением действия ингибиторов. Стимулирование свертываемости и фибринолиза имеет значение защитной реакции, способствуя устранению последствий сосудистых и тканевых поражений.

Таким образом, свертывание крови или сохранение ее жидкого состояния – это проявление общей закономерности, обеспечивающей гомеостаз внутренней среды организма, в частности, поддержание агрегатного состояния этой среды на таком уровне, который необходим для нормальной жизнедеятельности клеток, тканей

èорганов.

2.4.ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ РЕГУЛЯЦИИ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Круговое движение крови, как известно, должно осуществляться с определенной скоростью, которая обусловливается, с одной стороны, свойствами крови, с другой – необходимостью обеспечить функционирование всех клеток организма, доставляя им метаболическое «топливо» – глюкозу и свободные жирные кислоты, а также кислород в количествах, определяемых меняющимся уровнем клеточного метаболизма. С кровью клетки получают также другие питательные вещества, витамины, гормоны и отдают в нее продукты метаболизма. Другими словами, в функции системы кровообращения входит поддержание гомеостаза внутренней среды организма – такого состава межклеточной жидкости, который обеспечивает нормальное функционирование клеток, тканей и органов. Если метаболизм клеток повысится, а количество капилляров, пропускающих эритроциты, и скорость их движения не возрастут, то тканевой кислородный запрос может быть удовлетворен за счет увеличения его извлечения из гемоглобина (HbO2), îä-

нако не более чем в 3 раза. Между тем потребность органов в кислороде, особенно скелетных мышц, может возрастать в 10–20 раз. Столь значительный кислородный запрос требует увеличения тканевого кровоснабжения.

Увеличение кровоснабжения не слишком обширных сосудистых регионов может обеспечивать перераспределение кровотока между параллельными сосудистыми бассейнами большого круга кровообращения. Однако для обеспечения мышечной деятельности необходимо увеличение всего объема кровотока адекватно требованиям организма [91]. Отсюда следует, что полноценную систему управления кровообращением образуют совместно управляемая (сердце и сосуды) и управляющая (мозг и некоторые эндокринные железы) подсистемы.

Принцип рефлекса, сформулированный Р. Декартом [92] и оказавший плодотворное влияние на прогресс физиологической науки, более 300 лет оставался почти единственным принципом, который на материалистической основе объяснял управление деятельностью живых систем. Главным постулатом рефлекторной теории является то, что стимул, вызывающий через возбуждение соответствующих нервных структур рефлекторное действие, имеет ведущее значение в различных формах деятельности живых существ.

Однако, учитывая только рефлекторную теорию, невозможно полностью объяснить механизмы регуляции сложных физиологических систем в естественной среде обитания и в условиях стрессорных возмущений.

Предложенная П.К. Анохиным теория функциональных систем [93] в объяснении физиологических функций идет дальше рефлекторной теории; она не ограничивается только понятием «рефлекторное действие», а учитывает результат действия рассматриваемой системы.

Теория функциональных систем, как и другие теории, строится на основе нескольких ведущих постулатов [93, 94]:

1)результат деятельности (системообразующий фактор) как объективный показатель активности функциональной системы в организме;

2)саморегуляция – принцип динамической самоорганизации функциональной системы;

3)избирательная мобилизация результатов в деятельности отдельных органов и тканей в целостную организацию функциональной системы;

4)взаимосодействие элементов в функциональных системах достижению их конечных результатов;

5)консерватизм и пластичность в деятельности функциональных систем;

6)иерархия функциональных систем;

7)мультипараметрическое взаимодействие функциональных систем по конечным результатам.

Из приведенных данных видно, что основным смыс-

лом существования функциональной системы является достижение полезного для организма конечного результата. Этот результат деятельности, с одной стороны, является фактором, объединяющим отдельные элементы в систему (по П.К. Анохину – системообразующим фактором), а с другой – служит объектом, на который направлены все механизмы управления (регуляции) функциональной системы.

Построение регуляторных схем, или описательных моделей регуляции, непременно основывается на соображениях о физиологическом назначении (цели) функционирования данного механизма. Отсюда, важнейшим физиологическим значением кровообращения (и внешнего дыхания, и крови) является своевременная доставка кислорода, питательных и других веществ и жидкости всем клеткам тела, вынос накапливаемых метаболитов и тепла из тканей, и этим – поддержание состава внутренней среды, окружающей клетки, необходимого для осуществления метаболизма и функции тканей и органов. К управлению кровообращения относятся все изменения в сердечно-сосудистой системе, которые направлены на предотвращение или уменьшение угрожающих или возникающих несоответствий состава внутренней среды и метаболизма клеток [12].

Рассмотрение отдельных механизмов управления кровообращением выявляет, что регуляция обеспечивает также достижение дополнительной цели – поддержание функционирования самого кровообращения и экономизация резерва кровотока [91], чем, в частности, обосновывается отнесение всего гемоциркуляторного аппарата к категории отдельной функциональной системы организма.

В организме можно выделить несколько уровней организации управления: клеточный, органный, уровень целого организма, на каждом из которых необходимо рассмотреть отдельные звенья и контуры системы. Удобно и привычно рассматривать, например, деятельность сердца, начиная с возникновения возбуждения и, следуя к процессу электромеханического сопряжения в кардиомиоцитах, переходить к уровню сократительной функции миокарда в целом и рассматривать гемодинамическую функцию сердца как органа. Вместе с тем, работа сердца зависит от притока крови к предсердиям, от нагрузки на сердце в виде артериального давления и венозного притока, от влияния нервов и доставки гормонов. В этом плане сердце, являясь составной частью системы кровообращения, управляется ею. В свою очередь, система кровообращения, управляя составляющими ее элементами (сердцем, артериями, венами) является частью целого организма и управляется им сопряженно с управлением другими системами организма [12, 19, 91].

Иерархические управление кровообращением реализуется на основе всей сложности строения системы и всего разнообразия способов сигнализации в организме. Соответственно, можно выделить множество структурных единиц и контуров их взаимодействия, участвую-