содержание   ..  1  2  3  4  5  ..

Глава 3

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РЕГУЛЯЦИИ ТКАНЕВОГО СОСУДИСТОГО РУСЛА

Благодаря последним достижениям компьютерных технологий в области спектрального анализа колебаний кровотока микрососудистого русла и разработке адекватных функциональных проб стало возможным неинвазивно с помощью лазерной допплеровской флоуметрии выделить и проанализировать регуляторные факторы, контролирующие микрогемодинамику. Для их правильной интерпретации необходимо понимание физиологических основ этих процессов. Жизнедеятельность связана с  постоянным изменением потребностей тканей и органов в кислороде и питательных веществах, что требует регуляции поступления и оттока крови, транскапиллярного обмена (Селезнев С.А. и др., 1986). Например, общеизвестно, что интенсивный метаболизм сопряжён с  активацией регионарного кровотока. Основные направления регуляции периферического кровообращения следующие:

1-   регуляция объёмного кровотока через органы и ткани (функция прекапиллярных сосудов, в основном артериол),

2-   регуляция транскапиллярного обмена,

3-   регуляция  распределения объёма крови и наполнения камер сердца (функция венозного русла) (Морман Д., Хеллер Л., 2000).

На уровне гладкомышечных сосудов основным объектом  регуляции служит их диаметр и как следствие - объемный регионарный кровоток. Гидродинамическое сопротивление кровотоку  обратно пропорционально, а  объемная скорость прямо пропорциональна радиусу сосуда в  четвёртой степени, в связи с чем в физиологических условиях  изменения площади просвета способны сильнее повлиять на  приспособление регионарного кровотока к функциональным потребностям ткани, чем колебания давления. Поддержание необходимых размеров диаметров сосудов обусловлено сократительной деятельностью гладкомышечных клеток и связано с их способностью сохранять активное тоническое напряжение на протяжении  длительного времени, т.е. поддерживать сосудистый тонус.

На уровне безмышечных обменных микрососудов (капилляров) основными объектами регуляции служат  площадь их обменной  поверхности, связанная с числом перфузируемых капилляров, и непосредственно обменные процессы через капиллярную стенку, прежде всего массоперенос водо- и жирорастворимых веществ.

3.1. Регуляция сосудистого тонуса

3.1.1. Тонус кровеносных сосудов

Сосудистый тонус (tonus (лат.) – напряжение) – это «общее сокращение сосуда» (Морман Д., Хеллер Л., 2000); «непрерывное, протекающее без утомления тоническое сокращение сосудов» (Парин В.В., Меерсон Ф.З., 1965); «сумма сил, противодействующих растягивающему усилию артериального давления» (Хаютин В.М., 1964, 1977). Величина сосудистого  тонуса  обусловлена результирующим влиянием как минимум трех факторов – трансмурального внутрисосудистого давления, упруго-эластическими свойствами структур сосудистой стенки и степенью сокращения их гладкой мускулатуры. Если первый отчасти придается сосудистому ложу конечностей извне, второй обусловлен морфогенетически, то третий наиболее изменчив и подвержен регулирующим  воздействиям. Поэтому, как справедливо отмечают Морман Д., Хеллер Л. (2000), «понятие сосудистый тонус отдела организма может использоваться как  показатель уровня активности  отдельных гладкомышечных клеток данной области», хотя и подчеркивают, что «эта связь является статистическим понятием, так как редко бывает, что все клетки  сосуда или все сосуды в определенной области функционируют абсолютно идентично». Удачно определение сосудистого тонуса Берштейна С.А. с соавт. (1984) как состояния «длительно поддерживаемого возбуждения гладкомышечных клеток, которое проявляется в соответствующем уровне их сократительной активности и  не сопровождается развитием утомления». Следует также привести определение спазма сосуда как длительного сокращения, препятствующего нормальной работе органа.

Выделяют миогенный (по нашему мнению его иногда не корректно отождествляют с базальным) и нейрогенный (вазомоторный) компоненты сосудистого тонуса. Миогенный компонент – это «та часть сокращения гладкой мускулатуры сосудов, которая не зависит от вазоконстрикторных симпатических импульсов» (Парин В.В., Меерсон Ф.З., 1965); благодаря  базальному миогенному компоненту артериолы остаются частично суженными даже после  устранения  всех внешних воздействий.

Природа базального тонуса окончательно не ясна. Её связывают с  активностью гладкомышечных клеток-пейсмекеров, способных к спонтанной деполяризации, в артериолах, прекапиллярах, сфинктерах. Это обусловливает миогенную автоматию сосудистых гладких мышц с фазными сокращениями (Meyer J.U., et al., 1988). Существует  ли эндогенная спонтанная  активность в артериях, до сих пор неясно. Golenhofen K. (1976) выделяет три типа гладкомышечных клеток  сосудистой стенки : 1-большинство клеток имеет ритмическую активность и не отличается по свойствам  возбуждения и проведения (например, гладкая мускулатура воротной  вены крысы) , 2- часть гладкомышечных клеток генерирует  возбуждение, а часть обладает  только функцией проведения, 3- большинство гладкомышечных клеток активируются нейрогенно  и в  покое пейсмекерная активность не проявляется (например, в крупных артериях); в то же время при уменьшении проведения К⁺ можно «заставить» клетки генерировать потенциал действия, например, in vitro  введением в экспериментальную среду тетраэтиламмония. Есть гипотезы, что в этих сосудах базальный тонус обусловлен наличием открытых кальциевых каналов.

На миогенный  тонус могут влиять внесинаптические факторы гормональной и местной гуморальной регуляции, в том числе нейропептиды, эндотелиальные метаболиты, растяжение циркулирующей кровью и др. Однако, с точки зрения пейсмекерного механизма они представляют собой внешние влияния на гладкую мускулатуру  и не являются причинными факторами базального тонуса. Базальный тонус- это тот биологический ноль, от которого ведут отсчёт вазоконстрикторные или вазодилататорные воздействия, возникающие  миогенными  или нейрогенными путями. Даже в условиях физиологического покоя на гладкую мускулатуру влияют постоянно секретируемые эндотелиальные и другие факторы, в связи с чем понятие базального тонуса смазывается.   Поэтому  в клинике при оценке факторов, влияющих на гладкую мускулатуру сосудов миогенным путём, физиологически  более корректно  применять  термин «миогенный тонус».

Нейрогенный компонент связан с поступлением вазоконстрикторных импульсов по постганглионарным  адренергическим симпатическим волокнам. В покое за счёт спонтанной симпатической активности частотой в среднем 1-3 импульса в секунду тоническая вазоконстрикторная иннервация гладкой мускулатуры сосудов поддерживается всегда. Известно, что при низкой частоте симпатических импульсов нервная регуляция обеспечивает нейрогенные осцилляции кровотока. Источник тонической активности преганглионарных нейронов (ПН) неясен, но предположительно находится в надсегментарных структурах, в том числе бульбарных. Тоническую активность нервных центров в условиях физиологического покоя следует отличать от фазической рефлекторной в ответ на афферентные влияния. Вследствие возможности их независимых изменений разделение этих параметров принципиально для клинической диагностики. Существует не всеми разделяемое мнение, что бульбарный вазомоторный центр играет основную роль в поддержании тонической активности ПН и исходного нейрогенного тонуса, а спинальный – в реализации его фазической рефлекторной регуляции.

Выделяют  понятие «тонуса покоя» как результирующей величины миогенного и нейрогенного компонентов в физиологических условиях. В остром периоде полной денервации сосудов периферическое сопротивление в покое  определяется только миогенным тонусом и содержанием катехоламинов (преимущественно, адреналина) сыворотки крови. По мере развития денервационной гиперчувствительности повышается восприимчивость денервированных сосудов к циркулирующим катехоламинам. В количественном выражении тонус покоя  имеет смешанную  миогенную и нейрогенную природу. Традиционные попытки раздельной  оценки одного из них сводились к устранению другого. Например,  устранить нейрогенный компонент возможно при полной десимпатизации  конечности или фармакологически с помощью больших доз  ганглиоблокаторов в эксперименте. При этом сосудистое сопротивление конечности снижалось на величину вазомоторного тонуса. Эти подходы к изолированной оценке нейрогенного компонента не применимы для повседневной клинической практики. Поэтому для  анализа нейрогенного и миогенного тонуса сосудов создана новая оригинальная методология на основе  лазерной допплеровской флоуметрии. (Крупаткин А.И., 2003; Крупаткин и др., 2004). До сих пор в физиологии и клинической  практике раздельная неинвазивная оценка влияния нейрогенных и миогенных факторов на микрогемодинамику была невозможна.

3.1.2. Механизмы регуляции тонуса  сосудов

Традиционно выделяют три группы  факторов, влияющих на тонус сосудов: локальные, гормональные и нейрогенные (рисунок 3.1). По мнению ряда авторов (Крупаткин А.И., 2003), для интерпретации данных клинических исследований важно учитывать четвертый фактор  - реактивность самих гладкомышечных клеток.

Локальная или местная регуляция

Включает как химические, так и биофизические компоненты - экстравазальные (влияющие на гладкую мускулатуру сосуда извне) и интравазальные (влияющие на нее изнутри). Внешнее давление интерстициальной  среды играет незначительную роль для  регуляции сосудов  поверхностных тканей в отличие от тканей почек или  головного мозга, находящихся в замкнутых пространствах. Для поддержания кровотока, адекватного потребностям тканей, существует самоуправление  периферии  в виде гистометаболических, кислородозависимых и гистомеханических механизмов (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П., 2001). Их сочетание поддерживает местный микроциркуляторный кровоток, например, при целесообразности рабочей гиперемии, относительно независимо от центральных рефлекторных и гемодинамических влияний. Рефлекторные факторы при этом могут вызывать  сужение сосудов соседних нефункционирующих тканей и стабилизировать средние параметры кровообращения органа или части тела.

Гистомеханический механизм  связан  с активной миогенной реакцией в ответ на растяжение гладкомышечных клеток при изменении трансмурального давления: при повышении  внутрисосудистого давления гладкая мускулатура сокращается, а при снижении -  расслабляется. Длительно поддерживаемое сокращение сосуда в ответ на растяжение его давлением – компонент миогенного тонуса. Миогенную реакцию рассматривают как переходный процесс, предшествующий установлению нового уровня миогенного тонуса после изменения трансмурального давления (Родионов И.М. и др., 2001). Возможность избыточности повышения миогенного тонуса сдерживается гистометаболическими и кислородозависимыми механизмами. Миогенная ауторегуляция (эффект Бейлиса) способствует стабилизации кровоснабжения  мышц (в коже этот эффект  также присутствует выражен слабо), так как при повышении давления объемная скорость кровотока не меняется или возрастает несущественно. Механизм этой  реакции обусловлен активацией чувствительности к растяжению ионных каналов в клетках гладкой  мускулатуры и не зависит от нейрогенных влияний, сохраняясь даже после перерезки симпатических волокон (Физиология человека…1996).

Кислородозависимый механизм основан на способности гладкомышечных клеток расслабляться при гипоксии даже без метаболических  вазодилататоров, в том числе при усиленной физической работе и возникающей при этом  относительной  гипоксии на фоне активации потребления кислорода. Повышение рО2 тканей имеет обратный эффект.

Гистометаболический механизм обусловлен локальными факторами метаболической природы, осуществляющих прямое влияние на гладкомышечные клетки и эндотелиоциты. Так как сосуды располагаются в интерстициальном пространстве тканей, то на них экстравазально влияет химический состав среды. Последний отражает баланс кровоснабжения и метаболизма ткани, что составляет основу метаболической ауторегуляции периферического кровообращения по принципу биологической обратной  связи [194]. К факторам среды относится газовый состав (рСО2), ионы К+, Са+2,Mg+2, Na+, рН среды, её осмолярность, свободные биологически активные вещества (гистамин, серотонин, катехоламины,  аденозин, ацетилхолин и др.). В физиологических условиях увеличение рСО2 , К+ , Н+,  аденозина, осмолярности тканей конечностей снижает тонус артериол и расширяет сосуды, например, в скелетных мышцах при физической работе. До сих пор не ясно, какие вещества в наибольшей степени определяют характер и степень метаболических  реакций  кровотока. Поэтому тонус артериол определяется их интегральным влиянием и  оценка метаболической регуляции осуществляется комплексно по результирующему эффекту с помощью пробы реактивной гиперемии. Следует подчеркнуть, что среди множества локальных химических факторов имеются вещества, влияющие только в  патологических условиях, например, гистамин или кинины, вызывающие вазодилатацию и повышение проницаемости при аллергических реакциях, болевых синдромах, повреждении тканей. В условиях физиологической нормы они не принимают клинически значимого участия  в регуляции кровообращения, а и их роль при патологических процессах во-многом адаптивная, способствующая кровоснабжению и трофике пораженных тканей. Морман Д., Хеллер Л. (2000) приводят один из вероятных механизмов влияния метаболической регуляции – через АТФ-чувствительные калиевые каналы гладкомышечных клеток: недостаток кровоснабжения тканей ® снижение уровня АТФ тканей® открытие АТФ-зависимых  К+каналов®гиперполяризация мембран ® закрытие электроуправляемых Са+2 каналов®снижение концентрации свободного Са+2 в цитоплазме  гладкой мускулатуры®снижение тонической сократительной активности миоцитов®расширение сосудов®увеличение кровотока.

Среди химических факторов, регулирующих состояние сосудов, особая роль принадлежит физиологически активным пептидам. Влияние на сердечно-сосудистую систему – одна из граней их воздействия как системы универсальных регуляторов физиологических функций всех структур организма и гомеостаза в целом. По химической  структуре они включают олигопептиды (кинины, эндотелин и др.), белки (цитомедины; цитокины - ростковые  пептидные  факторы, интерлейкины, интерфероны, факторы некроза опухоли, колониестимулирующие факторы, хемокины и др.), низкомолекулярные соединения. Пептиды могут влиять на периферические сосуды, модулируя регуляторные механизмы ЦНС, путём пептидергической иннервации сосудистых стенок (котрансмиттеры в нервных терминалях), паракринной регуляции (эндотелиальные факторы и др.), гормональных эффектов благодаря циркуляции в  потоке крови. Вследствие этого отчасти размывается чёткое разделение границ нервной, гормональной и метаболической регуляции сосудов, действующих в рамках единого нейроиммунноэндокринного интегративного аппарата (Owman С., 1990). Особенность пептидергической регуляции гомеостаза – способность к быстрому синтезу и освобождению соответствующих пептидов с высокой биологической активностью в нужное время и в нужном месте по правилу «что – где – когда» (Ашмарин И.П., Обухова М.Ф., 1986; Хавинсон В.Х. и др., 2002).

В связи с этим следует упомянуть о роли  дисперсной (диффузной) эндокринной  системы или APUD- системы, содержащей пептидо- и аминопродуцирующие клетки. Они имеют паранейрональное происхождение из эктодермы нервного гребня, а также эндодермы и мезодермы. Многие  пептиды содержатся не только в нервной системе, но и в апудоцитах – вазоконстрикторы (нейропептид Y) и вазодилататоры (вещество Р; вазоактивный интестинальный пептид; кальцитонин- ген- родственный пептид и др.); они участвуют в местной регуляции тканей. Апудоциты и нейроны, содержащие те же пептидные регуляторы, объединяются в единую диффузную нейроэндокриную систему (ДНЭС). APUD-система имеет клиническую значимость в основном для внутренних органов.

Участие эндотелия в регуляции сосудов. Мощный компонент гистометаболической регуляции – система эндотелиальных клеток, осуществляющая влияния интравазально путем паракринной регуляции. По Burnstock G. (1993), активно поддерживающему концепцию двойного  регуляторного контроля (dual regulation) сосудистой стенки, состояние сосудистого тонуса в каждом конкретном сосудистом ложе есть результат взаимодействия в основном двух  систем – нервной и эндотелиальной, т.к. многие локальные метаболиты, биофизические факторы, гуморальные вещества опосредуют свое влияние через эндотелий благодаря наличию специфических рецепторов на его мембране. Нарушения их баланса в сторону преобладания одного из них  может служить основой расстройств сосудистой регуляции.

Эндотелий – это слой уплощённых клеток мезенхимного происхождения, выстилающий  изнутри всё сосудистое ложе. Для человека весом 75 кг общая масса его составляет около 2 кг и включает один триллион клеток, отличающихся по генетико-биохимической специфике в разных сосудистых  бассейнах (Гомазков О.А., 2000). Время жизни эндотелиальных клеток – около 100-180 суток, причем обновление их  происходит чаще в местах изгибов  сосудов (через 60-120 суток). Регенерация эндотелия осуществляется тремя путями – за счет прорастания эндотелиальных клеток из участков по периферии повреждения (основной механизм), источниками их могут служить лейкоциты крови и мигрирующие в интиму гладкомышечные  клетки.

Нарушение функции эндотелия происходит от множества причин – изменений рН, температуры, осмолярности крови, снижения рО₂ тканей  при ишемии, сдавления или спазма сосудов, повышения артериального давления, хирургических манипуляций на сосудах, иммунных повреждений комплексами антиген-антитело, факторами лейкоцитов и тромбоцитов, влиянием брадикинина, серотонина, адреналина, ангиотензина-II, никотина, гиперлипидемии, гомоцистинемии, отравлением СО и др. Морфологические реакции эндотелия на повреждение однотипны и могут как не приводить к обнажению субэндотелиального слоя (появление цитоплазматических вакуолей, псевдоподий, выпячиваний эндотелиоцитов в просвет сосуда, разрывы контактов эндотелиальных клеток), так и приводить к этому в более тяжёлых случаях  (разрушения клеточных мембран, очаговые некрозы эндотелия, слущивания клеток, их фрагментация).

Эндотелий выполняет защитную функцию, служит барьером для циркулирующих антигенов, участвует в воспалительных реакциях, регулирует гемостаз и антитромбоз, осуществляет пептидергическую регуляцию сокращения и расслабления сосудистой стенки, участвует в её регенерации, поглощении биологически активных веществ из крови  (например, серотонина, катехоламинов и др.), регуляции транскапиллярного обмена (Дисфункция эндотелия…2002; Микроциркуляция в кардиологии… 2004). Начало современной эндотелиологии было положено в 1980 году, когда Fuchgott R.F. и Zawadzki J.V. (1980) показали, что вазодилататорный ответ на ацетилхолин требует интактного эндотелия, который  освобождает эндотелиальный релаксирующий фактор, позднее идентифицированный как NO.

Cекреторная функция эндотелия стимулируется механическими биофизическими (напряжение сдвига) или гуморально-химическими стимулами. Гемодинамические механические  влияния на эндотелий возможны в двух направлениях – по оси сосуда (напряжение сдвига) и перпендикулярно потоку крови (радиально растягивающая сосуд сила бокового давления или трансмуральное давление). Напряжение сдвига представляет собой  силу  влияния прилегающего потока крови на единицу поверхности сосуда в направлении, тангенциальном к поверхности. Величина напряжения сдвига t пропорциональна Q/d³ , где Q – объемная скорость потока крови, d – внутренний диаметр сосуда. При возрастании объемного кровотока увеличивается напряжение сдвига, особенно в местах сужения и искривлений хода сосудов, и секреция эндотелием вазодилататоров (в основном, NO). Наоборот, уменьшение напряжения сдвига стимулирует продукцию эндотелина 1. Есть данные, что секреция эндотелием вазодилататоров может запускаться в результате снижения внутрисосудистого давления и скорости объёмного кровотока в ходе окклюзии сосуда, что приводит к вазодилатации в ходе реактивной гиперемии (Cагач В.Ф., Ткаченко М.Н., 1990). Сила бокового давления облегчает взаимодействие клеток крови и плазмы со стенкой сосуда и менее важна для стимуляции эндотелия. Эта сила играет роль в повышении проницаемости стенки сосуда для липидов, белков, например, при гипертонической болезни, а также в модуляции нейрогенных вазоконстрикторных реакций.

Кроме напряжения сдвига эндотелий-зависимая вазодилатация через рецепторы эндотелия с выработкой NO стимулируется такими внеклеточными факторами как ацетилхолин, АТФ, АДФ, арахидоновой кислотой, веществом Р, нейрокинином А, серотонином, брадикинином, гистамином, нейротензином, вазопрессином, ангиотензином II , тромбином, эрготамином, норадреналином, лазерным излучением, умеренной гипоксией ткани и др.. Внутриклеточным стимулом для синтеза NO эндотелием служит увеличение внутриклеточного Са⁺² . Существует изоформа NO-синтетазы, являющаяся Са⁺²- независимой; её роль в эндотелии сосудов мала,  но в макрофагах она активируется под влиянием эндотоксинов микробов. Период  полувыведения NO составляет 6 секунд, в связи с чем он не может быть циркулирующим фактором и диффундирует к гладкой мускулатуре сосудов из эндотелия через слой субэндотелиального коллагена. Утолщение коллагена  при диабете ведет к снижению эндотелий-зависимой  вазодилатации (Henrich W. L., 1991). В связи с  этим интересно, что адвентициальные слои гладкой  мускулатуры  сосудов  менее чувствительны к NO , чем  прилегающие к интиме (Henrich W.L., 1991). В то  же время NO, соединяясь с альбуминами сыворотки крови, может циркулировать в  крови (Dinerman J.L., 1993). Существуют ряд факторов, ингибирующих NO (цистеин, гидрохинон, фенилгидразин, свободные радикалы кислорода и др.) и  гуанилатциклазу (гемоглобин). Дексаметазон снижает активность NO-синтетазы, уменьшает синтез простациклина и релаксирующие резервы  сосудов, способствует повышению артериального давления. Нельзя исключить, что ведущая роль свободных радикалов в ряде патологических процессов (сердечно-сосудистые заболевания, ишемическо-реперфузионные расстройства) связана с  их способностью подавлять NO. Антиоксиданты снижают влияние свободных радикалов на выработку NO эндотелием (Ignarro L.J., 1989; Ignarro L.J., et al., 1999; Rubanyi G.M., Vanhoutte P.M., 1986).

Среди трех основных вазодилататоров, секретируемых эндотелием -  NO, EDHF и Pg – Pg не играет существенной роли в поддержании кожного сосудистого тонуса в физиологических условиях (Kvandal Р., 2003), а роль EDHF до конца не изучена. Кроме того, сравнительная значимость самого NO  в регуляции тонуса кожных сосудов не так велика, как в магистральных сосудах конечности, например, плечевой артерии. Есть гипотеза, что NO более значим для поддержания кровотока скелетных мышц, где выше поток-зависимая вазодилатация по сравнению с кожей.

Эндотелий-зависимая вазоконстрикция, в основном связанная  с выработкой эндотелина – 1, стимулируется снижением напряжения  сдвига (возможно, кроме окклюзии сосуда, предшествующей реактивной гиперемии), растяжением сосудистой стенки, норадреналином, тромбином, тяжелой гипоксией тканей, растяжением  сосудистой  стенки, ангиотензином –II,  аргинином, вазопрессином, брадикинином, инсулином, глюкокортикоидами, тромбоксаном А₂, повышением внеклеточного К, факторами роста (эндотоксином  или интерлейкином I, трансформирующим фактором роста b1) и др. Ингибируют продукцию эндотелина –1 небольшое число факторов (цГМФ, NO, предсердный и мозговой натрий-уретические пептиды). Для сосудов кожи и мышц влияние эндотелинов –2 и 3 менее значимо в отличие от сосудов кишечника, почек и других органов.

Важно разграничивать роль разных эндотелиальных факторов регуляции тонуса сосудов  в норме и  патологии. NO – это постоянный эндотелиальный регулятор сосудистого тонуса, главный паракринный  вазодилататор. Эта физиологически значимая  молекула  присутствует во всех типах эндотелия и в интактном эндотелии в покое секретируется  даже без дополнительных стимулов постоянно, участвуя  в поддержании миогенного тонуса сосудов. Роль остальных эндотелиальных факторов  регуляции сосудистого тонуса в физиологических условиях дискутируется. Вазодилатация, вызванная простациклином – не определяющая по амплитуде релаксацию сосуда, хотя и более пролонгирована по сравнению с влиянием NO. Кроме  того, клинически значимое повышение простагландинов и других продуктов метаболизма арахидоновой  кислоты – удел патологических процессов, особенно воспаления. Содержание эндотелина –1  в плазме в физиологических условиях  не превышает нормальных значений и возрастает только при системной  патологии органов кровообращения (хроническая гипоксия, атеросклероз,  гипертоническая болезнь, особенно на фоне  сердечной недостаточности) (Bodin P., 1992). Поэтому, хотя эндотелин-1  более стоек в плазме, чем NO  (повышение сосудистого сопротивления при его системном введении длится около  45 минут), но  он в физиологических условиях мало участвует в  сосудистой регуляции. Существуют баланс синтеза эндотелина-1 и NO в норме и при  патологии сердечно-сосудистой системы и гетерогенность эндотелиальных ответов разных отделов сосудистого русла (снижение синтеза NO эндотелием по мере приближения к капиллярам по сравнению с  артериями и крупными артериолами). С позиций клинической оценки регуляции сосудов важно, что спектральный анализ ритмов кровотока, регистрируемых методом лазерной допплеровской флоуметрии позволяет вычленить и количественно оценить эндотелиальный компонент в покое, а применение окклюзионого теста, ионофоретической пробы с ацетилхолином  – изучить реакцию эндотелия на функциональную нагрузку.

Гормональная  системная регуляция

Осуществляется за счет циркулирующих в крови физиологически активных веществ. В физиологических условиях её воздействие  на тонус артериол несущественно по сравнению с нервными и местными механизмами и приобретает клиническое значение в условиях системной патологии кровообращения или при отдельных более регионарных  формах заболеваний (например, при денервационной  гиперчувствительности сосудов к  циркулирующим катехоламинам после травмы и анатомического перерыва соматического  смешанного нервного ствола). Следует учитывать, что гормональные факторы прежде всего влияют на параметры системной гемодинамики. Среди них особую роль играют катехоламины, ангиотензины, вазопрессин или АДГ. Кроме  того, частично представители калликреин-кининовой системы, продукты арахидонового каскада (простагландины, тромбоксаны и др.), ренин, серотонин, некоторые пептиды (адреномедуллин) также циркулируют в плазме крови. Некоторые вазоактивные вещества и их рецепторы на миоцитах и эндотелиоцитах сосудистой стенки представлены в таблице 3.1, опубликованной в 2002г. Т.Д.Власовым. Отсюда становится ясным, что факторы местной  и гормональной регуляции могут оказывать свое влияние как миогенно на уровне гладкой мускулатуры, так и эндотелий-зависимым путем.

Таблица 3.1

Вазоактивные вещества и их рецепторы на клетках сосудистой

стенки (по Власову Т.Д., 2002)

            Для регуляции сосудов кожи важное значение имеют циркулирующие катехоламины – норадреналин (НА) и адреналин, представляющие гормональный компонент  общей симпато-адреналовой системы организма. При этом если медиаторный невральный компонент представлен НА симпатических терминалей, то гормональный – секретом мозго-вого слоя надпочечников - в основном адреналином (80%), а также НА (20%); секретирующие их  клетки гомологичны постганглионарным симпатическим нейронам. Если НА как нейротрансмиттер  влияет через синапс и a₁ - адренорецепторы постсинаптической мембраны, то гормоны мозгового слоя надпочечников – на внесинаптические специфические рецепторы сосудов (a₂, b₂), являясь их дистантными раздражителями. Есть мнение, неразделяемое всеми исследователями, что катехоламины крови не инактивируются путем обратного захвата в симпатических терминалях в отличие от нейрогенного НА.

Различают a и b- адренорецепторы, участвующие в регуляции  гладкой  мускулатуры сосудов. При классификации адренорецепторов учитывают их чувствительность к агонистам и антагонистам, идентификацию по радиолигандам, а не только функцию и локализацию. Постсинаптические  b- рецепторы сосудов конечностей – это в основном b₂ – рецепторы. Различают также пресинаптические b - рецепторы или b-аутоадренорецепторы, облегчающие освобождение НА. Для симпатической периваскулярной иннервации предполагается, что это b₁-рецепторы.

Среди постсинаптических a-адренорецепторов сосудов выделяют a₁ – адренорецепторы ( расположены вблизи нервных терминалей и участвуют в нервно-синаптической регуляции сосудистого тонуса) и a₂-адренорецепторы (подвергаются основном действию циркулирующих катехоламинов, хотя могут располагаться и вблизи синаптическихокончаний). Следует упомянуть мнение, что в сосудах человека большинство a- адренорецепторов представляют смешанную популяцию a₁ и a₂- рецепторов (Сергеев П.В. и др., 2000). Пресинаптические  a₂-рецепторы или a- аутоадренорецепторы  являются тормозными и уменьшают выделение норадреналина из нервных терминалей. Постсинаптические b₂-рецепторы  при возбуждении снижают сосудистый тонус, а постсинаптические a₁- и a₂-  рецепторы  повышают сосудистый тонус, вызывая вазоконстрикцию.

Важная особенность адренорецепторов сосудов состоит в различии их отношения к иннервации: b-рецепторы и частично a₂ –рецепторы не иннервируются, в связи с чем могут возбуждаться преимущественно катехоламинами крови, а a₁-рецепторы – как НА симпатических адренергических нервных терминалей, так и в патологических условиях катехоламинами крови, например, при денервации сосудов. Кроме того a- адренорецепторы и b₁- адренорецепторы проявляют одинаковое сродство к адреналину и НА. Поэтому a- адренергические эффекты определяются плотностью a₁ и a₂ –адренорецепторов в тканях. b₂- адренорецепторы имеют большее сродство к адреналину, чем к НА. В целом, указанные особенности свидетельствуют о возможности неоднозначных результатов нейрососудистых исследований с использованием рефлекторных вазоконстрикторных проб и фармакологических тестов с введением экзогенных катехоламинов в кровь. a₁- адренорецепторы доступны только для НА как медиатора симпатических терминалей, а на a₂- адренорецепторы может влиять как экзогенный НА, так и определённое количество нейротрансмиттера НА, диффундирующего к a₂- рецепторам до момента его инактивации. a₁ и a₂ –рецепторы по-разному опосредуют влияние на тонус миоцитов сосудов, причём возбуждение a₂-рецепторов не приводит к генерации потенциала действия.

Особенности действия катехоламинов мозгового слоя надпочечников на сосуды конечностей представлены в табл. 3.2.

В физиологических условиях при сохранной симпатической иннервации влияние катехоламинов крови на величину сосудистого тонуса клинически не значимо. Существуют отдельные гладкие мышцы с высокой плотностью иннервации (ресничные мышцы или мышцы семенных протоков), обладающие только нервно-мышечной регуляцией; на них не влияют катехоламины крови. В случаях воздействия циркулирующих  КА на сосудистую стенку их влияние больше выражено на те участки, которые слабоснабжены периферической иннервацией, например, среднюю оболочку артерий. Чаще этот эффект возможен  на уровне  крупных артерий эластического типа из-за большой ширины синаптической щели и большого расстояния диффузии медиатора между нервной терминалью и гладкомышечной клеткой. В целом, основной эффект циркулирующих КА надпочечников в физиологических условиях – не столько сосудистый, сколько обменно-метаболический через b-рецепторы органов и тканей: расширение бронхов,  увеличение силы сокращения скелетных мышц, активация процессов гликогенолиза в  печени  и др. Как справедливо отмечают Морман Д. И Хеллер Л. (2000) «функциональное значение … b-рецепторов сосудов не ясно, поскольку освобождение адреналина из надпочечников происходит при увеличении активности симпатического отдела, когда артериолы претерпевают одновременную прямую нейрогенную вазоконстрикцию». Регулирующая роль циркулирующих катехоламинов проявляется в стрессовых условиях (интенсивная физическая работа, геморрагический шок и др.), т.к. в норме их содержание в крови не высоко, чтобы изменить деятельность сосудов. Совершенно иная ситуация возникает в условиях денервации и дефиците неврального пула НА, например, после травм нервов конечностей. Возникает состояние денервационной  гиперчувствительности вегетативных тканей-эффекторов, в том числе мышечносодержащих сосудов, к циркулирующим адреналину и НА. Это является проявлением адаптации вегетативных эффекторов к  активности иннервирующих их постганглионарных симпатических нейронов - когда иннервация снижается, возрастает чувствительность ткани (Физиология человека…1996).  Характерно, что этот эффект проявляется во всех гладкомышечных сосудах, в том числе на  уровне приносящего микрососудистого звена.

Таблица 3.2

Особенности действия циркулирующих катехоламинов на сосуды

конечностей

Влияние периваскулярной иннервации

Соматическая часть нервной системы (ветви моторных и сенсорных нейронов) обеспечивают регуляцию произвольных движений и чувствительность тканей. Сосуды имеют чувствительную и вегетативную иннервацию, причем последняя для сосудов кожи  представлена в виде постганглионарных симпатических адренергических и холинергических волокон; функция холинергических эфферентов клинически значима в неакральных зонах конечностей и на туловище (Крупаткин А.И., 2003). Число холинергических нейронов в паравертебральных ганглиях составляет 10-15% от общего количества их в узле (Ноздрачев А.Д.,1996). Парасимпатическая нервная система не участвует в периваскулярной  иннервации конечностей (табл. 3.3).

Вегетативные нервные волокна диффузно распределяются  в организме человека, распространяясь как в соматическом секторе, так и на территории висцеральных органов и сосудов. Физиологический смысл подобного смешения на периферическом уровне – обеспечение динамического равновесия внутренней среды и поведения человека, адаптации жизненных функций к окружающей среде. Cенсорные и вегетативныесимпатические волокна для сосудов включены как в смешанные нервные стволы, так и в периваскулярные сплетения; значит, пути их следования к тканям - эффекторам и от них частично разделены про странственно, но не функционально. На уровне тканей соматические смешанные нервы иннервируют конкретные дерматомные и миотомные зоны, периваскулярная иннервация более обширна  и распространяется в соответствии с ходом несущих ее сосудов по зонам вазотомов без сегментарного и неврального распределения.

Таблица 3.3

Анатомические источники иннервации сосудов

Симпатическая иннервация сосудов

От ПН, связанных с иннервацией сосудов, начинается общий конечный путь симпатической нервной системы к гладкой мускулатуре сосудов  конечностей (табл. 3.4), а сами они служат конечными элементами центральной надсегментарной регуляции.

ПН расположены кластерными группами в сером веществе, объединяясь как по горизонтали, так и по вертикали спинного мозга. Горизонтальная топография включает 4 ядерных группы - канатчиковую и главную часть (в зоне бокового рога серого вещества) промежуточно-бокового ядра, вставочное и центральное вегетативное ядро (ближе к центральному каналу). Большинство ПН расположены в области бокового рога. Вертикальное объединение ПН в группы связано с их висцеротопической мишенеспецифической функцией. ПН проецируются на определённые ганглии или мозговое вещество надпочечников, в связи с чем организуются в дискретные колонки или столбы, ориентированные рострокаудально по оси спинного мозга. Морфологическому обеспечению вертикального объединения ПН способствуют их лонгитудинальные дендриты. В процессе осуществления вегетативной регуляции симпатические  ПН не разряжаются все сразу, а организованы в функциональные единицы, которые, например, в тканях конечностей изолированно контролируют кожные вазомоторные, кожные вазодилататорные, мышечные вазомоторные, судомоторные, пиломоторные функции тканей конечностей (Скок В.И., Иванов Д.Я, 1989; Janig W., McLachlan E.M., 1992).

Таблица 3.4

Расположение сегментов симпатической

и чувствительной  иннервации  туловища и конечностей

Функциональная организация ПН неотрывна от модульного объединения интернейронов (вставочных или промежуточных нейронов). Тем самым, для сегментарных вазомоторных спинальных механизмов характерна сегментарно-модульная функциональная организация, тесная взаимосвязь ПН и интернейронных систем.

Аксоны преганглионарных нейронов проходят в передних корешках. Переключение на ганглионарные клетки происходит в симпатических ганглиях. Симпатический ствол составляют 24 пары узлов: 3 шейных (верхний, средний, нижний), 12 грудных , 5 поясничных , 4 крестцовых. С точки зрения регуляции сосудов конечностей ганглии не автономны и находятся под влиянием импульсации ПН. Постганглионарные волокна - маломиелинизированные; они образуют серые соединительные  ветви (rr. communicanti grizei), после чего в составе спинномозговых нервов следуют к периферическим тканям, в том числе к сосудам. Волокна к верхней конечности отходят преимущественно от звездчатого  узла (нижний шейный узел и 1-3 верхних грудных узла), а к нижней – от поясничных ганглиев. В сосудистой  стенке они заканчиваются однотипными для артерий и вен немиелинизированными нервными окончаниями на гладкомышечных клетках, где участвуют в регуляции тонуса сосудов посредством нервно-мышечных синапсов. Плотность симпатической  иннервации сосудов кожи превышает аналогичную для сосудов мышц, а плотность иннервации артериального русла выше, чем венозного. Вокруг немиелинизированных  волокон много шванновских клеток.

Следует отметить, что кроме сосудов симпатические постганглионарные волокна иннервируют потовые железы (холинергические волокна), пиломоторные мышцы, клетки подкожной жировой клетчатки. Хотя нельзя исключить наличие морфологических находок, подтверждающих существование симпатических холинергических окончаний вблизи  сосудов кожи, но с точки зрения клинической значимости их роль в сосудистой регуляции дистальных акральных зон конечностей (кисти, стопы) сомнительна.

Для практической оценки вегетативной регуляции сосудов с помощью лазерной допплеровской флоуметрии, особенно акральных зон конечностей, важен общий конечный путь, начинающийся  от  ПН  спинного мозга и являющийся основой для эфферентной рефлекторной  регуляции периферического  кровообращения. Поэтому при обследовании пациентов следует учитывать возможность центральных влияний  на сосуды конечностей, особенно плотно иннервируемые (кожа), например, при психовегетативном синдроме, глубоком вдохе. Это диктует необходимость строгого соблюдения периода адаптации и нормативов нейрососудистых исследований (Крупаткин А.И.,2003).

Парасимпатическая иннервация сосудов

Преганглионарные парасимпатические нейроны находятся в центральной  нервной системе (ядра III, VII, IX, X черепно-мозговых нервов) и крестцовом отделе спинного мозга (сегменты S2-4). У человека  наличие самостоятельных сосудорасширяющих волокон, берущих начало от этих нейронов, доказано лишь для сосудов языка, слюнных желёз, тазовых и наружных половых органов и, возможно, для сосудов головного мозга. Отчётливые морфологические доказательства наличия парасимпатической периваскулярной иннервации в коже человека отсутствуют за исключением кожи лица, в том числе лба.

Сенсорная периваскулярная иннервация

Сенсорная иннервация сосудов – часть соматической иннервации, осуществляющая афферентную функцию. Рецепторы сосудов представлены в адвентиции и на гладкомышечных клетках средней оболочки. В крупных и средних сосудах они имеются во всех трех оболочках, причём  в поверхностных слоях наружной оболочки обнаружены целые рецепторные поля. Рецепторы артериол также представлены обширными рецепторными полями. Рецепторы капилляров имеют вид свободных нервных окончаний (пуговок или петель) в перикапиллярном пространстве. Ноздрачёв А.Д. (1996) считает, что 90% висцеральных аферентов представлены свободными нервными окончаниями. Вероятно, свободные немиелинизированные нервные окончания – основной тип сосудистых рецепторов конечностей. Так, среди четырёх видов рецепторов скелетных мышц конечностей – мышечных веретён, нервно-сухожильных веретён, телец Паччини и свободных нервных окончаний – только последние связаны с иннервацией сосудов (Мак-Комас А.Дж., 2001).

Фактически, афферентная функция проведения импульсов обеспечивает возможность рефлекторных сосудистых реакций, эфферентным звеном которых служат симпатические адренергические волокна. Однако, благодаря осуществлению паракринной безимпульсной локальной эффекторной или антидромной функции сенсорные волокна, содержащие  вазодилататорные нейропептиды, непосредственно участвуют в регуляции сосудистого русла конечностей.

            Интрамуральная периваскулярная  иннервация

            В основном подобная иннервация может иметь отношение к сосудам сердца, желудочно-кишечного тракта, головного мозга, половых органов. В  литературе её именуют  как «интрамуральная вегетативная система», «интерстициальная вегетативная система», «метасимпатическая нервная система»; последний термин относится к внутренним органам, обладающим собственной моторной активностью. Роль интрамуральных механизмов в иннервации тканей конечностей не имеет клинического значения.

содержание   ..  1  2  3  4  5  ..