Симпатический отдел - это часть вегетативной нервной ткани, который вместе с парасимпатической обеспечивает функционирование внутренних органов, химических реакций, отвечающих за жизнедеятельностью клеток. Но следует знать, что существует метасимпатическая нервная система, часть вегетативной конструкции, располагающаяся на стенках органов и способная сокращаться, контактирующая напрямую с симпатической и парасимпатической, внося корректировки в их деятельность.
Внутренняя среда человека находится под непосредственным воздействием симпатической и парасимпатической нервной системы.
Симпатический отдел локализуется в ЦНС. Спинальная нервная ткань осуществляет свою деятельность под контролем находящихся в мозге нервных клеток.
Все элементы симпатического ствола, находящегося по две от позвоночника стороны, непосредственно связаны с соответствующими органами посредством нервных сплетений, при этом каждый обладает собственным сплетением. Внизу позвоночника оба ствола у человека объединяются вместе.
Симпатический ствол принято делить на отделы: поясничный, крестцовый, шейный, грудной.
Симпатическая нервная система концентрируется около сонных артерий шейного отдела, в грудном - сердечное, а также легочное сплетение, в брюшной полости солнечное, брыжеечное, аортальное, подчревные.
Данные сплетения разделяются на меньшие, и от них импульсы двигаются к внутренним органам.
Переход возбуждения с симпатического нерва на соответствующий орган происходит под воздействием химических элементов – симпатинов, выделяемыми нервными клетками.
Они снабжают одни и те же ткани нервами, обеспечивая их взаимосвязь, с центральной системой, зачастую оказывая на данные органы прямопротивоположное действие.
Влияние, которое оказывают симпатическая и парасимпатическая нервная система видно из таблица ниже:
Вместе они отвечают за сердечнососудистые организмы, органы пищеварения, дыхательной конструкции, выделения, работу гладкой мышцы полых органов, контролируют процессы обмена, рост, размножение.
Если одна начинает преобладать над другой, проявляются симптомы повышенной возбудимости симпатикотония (преобладает симпатическая часть), ваготония (преобладает парасимпатическая).
Симпатикотония проявляется в следующих симптомах: жар, тахикардия, онемения и покалывания в конечностях, повышенный аппетит без появления лишено веса, безразличность к жизни, беспокойные сны, страх смерти без причины, раздражительность, рассеянность, уменьшается слюноотделение, а также потоотделение, проявляется мигрень.
У человека при активации повышенной работы парасимпатического отдела вегетативной конструкции проявляются повышенная потливость, кожа на ощупь холодная и влажная, возникает уменьшение частоты сердечного ритма, становится меньше положенных 60 ударов за 1 минуту, обмороки, увеличивается слюновыделение и дыхательная деятельность. Люди становятся нерешительными, медленными, склонными к депрессиям, невыносливыми.
Парасимпатическая нервная система уменьшает деятельность сердца, имеет свойство расширять сосуды.
Функции
Симпатическая нервная система — это уникальная конструкция элемента вегетативной системы, которая в случае возникшей внезапно необходимости, способна увеличивать способности выполнения организма функций работы, путем собирания возможных ресурсов.
В результате конструкция осуществляет работу, таких органов, как сердца, уменьшает сосуды, увеличивает способность мышц, частоту, силу ритма сердца, работоспособность, затормаживает секреторную, всасывающую способность ЖКТ.
СНС поддерживает такие функции, как нормальное функционирование внутренней среды в активном положении, включаясь в действие при физических усилиях, стрессовых ситуациях, болезнях, потерях крови и регулирует обмен веществ, например, увеличение сахара, свёртываемость крови, другие.
Она наиболее полно активизируется во время психологических потрясений, путем вырабатывания адреналина (усиливающего действия нервных клеток) в надпочечниках, который дает возможность человеку быстрее и эффективнее реагировать на внезапно возникшее факторы из внешнего мира.
Также адреналин способен вырабатываться и при увеличении нагрузки, что также помогает человеку лучше справляться с ней.
После справления с ситуацией, человек чувствует усталость, ему необходимо отдохнуть, это связано с симпатической системой, наиболее полно израсходовавшей возможности организма, в связи с увеличением функций организма во внезапно сложившейся ситуации.
Парасимпатическая НС выполняет функции саморегуляции, защиты организма, отвечает за опорожнение человека.
Саморегуляция организма имеет восстановительный эффект, работая в спокойном состоянии.
Парасимпатическая часть деятельности вегетативной нервной системы проявляется понижением силы и частоты ритма сердца, стимулированием работы ЖКТ при понижении глюкозы в составе крови и т. д.
Осуществляя защитные рефлексы, она избавляет организм человека от чужеродных элементов (чихание, рвота и другие).
Таблица ниже отражает, как симпатическая и парасимпатическая нервная система действуют на одни и те же элементы организма.
Лечение
Если вы заметили признаки проявления увеличенной чувствительности, надо обратиться к врачу, так как это способно вызвать заболевание язвенного, гипертонического характера, неврастении.
Правильную и эффективную терапию способен назначить только врач! Не надо экспериментировать с организмом, так как последствия, если нервы находятся в состоянии возбудимости достаточно опасное проявление не только для вас, но и для близких вам людей.
При назначении лечения рекомендуется по возможности устранить факторы, взбудораживающие симпатическую нервную систему, будь то физические или эмоциональные нагрузки. Без этого никакое лечение, скорее всего, не поможет, пропив курс лекарств, вы снова заболеете.
Вам необходима уютная домашняя обстановка, сочувствие и помощь близких, свежий воздух, хорошие эмоции.
В первую очередь надо следить за тем, чтобы ничто не поднимало ваши нервы.
Медикаментозные средства, применяющиеся при лечении, относятся в основе к группе сильнодействующих лекарств, поэтому применять их надо осторожно только по назначению или после консультации с врачом.
К назначаемым лекарственным препаратам обычно относят: транквилизаторы («Феназепам», «Реланиум» и другие), нейролептики («Френолон», «Сонапакс»), снотворные, антидепрессанты, ноотропные лекарственные средства и при необходимости сердечные («Коргликон», «Дигитоксин»), сосудистые, седативные, вегетативные препараты, курс витаминов.
Хорошо при использовании применять физиотерапию, включающую лечебную физкультуру и массаж, можно заняться дыхательной гимнастикой, плаванием. Они хорошо помогают расслаблять организм.
В любом случае, игнорирование лечение данного заболевания категорически не рекомендуется, необходимо своевременно обратиться к врачу, провести назначенный курс терапии.
И блуждающие, и симпатические нервы оказывают на сердце 5 влияний:
хронотропный (изменяют частоту сердечных сокращений);
инотропный (изменяют силу сердечных сокращений);
батмотропный (влияют на возбудимость миокарда);
дромотропный (влияет на проводимость);
тонотропный (влияют на тонус миокарда);
То есть они оказывают влияние на интенсивность обменных процессов.
Парасимпатическая нервная система — отрицательные все 5 явлений; симпатическая нервная система — все 5 явлений положительные.
Влияние парасимпатических нервов.
Отрицательное влияние n.vagus связано с тем, что его медиатор ацетилхолин взаимодействует с М-холинорецепторами.
Отрицательное хронотропное влияние — за счёт взаимодействия между ацетилхолином с М-холинорецепторами синоартиального узла. в результате открываются калиевые каналы (повышается проницаемость для К+), в результате уменьшается скорость медленной диастолической спонтанной поляризации, в итоге уменьшается количество сокращений в минуту (за счёт увеличения продолжительности действия потенциала действия).
Отрицательное инотропное влияние — ацетилхолин взаимодействует с М-холинорецепторами кардиомиоцитов. В результате тормозится активность аденилатциклазы и активируется гуанилатциклазный путь. Ограничение аденилатциклазного пути уменьшает окислительное фосфорилирование, уменьшается количество макроэргических соединений, в итоге уменьшается сила сердечных сокращений.
Отрицательное батмотропное влияние — ацетилхолин взаимодействует и М-холинорецепторами всех образований сердца. В резултате увеличивается проницаемость клеточной мембраны миокардиоцитов для К+. Величина мембранного потенциала увеличивается (гиперполяризация). Разность между мембранным потенциалом и Е критическим увеличивается, а эта разность показатель порога раздражения. Порог раздражения увеличивается — возбудимость уменьшается.
Отрицательное дромоторопное влияние — т. к. возбудимость уменьшается, то малые круговые токи медленнее распространяются, поэтому уменьшается скорость проведения возбуждения.
Отрицательный тонотропный эффект
— под действием n.vagus не происходит активации обменных процессов.
Влияние симпатических нервов.
Медиатор норадреналин взаимодействует с бетта 1-адренорецепротами синоатриального узла. в результате открываются Са 2+ -каналы — повышается проницаемость для К + и Са 2+ . В результате увеличивается скорость мелоенной спонтанной диастолической деполяризации. Продолжительность потенциала действия уменьшается, соответственно частота сердечных сокращений увеличивается — положительный хронотропный эффект.
Положительный инотропный эффект — норадренолин взаимодействует с бетта1- рецепторами кардиоцитов. Эффекты:
активируется фермент аденилатциклаза, т. о. стимулируется окислительное фосфорилирование в клетке с образованием, увеличивается синтез АТФ — увеличивается сила сокращений.
увеличивается проницаемость для Са 2+ , который участвует в мышечных сокращениях, обеспечивая образование актомиозиновых мостиков.
под действием Са 2+ увеличивается активность белка кальмомодулина, который обладает сродством к тропонину, что увеличивает силу сокращений.
активируются Са 2+ -зависимые протеинкиназы.
под действием норадреналина АТФ-азная активность миозина (фермент АТФ-аза). Это самый важный для симпатической нервной системы фермент.
Положительный батмотропный эффект: норадреналин взаимодействует с бетта 1-адренорецепорами всех клеток, увеличивается проницаемость для Na + и Ca 2+ (эти ионы поступают внутрь клетки), т. о. возникает деполяризация клеточной мембраны. Мембранный потенциал приближается к Е критическому (критический уровень деполяризации). Это снижает порог раздражения, а возбуждаемость клетки увеличивается.
Положительное дромотропное влияние — вызвано повышением возбудимости.
Положительное тонотропное влияние
— связано с адаптационно-трофической функцией симпатической нервой системы.
Для парасимпатической нервной системы наиболее важен отрицательный хронотропный эфект, а для симпатической нервной системы — положительное инотропное и тонотропное влияние.
РЕФЕРАТ. Увеличение тонуса парасимпатической нервной системы, вызванное либо стимуляцией вагуса, либо прямым воздействием на мускариновые рецепторы, значительно уменьшает склонность миокарда нормальных и ишемизированных желудочков к развитию фибрилляций. Этот защитный эффект является результатом антагонистического взаимодействия реакций миокарда на повышение нервной и гуморальной активности, влияющих на порог возникновения фибрилляций желудочков: Эти механизмы функционируют как у бодрствующего, так и у анестезированного животного. Полученные результаты, несомненно, имеют большое значение для клинической практики.
ВВЕДЕНИЕ
Вопрос о влиянии парасимпатической нервной системы на возбудимость клеток миокарда желудочков постоянно подвергается переоценке. В настоящее время общепринято, что вагусная иннервация не распространяется на миокард желудочков. С точки зрения клинициста, очевидно, что хотя холинергическое воздействие может оказать влияние на тахикардию, тем не менее место приложения ацетилхолина расположено вне желудочков. С другой стороны, проведенные в последнее время исследования позволяют утверждать, что воздействие со стороны парасимпатической нервной системы может изменять электрические свойства миокарда желудочков . Как было показано несколькими группами исследователей, стимуляция вагуса существенно влияет на возбудимость клеток желудочка и их склонность к фибрилляции . Эти эффекты могут быть опосредованы наличием богатой холинергической иннервации специализированной проводящей системы сердца, которая была обнаружена как в сердце собаки, так и в сердце человека .
Нами было показано, что влияние вагуса на вероятность возникновения фибрилляций желудочков (ФЖ) зависит от фонового уровня тонуса симпатических нервов сердца . Это положение вытекает из ряда экспериментальных наблюдений. Например, влияние вагуса возрастает у торакотомированных животных, у которых проявляется повышенный симпатический тонус, а также во время стимуляции симпатических нервов и инъекции катехоламинов. Такое действие вагуса на склонность желудочков к фибрилляции устраняется при блокаде |3-ре^ цепторов.
До сих пор точно не установлено, способна ли парасимпатическая нервная система изменять склонность желудочков к фибрилляции, развивающейся во время острой ишемии миокарда. Kent и Epstein с.соавт показали, что стимуляция вагуса значительно увеличивает порог ФЖ и уменьшает склонность ишемизированного сердца собаки к фибрилляции. Согг в. Gillis с соавт. обнаружили, что наличие интактных вагусных нервов предупреждает развитие ФЖ во время перевязки левой передней нисходящей артерии сердца наркотизированной хлоралозой кошки, но не дает никаких преимуществ при перевязке правой коронарной артерии. Yoon с соавт. и James с соавт. не смогли выявить какое-либо влияние стимуляции вагуса на порог ФЖ во время окклюзии левой передней нисходящей коронарной артерии собаки. Согг с соавт. даже обнаружили, что стимуляция парасимпатической нервной системы скорее усиливает, чем ослабляет, аритмии, которые возникают при снятии лигатуры с артерии, сопровождаемой реперфузией ишемизироваиного миокарда.
К этому также относится нерешенная проблема, модулирует ли тоническая активность парасимпатической нервной системы электрическую устойчивость клеток желудо"чка животного, находящегося в ненаркотизированном состоянии. Данные, полученные на наркотизированных животных при стимуляции нервов или введения лекарств, представляют собой ценную информацию, однако такие подходы в какой-то мере артефактны, и результаты требуют подтверждения на ненаркотизированном интактном организме. До последнего времени исследования животных в бодрствующем состоянии с такой целью не проводились в связи с отсутствием подходящих биологических моделий для оценки склонности миокарда к ФЖ. Однако эта трудность была преодолена, когда в "качестве надежного показателя склонности сердца к ФЖ использовали порог повторных экстравозбуждений, что позволило в результате отказаться от необходимости вызывать ФЖ и проводить сопутствующие реанимационные процедуры .
Задачи настоящего исследования заключались в следующем: 1) изучить влияние стимуляции вагуса и прямой активации метахолииом мускариновых рецепторов на склонность сердца к ФЖ во время острой ишемии миокарда и при репер-фузии, 2) определить, изменяет ли тоническая активность парасимпатической нервной системы склонность желудочков к фибрилляции при ненаркотизированном состоянии животного, и 3) оценить, имеют ли полученные на животных данные-какое-либо отношение к клиническим задачам.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследования на наркотизированных животных
Исследования были выполнены на 54 здоровых беспородных собаках массой от 9 до 25 кг. Не менее чем за 5 дней до-исследования под общим пентобарбитуратным наркозом проводили вскрытие грудной клетки с левой стороны в четвертом" межреберном пространстве. После обнажения сердца вокруг левой передней нисходящей артерии на уровне ушка левого" предсердия помещали баллончик, связанный с катетером и предназначенный для окклюзии. Катетер выводили под кожей наружу на затылке.
В день исследования собак наркотизировали с помощью а-хлорало"зы 100 мг/кг внутривенно. Искусственное дыхание поддерживали через эндотрахеальную трубку, соединенную с насосом Harvard, подающим смесь комнатного воздуха со 100% кислородом.Подачу кислорода в смеси осуществляли таким образом, чтобы артериальное рО2, находилось между 125 и 225 мм рт. ст. рН артериальной крови поддерживали в диапазоне от 7,30 до 7,55. Артериальное давление в брюшной аорте изменяли с помощью катетера, введенного через бедренную артерию и присоединенного к датчику давления Statham P23Db. Электрограмму (ЭГ) правого желудочка регистрировали с помощью монополярного внутриполостного отведения.
Исследование сердца
В течение всего эксперимента при помощи стимуляции правого желудочка поддерживали постоянный ритм сердца. Для поддержания искусственного ритма и нанесения тестирующих стимулов использовали биполярный катетер (Medtronic №5819), введенный через правую яремную вену и помещенный под флюороскопическим контролем в районе верхушки правого желудочка. Поддержание искусственного ритма достигалось "стимулами, амплитуда которых на 50-100% была выше порога, межстимуляциотаный интервал составлял от 333 до 300 мс, что соответствует частотам возбуждения желудочка от 180 до 200 в минуту.
Порог фибрилляции желудочков определяли с помощью одиночного стимула длительностью 10 мс. Это определение состояло в следующем: электрическую диастолу исследовали с помощью импульса 4 мА с интервалом 10 мс, начиная от конца эффективного рефрактерного периода до завершения Г-волны. Затем величину тока увеличивали с шагом 2 мА и при такой величине стимула продолжали исследование диастолы в течение 3 с. Наименьшую интенсивность стимула, вызывающую ФЖ, принимали в качестве порога ФЖ.
Использовали следующий протокол эксперимента: полная окклюзия левой передней нисходящей коронарной артерии достигалась надуванием заранее имплантированного катетера с баллоном и продолжалась в течение 10 мин. Во время окклюзии порог ФЖ оценивали с минутным интервалом. Через 10 мин после начала окклюзии резко уменьшали давление в баллоне и снова определяли порог ФЖ. Осуществляли две окклюзии с экспериментальным исследованием и без него, разделенных интервалом по крайней мере 20 мин .
Дефибрилляцию производили обычно за 3 с с помощью импульса постоянного тока, получаемого при разряде конденштора с энергоемкостью 50-100 Вт"С от дефибриллятора.11 лупа. Эта реанимационная процедура существенно не влияет на стабильность порога ФЖ.
Стимуляция вагуса
Шейный вагосимпатический ствол перерезали с двух сторон на 2 см ниже места бифуркации сонной артерии. К дисталь-иым концам перерезанного нерва прикрепляли изолированные биполярные электроды. Раздражение нерва производили с помощью прямоугольных импульсов длительностью 5 мс и напряжением 3-15 В при частоте стимуляции 20 Гц. Амплитуду раздражающих импульсов подбирали таким образом, чтобы при независимом раздражении либо правого, либо левого ство-дов вагуса достигалась остановка сердца. Порог фибрилляции желудочков определяли до, во время и после двусторонней стимуляции вагуса. Частоту сердечного ритма во время определения порога ФЖ постоянно искусственно поддерживали на уровне 200 ударов в минуту.
Введение метахолина
Внутривенное введение мускаринового агониста - хлорида ацетил-(Б,Ь)-бета-метилхолина (J. Т. Baker Company) в физиологическом растворе осуществляли со скоростью 5 мкг/ (кг-мин), используя инфузионный насос «Harvard». Максимальный эффект на порог ФЖ достигался через 30 мин после начала введения; в этот момент начинали проведение всей последовательности тестирований с окклюзией коронарной артерии и реперфузией. Введение вещества продолжалось в течение всего исследования.
ИССЛЕДОВАНИЯ НА БОДРСТВУЮЩИХ ЖИВОТНЫХ
Исследования проводили на 18 взрослых беспородных собаках массой от 10 до 15 кг.
Для проведения обратимой холодовой блокады парасимпатической активности нервов сердца был разработан специальный метод. Для этого выделяли часть вагосимпатического ствола длиной 3-4 см и помещали его на шее в кожную трубку. Таким образом, по обе стороны шеи были созданы «вагусные петли», которые отделяли изолированные сегменты нервов от других шейных структур. Это позволяло поместить вокруг вагусных петель охлаждающие наконечники для того, чтобы произвести обратимую блокаду нервной активности.
Относительный вклад активности вагусных афферентов и эфферентов в эффект, производимый охлаждением, определяли путем сравнения результатов, полученных при охлаждении вагуса с селективной блокадой вагусных эфферентов при внут-ривенно-м введении атропина.
Исследование сердца:
Для изучения склонности сердца к ФЖ использовали метод определения порога повторных экстравозбуждений (ПЭ) как описано ранее . Вкратце, порог склонности к ФЖ оценивался следующим образом: при поддержании постоянной частоты сердечного ритма 220 ударов в минуту сканирование повторным стимулом для определения порога ПЭ осуществляли при интенсивности стимула, равной двойному значению порога в середине диастолы, начиная с 30 мс после окончания рефрактерного периода. Тестирующий стимул подавали с каждым разом все раньше с шагом 5 мс, пока не подходили к концу рефрактерного периода. Если при этом не возникали ПЭ, амплитуду стимула увеличивали на 2 мА и повторяли процесс сканирования. Порог ПЭ считали равным минимальному значению тока, при котором ПЭ возникали в двух из каждых трех попыток. Порог ПЭ принимали в качестве порога уязвимости OK ФЖ.
Для изучения влияния симпатических - парасимпатических взаимодействий в состоянии бодрствования собак помещали в стрессогенные условия, которые увеличивают поступление в сердце адренергических агониетов .
Стрессогенные условия заключались в закреплении собаки в станке Павлова, что вызывало ограничение двигательных возможностей. К сердечным катетерам подключали кабели для непрерывного наблюдения за ЭГ, подачи стимулов от искусственного водителя ритма и тестирующих стимулов. Отдельный удар электрическим током длительностью 5 мс осуществляли от дефибриллятора через медные пластины (80 см2), прикрепленные к грудной клетке. Собак оставляли в ремнях на 10 мин до нанесения электрического удара и еще на 10 мин после подачи тока. Процедуру повторяли 3 дня подряд. На 4-й день нанесения электрического удара исследовали влияние стрессогенных условий содержания на пороговый период уязвимости сердца к ФЖ до и во время блокады вагусных эфферентов атропином (0,05 мг/кг).
РЕЗУЛЬТАТЫ
15л и ниие стимуляции холинергических нервов на склонность сердца к ФЖ во время ишемии 1миокарда и при реперфузии
Изучение влияния стимуляции вагуса на порог ФЖ до и и<> время 10-минутного периода окклюзии передней левой нисходящей коронарной артерии с последующим внезапным иоостановлением кровотока было проведено на 24 собаках, наркотизированных хлоралозой. В отсутствие стимуляции вагуса окклюзия коронарной артерии и реперфузия приводили к значительному снижению порога фибрилляции (рис. 1), Снижение порога происходило в первые 2 мин после окклюзии и продолжалось от 5 до 7 мин. Затем порог быстро возвращался к значению, наблюдаемому в контроле до окклюзии. После восстановления проводимости коронарной артерии падение порога происходило почти мгновенно - за 20-30 с, но продолжалось недолго - менее 1 мин. Стимуляция вагуса значительно повышала порог ФЖ до окклюзии коронарной артерии (от 17±2 мА до З3.±4 мА, р<0,05) и уменьшала снижение порога, связанное с ишемией миокарда (18±4 мА по сравнению с 6±1 мА без стимуляции, р<С0,05). Во время реперфузии никакого защитного действия стимуляции вагуса не обнаружено (3±1 мА по сравнению с 5±1 мА без стимуляции).
Влияние селективной "Стимуляции мускариновых рецепторов с помощью метахолина на уязвимость сердца к ФЖ исследовали на 10 собаках. Введение метахолина приводило к результатам, качественно аналогичным тем, которые были получены при стимуляции вагуса. Так, метахолин повышал порог ФЖ до и во время окклюзии коронарной артерии, но был неэффективен при падении порога, связанном с реперфузи-ivii (рис. 2).
Влияние активности вагуса на склонность сердца
и спонтанным ФЖ при ишемии миокарда и реперфузии
Исследование влияния стимуляции вагуса на появление спонтанной ФЖ при окклюзии левой передней нисходящей коронарной артерии и артерии межжелудочковой перегородки было проведено дополнительно на 16 собаках. С помощью искусственной стимуляции желудочка поддерживали постоянную частоту сердечного ритма, равную 180 уд/мин. В отсутствие стимуляции вагуса окклюзия коронарной артерии вы-нвала ФЖ у 7 из 10 собак (70%), в то время как при одновременной стимуляции вагуса спонтанная ФЖ при окклюзии
Этот вопрос был изучен на 10 бодрствующих собаках, у которых оба вагуса были хронически выделены на шее в кожные трубки. Импульсацию в вагосимпатическом стволе обратимо блокировали при помощи охлаждающих наконечников, помещенных вокруг кожных вагусных петель. Холодовая блокада левой и правой вагусных петель увеличивала частоту сердечного ритма с 95+5 ударов в минуту до 115±7 и 172+ + 16 ударов в минуту соответственно. Когда обе вагусные петли были охлаждены одновременно, частота сердечного ритма увеличилась до 208+20 ударов в минуту. Все изменения частоты сердечного ритма были статистически достоверны с р< 0,01 (рис. 4).
Исследование влияния селективной блокады вагусных эф-! ферентов с помощью атропина на порог ПЭ было проведено на 8 бодрствующих собаках, содержавшихся в стрессогенных условиях, создаваемых с помощью иммобилизации в станке Павлова с нанесением чрезкожного удара электрическим током средней тяжести. До выключения воздействия на сердце вагусной импульсации порог ПЭ составлял 15+1 мА. При введении атропина (0,05 мг/кг) порог значительно снизился и составил 8±1 мА (снижение на 47%, р<0,0001) (рис. 5).
Этот эффект развивался независимо от изменений сердечного ритма, так как частота сердечного ритма поддерживалась постоянной на уровне 200 ударов в минуту в течение всего времени проведения электрического тестирования. Блокада вагуса с помощью атропина несущественно влияла на порог ПЭ у собак, содержавшихся в клетках с нестреосогенными условиями (22+2 мА и 19+3 мА до и при действии вещества соответственно).
ОБСУЖДЕНИЕ
В настоящее время накоплено значительное количество данных, указывающих на наличие прямого влияния парасимпатической нервной системы на хронотропные и изотропные свойства и возбудимость миокарда желудочков. Значительно меньше доказано, является ли величина этого влияния достаточной, чтобы объяснить некоторое защитное действие от возникновения ФЖ активности холинергических нервов в ише-мизированном сердце. Кроме того, мало известно о значении активности парасимпатических нервов в склонности сердца к ФЖ в двух различных условиях, которые, возможно, играют важную роль в возникновении внезапной смерти у человека а именно при внезапной окклюзии коронарной артерии и восстановлении ее проходимости с реперфузией ишемизиро-ванной области. До сих пор не определено значение тонической активности вагуса для уменьшения склонности к ФЖ. Еще один нерешенный вопрос состоит в том, может ли такая тоническая активность парасимпатической нервной системы влиять на склонность желудочков к фибрилляции при слабых психофизиологических стрессах. Настоящее исследование проливает некоторый свет на эти вопросы.
Эффект стимуляции вагуса во время ишемии миокарда и при реперфузии
Мы установили, что интенсивная парасимпатическая активность, возникающая при электрическом раздражении децентрализованного вагуса, или прямая стимуляция мускарино-вых рецепторов с помощью метахолина уменьшает склонность сердца собаки к ФЖ во время острой ишемии миокарда. Это также подтверждается наблюдениями, показывающими, что увеличение холинертичеокой активности значительно уменьшает падение порога ФЖ и склонность к спонтанным ФЖ во время окклюзии коронарной артерии. Эти эффекты не связаны с изменением сердечного ритма, так как его частоту поддерживали на постоянном уровне с помощью искусственного водителя ритма. Ни стимуляция вагуса, ни активация мускари-новых рецепторов не оказывали никакого положительного действия во время реперфузии.
Что же обусловливает различное влияние парасимпатической нервной системы на порог ФЖ во время ишемии миокарда и во время реперфузии? Предполагают, что склонность сердца к ФЖ при окклюзии "коронарной артерии и при реперфузии обусловлена различными механизмами . Вероятно, основную роль в увеличении склонности сердца к ФЖ во время острой окклюзии коронарной артерии играет рефлекторная активация симпатической нервной системы в сердце . Эту гипотезу подтверждает то, что изменение в поступлении адренергических веществ в сердце хорошо коррелирует с развитием во времени снижения порога ФЖ и появлением спонтанных ФЖ при окклюзии коронарной артерии . Если воздействие симпатических аминов на миокард уменьшено хирургическими или фармакологически-iin методами , то при этом достигается значительный защитный эффект против вызванных ишемией ФЖ. Таким образом, активность парасимпатической нервной системы уменьшает склонность сердца к ФЖ во время окклюзии коронарной артерии "благодаря противодействию профибриллятор-ному влиянию увеличенной адренергилеской активности. Такой положительный эффект увеличения холинергической активности может быть следствием ингибирования освобождения норадреналипа из симпатических нервных окончаний либо следствием уменьшения реакции рецепторов на воздействие катехоламинов .
Однако увеличение склонности миокарда к фибрилляции во время реперфузии, по-видимому, обусловлено неадренер-гическими факторами. Имеющиеся в настоящее время данные указывают на то, что это явление может быть связано продуктами метаболизма, вымываемыми в кровь при клеточной ишемии и некрозе . Было показано, что если кровоток в ишемическом миокарде восстанавливается постепенно или если перфузия производится раствором, лишенным кислорода, частота случаев появления желудочковых аритмий при восстановлении кровотока существенно снижается . Наблюдения, показывающие, что ФЖ возникает в течение нескольких секунд после внезапного восстановления коронарного артериального кровотока, также указывают на участие в этом процессе вымываемых из поврежденной зоны продуктов метаболизма . Предотвращение воздействия симпатических веществ на сердце с помощью хирургического или фармакологического вмешательства оказывается неэффективным для предупреждения ФЖ при восстановлении кровотока. А так как холинергические агонисты проявляют свое защитное влияние лишь через антиадренергическое действие, это может частично объяснить их неспособность уменьшить склонность миокарда к ФЖ во время реперфузии.
Сильное влияние активности парасимпатической нервной системы на частоту сердечного ритма может существенно изменить действие стимуляции вагуса на склонность желудочка к аритмиям. Например, Kerzner с соавт. показали, что стимуляция вагуса не полностью подавляет аритмии, возникающие при инфаркте миокарда. Напротив, эти исследователи обнаружили, что увеличение активности парасимпатической нервной системы или введение ацетилхолина неизменно вызывает желудочковую тахикардию во время спокойной без аритмий фазы инфаркта миокарда у собак. Такое аритмоген-ное действие полностью зависит от частоты сердечного ритма и может быть предупреждено с помощью искусственного водителя ритма.
Влияние тонической активности парасимпатической нервной системы на склонность желудочков к фибрилляции у животных, находящихся в бодрствующем состоянии
Результаты настоящего исследования указывают на то, ч:то в покое в состоянии бодрствования собаки ее сердце испытывает значительное тоническое влияние парасимпатической нервной системы. Холодовая блокада либо правого, либо левого вагуса приводит к существенным изменениям частоты сердечного ритма; однако эффект более выражен при блокаде правого вагуса (см. рис. 4). Это соответствует тому, что правый вагус оказывает преобладающее воздействие на синоат-риальный узел с некоторым наложением влияния от левого «агуса . Таким образом, максимальное увеличение частоты сердечного ритма возникает при одновременном охлаждении правого и левого вагусных нервов.
Установив, что тоническая активность парасимпатической нервной системы оказывает значительное влияние на пей-смекерную ткань, имеет смысл исследовать, можно ли выявить какое-либо влияние активности вагуса на электрические свойства желудочка. В этих экспериментах для селективной блокады активности вагусных эфферентов использовали атропин. Собак помещали в станок Павлова для иммобилизации с целью повышения симпатического влияния на сердце . Такая планировка эксперимента позволяла изучать влияние взаимодействия симпатических и парасимпатических реакций на склонность миокарда к ФЖ у бодрствующих животных. Нами установлено, что введение относительно низких доз атропина (0,05 мг/кг) приводит почти к 50% снижению порога фибрилляции желудочков. Это позволяет сделать вывод, что значительная тоническая активность вагуса у бодрствующего животного, содержащегося в стрессогенных условиях, ча-стично ослабляет профибрилляторное влияние эверсивных психофизиологических стимулов.
Кроме того, при использовании такой экспериментальной схемы защитное действие вагуса скорее всего обусловлено антагонистическим к адренергическому механизму действием. Это предположение подтверждается двумя типами наблюдений. Во-первых, наши предыдущие исследования показали, что склонность миокарда к фибрилляции в такой модели стрессогенных услоиий тесно коррелирует с уровнем циркулирующих в крови катехоламинов и что предупреждение симпатического влияния на сердце либо с помощью бета-блокады, либо при симпатэктомии существенно снижает вызванное стрессогенными условиями увеличение склонности к фибрилляции . Во-вторых, наблюдения De Silva с соавт. показывают, что увеличение тонического воздействия парасимпатической нервной системы при введении морфина собакам, находящимся в стрессогенных условиях иммобилизации, по-... вышает порог ФЖ до величины, наблюдаемой при отсутствии стрессорных воздействий. Когда активность вагусных эфферентов блокируется атропином, основная часть защитного действия морфина исчезает. Введение морфина в нестрессо-генных условиях не способно изменить порог ФЖ, видимо, потому, что в этих условиях адренергичеокое влияние на сердце слабое.
Эти данные указывают, что активация блуждающих нервов независимо от того, возникает ли она спонтанно или вызвана фармакологическим агентом, имеет защитное действие на миокард, снижая его склонность к ФЖ при стрессе. Это благотворное влияние скорее всего обусловлено антагонистическим влиянием повышенной активности парасимпатической нервной системы на эффект увеличения адренергической активности в сердце.
КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Более 40 лет назад было показано, что введение холинергического вещества - хлорида ацетил-бета-метилхолина, предупреждает желудочковые аритмии, вызванные у человека введением адреналина . В последнее время в ряде исследований сообщалось, что воздействия, аналогичные активации парасимпатической нервной системы, как, например, стимуляция каротидного синуса или введение ваготониче-ских агентов , снижают частоту желудочковых экстрасистол и предупреждают желудочковую тахикардию. Так как сердечные гликозиды увеличивают тоническое влияние блуждающего нерва на сердце, мы использовали это действие дигиталиса для подавления желудочковых аритмий . Однако в этой клинической области требуются дальнейшие исследования.
Это исследование было проведено Научно-исследовательской лабораторией сердечно-сосудистых заболеваний Гарвардской школы здравоохранения, Бостон, штат Массачусетс. Оно было также поддержано субсидией МН-21384 Национального института психического здоровья и субсидией HL-07776 Национального института сердца, легких и крови Национальных институтов здоровья, Бетезда, штат Мэриленд.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Kent К . М ., Smith Е . R., Redwood D. R. et al. Electrical stability of acu-
tely ischemic myocardium: influences of heart rate and vagal stimulation.-Circulation, 1973, 47: 291-298.
2. Kent K. M., Epstein S. E., Cooper T. et al. Cholinergic innervation of the
canine and human ventricula conducting system: anatomic and elec-trophysiologic correlation.-Circulation, 1974, 50: 948-955.
3. Kolman B. S-, Verrier R. L., Lown B. The effect of vagus nerve stimula-
tion upon vulnerability of the canine ventricular. Role of cympathetic-parasympathetic interactions.-Circulation, 1975, 52: 578-585.
4. Weiss Т ., Lattin G. M., Engelman K. Vagally mediated supression of pre-
mature ventricular contractions in man.-Am. Heart J., 1977, 89: 700- 707.
5. Waxman M. В ., Wald R. W. Termination of ventricular tacycardia by an
increase in cardiac vagal drive.-Criculation, 1977, 56: 385-391.
6. Kolman B. S., Verrier R. L., Lown B. Effect of vagus nerve stimulation
upon excitability of the canine ventricle: role of sympathetic-parasympa-thetic interactions.-Am. J. Cardiol., 1976, 37: 1041-1045.
7. loon M. S., Han J., Tse W. W. et al Effects of vagal stimulation, atropine,
and propranolol on fibrillation threshold of normal and ischemic ventricles.-Am. Heart J., 1977, 93: 60-65.
8. Lown В ., Verrier R. L. Neural activity and ventricular fibrillation.-New
Engl. J. Med., 1976, 294: 1165-1170.
9. Coor P. В ., Gillis R. A. Role of the vagus in the cardiovascular chenges
induced by coronary occlusion.- Circulation 1974, 49: 86-87.
10. Coor P. В ., Pearle D. L., Gillis R. A. Coronary occlusion site as a determi
nant of the cardiac rhythm effects of atropine and vagotomy.-Am. He
art J., 1976, 92: 741-749.
11. James R. G. G., Arnold J. M. O., Allen 1. D. et al. The effects of heart
rate, myocardial ischemia and vagal stimulation on the threshold for ventricular fibrillation.-Circulation, 1977, 55: 311-317.
12. Corr P. В ., Penkoske P. A., Sobel В . Е . Adrenergic influences on arrhyrh-
mias due to coronary occlusion and reperfusion.-Br. Heart J., 1978, 40 (suppl.), 62-70.
13. Matta R. J., Verrier R. L., Lown B. The repetitive extrasystole as an in
dex of vulberability to ventricular fibrillation.-Am. J. Physiol., 1976,
230: 1469-1473.
14. Lown В ., Verrier R. L., Corbalan R. Psychologic stress and threshold
for repetitive ventricular response.-Science, 1973, 182: 834-836.
15. Axelrod P. J., Verrier R. L., Lown B. Vulnerability to ventricular fibril-
lation during acute coronary arterial occlusion and release.-Am. J. Car-diol, 1976, 36: 776-782.
16. Corbalan R., Verrier R. L., Lown B. Differing mechanisms for ventricular
vulnerability during coronary artery occlusion and release.-Am. Heart
Т ., 1976, 92: 223-230.
17. DeSilva R. A., Verrier R. L., Lown B. Effect of psycholofic stress and
sedation with morphine sulfate on ventricular vulnerability.-Am. Heart J., 1978, 95: 197-203.
18. Liang В ., Verrier R. L, Lown B. et al. Correlation between circulation
catecholamme levels and ventricular vulnerability during psychologic stress in conscius dogs.-Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1979, 161:266- 269.
19. Malliani A., Schwartz P. L, Zanchetti A. A sympathetic reflex elicited by
experimental coronary occlusion.-Am. J. Physiol., 1969, 217: 703-709.
20. Kelliher G. ]., Widmer C, Roberts J. Influence of the adrenal medulla
on cardiac rhythm disturbances following acute coronary artery occlu
sion.-Recent. Adv. Stud. Cardiac. Struct. Metab.; 1975, 10: 387-400.
21. Harris A. S., Otero H., Bocage A. The induction of arrhythmias by sym
pathetic activity before and after occlusion of a coronary artery in the
canine heart.-J. Electrocardiol., 1971, 4: 34 -43.
22. Khan M. L, Hamilton J. Т ., Manning G. W. Protective effects of beta-
adrenoceptor blockade in experimental occlusion in conscious dogs.- Am. J. Cardiol., 1972, 30: 832-837.
23. Levy M. N., Blattberg B. Effect of vagal stimulation on the overflow of
norepinephrine into the coronary sinus during cardiac sympathetic ner
ve stimulation in the dog.-Circ. Res.. 1976, 38: 81-85.
24. Watanabe A. M., Besch H. R. Interaction between cyclic adenosine mo-
nophosphate and cyclic guanosine monophosphate in guinea pig ventri
cular myocardium.-Circ. Res., 1975, 37: 309-317.
25. Surawicz B. Ventricular fibrillation.-Am. J. Cardiol., 1971
26. Petropoulos P. C, Jaijne N. G. Cardiac function during perfusion of the
circumflex coronary artery with venous blood, low molecular weignt
dextran in Tyrode solution.-Am. Heart J., 1964, 68: 370-382.
27. Sewell W. M., Koth D. R., Huggins С . Е . Ventricular fibrillation in dogs
after sudden return of flow to the coronary artery.-Surgery, 1955, 38
1050-1053.
28. Bagdonas A. A., Stuckey J. H., Piera J. Effects of ischemia and hypoxia
on the specialized conducting system of the canine heart.-Am. Heart
J., 1961, 61: 206-218.
29. Danese С Pathogenesis of ventricular fibrillation in coronary occlusion.-
JAMA, 1962, 179: 52-53.
30. Kerzner J., Wolf U., Kosowsky B. D. et al. Ventricular ectopic rhythms
following vagal stimulation in dogs with acute myocardial infarction.-
Circulation, 1973, 47:44-50.
31. Haggins С . В ., Vainer S. F., Braunwald E. Parasympathetic control of
the heart.-Pharmacol. Rev., 1973, 25: 119-155.
32. Verrier R. L., Lown B. Effect of left stellectomy on enhanced cardiac
vulnerability induced by psychologic stress (abstr.).-Circulation, 1977,
56:111-80.
33. Nathanson M. H. Action of acetyl beta methyolcholin on ventricular
hrythm induced by adrenalin.-Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1935, 32: 1297-1299.
34. Cope R. L. Suppressive effect of carotid sinus on premature ventricular
beats in certain instances.-Am. J. Cardiol., 1959, 4: 314-320.
35. Lown В ., Levine S. A. The carotid sinus: clinical value of its stimulati
on.-Circulation, 1961, 23: 776-789.
36. Lorentzen D. Pacemaker-induced ventricular tacycardia: reversion to
normal sinus rhythm by carotid sinus massage.-JAMA, 1976, 235: 282-283.
37. Waxman M. В ., Downar E., Berman D. et al. Phenylephrine (Neosyne-
phrine R) terminated ventricular tachycardia.-Circulation, 1974, 50:
38. Weiss Т ., Lattin G. M., Engelman K. Vagally mediated suppression of
premature ventricular contractions in man.-Am. Heart J., 1975, 89: 700-707.
39. Lown В ., Graboys Т . В ., Podrid P. J. et al. Effect of a digitalis drug on
ventricular premature beats (VPBs).-N. Engl. J. Med., 1977, 296: 301-306.
Под регуляцией работы сердца понимают ее приспособление к потребностям организма в кислороде и питательных веществах, реализуемое через изменение кровотока.
Поскольку является производным от частоты и силы сокращений сердца, то регуляция может осуществляться через изменение частоты и (или) силы его сокращений.
Особенно мощное влияние на работу сердца оказывают механизмы его регуляции при физической нагрузке, когда ЧСС и ударный объем могут увеличиваться в 3 раза, МОК — в 4-5 раз, а у спортсменов высокого класса — в 6 раз. Одновременно с изменением показателей работы сердца при изменении физической активности, эмоционального и психологического состояния человека изменяются его метаболизм и коронарный кровоток. Все это происходит благодаря функционированию сложных механизмов регуляции сердечной деятельности. Среди них выделяют внутрисердечные (интракардиальные) и внесердечные (экстракардиальные) механизмы.
Интракардиальные механизмы регуляции работы сердца
Интракардиальные механизмы, обеспечивающие саморегуляцию сердечной деятельности, подразделяют на миогенные (внутриклеточные) и нервные (осуществляемые внутрисердечной нервной системой).
Внутриклеточные механизмы реализуются за счет свойств миокардиальных волокон и проявляются даже на изолированном и денервированном сердце. Один из этих механизмов отражен в законе Франка — Старлинга, который называют также законом гетерометрической саморегуляции или законом сердца.
Закон Франка — Старлинга утверждает, что при увеличении растяжения миокарда во время диастолы увеличивается сила его сокращения в систолу. Такая закономерность выявляется при растяжении волокон миокарда не более чем на 45% от их исходной длины. Дальнейшее растяжение миокардиальных волокон приводит к снижению эффективности сокращения. Сильное растяжение создает опасность развития тяжелой патологии сердца.
В естественных условиях степень растяжения желудочков зависит от величины конечно-диастолического объема, определяемого наполнением желудочков кровью, поступающей во время диастолы из вен, величиной конечно-систолического объема, силой сокращения предсердий. Чем больше венозный возврат крови к сердцу и величина конечно-диастолического объема желудочков, тем больше сила их сокращения.
Увеличение притока крови к желудочкам называют нагрузкой объемом или преднагрузкой. Прирост сократительной активности сердца и возрастание объема сердечного выброса при увеличении преднагрузки не требуют большого увеличения энергетических затрат.
Одна из закономерностей саморегуляции сердца была открыта Анрепом (феномен Анрепа). Она выражается в том, что при увеличении сопротивления выбросу крови из желудочков сила их сокращения возрастает. Такое увеличение сопротивления изгнанию крови получило название нагрузки давлением или постнагрузки. Оно возрастает при повышении крови. В этих условиях резко возрастает работа и энергетические потребности желудочков. Увеличение сопротивления изгнанию крови левым желудочком может развиться также при стенозе аортального клапана и сужении аорты.
Феномен Боудича
Еще одна закономерность саморегуляции сердца отражена в феномене Боудича, называемом также феноменом лестницы или законом гомеометрической саморегуляции.
Лестница Боудича (ритмоионотропная зависимость 1878 г.) — постепенное увеличение силы сердечных сокращений до максимальной амплитуды, наблюдаемое при последовательном нанесении на него раздражителей постоянной силы.
Закон гомеометрической саморегуляции (феномен Боудича) проявляется в том, что при увеличении частоты сердечных сокращений сила сокращений возрастает. Одним из механизмов усиления сокращения миокарда является увеличение содержания ионов Са 2+ в саркоплазме миокардиальных волокон. При частых возбуждениях ионы Са 2+ не успевают удаляться из саркоплазмы, что создает условия для более интенсивного взаимодействия между актиновыми и миозиновыми нитями. Феномен Боудича был выявлен на изолированном сердце.
В естественных условиях проявление гомеометрической саморегуляции можно наблюдать при резком повышении тонуса симпатической нервной системы и увеличении в крови уровня адреналина. В клинических условиях некоторые проявления этого феномена можно наблюдать у больных при тахикардии, когда частота сокращений сердца быстро возрастает.
Нейрогенный внутрисердечныи механизм обеспечивает саморегуляцию работы сердца за счет рефлексов, дуга которых замыкается в пределах сердца. Тела нейронов, составляющих эту рефлекторную дугу, располагаются во внутрисердечных нервных сплетениях и ганглиях. Интракардиальные рефлексы запускаются с рецепторов растяжения, имеющихся в миокарде и коронарных сосудах. Г.И. Косицким в эксперименте на животных было установлено, что при растяжении правого предсердия рефлекторно усиливается сокращение левого желудочка. Такое влияние с предсердий на желудочки выявляется лишь при низком давлении крови в аорте. Если же давление в аорте высокое, то активация рецепторов растяжения предсердий рефлекторно угнетает силу сокращения желудочков.
Экстракардиальные механизмы регуляции работы сердца
Экстракардиальные механизмы регуляции сердечной деятельности подразделяют на нервные и гуморальные. Эти механизмы регуляции происходят при участии структур, находящихся вне сердца (ЦНС, внесердечные вегетативные ганглии, железы внутренней секреции).
Внутрисердечные механизмы регуляции работы сердца
Внутрисердечные (интракардиальные) механизмы регуляции - регуляторные процессы, возникающие внутри сердца и продолжающие функционировать в изолированном сердце.
Внутрисердечные механизмы, подразделяются на: внутриклеточные и миогенные механизмы. Примером внутриклеточного механизма регуляции является гипертрофия клеток миокарда за счет усиления синтеза сократительных белков у спортивных животных или животных, занимающихся тяжелой физической работой.
Миогенные механизмы регуляции деятельности сердца включают гетерометрический и гомеометрический типы регуляции. Примером гетерометрической регуляции может служить закон Франка — Старлинга, который гласит, что чем больше приток крови к правому предсердию и соответственно увеличение длины мышечных волокон сердца во время диастолы, тем сильнее сокращается сердце во время систолы. Гомеометрический тип регуляции зависит от давления в аорте — чем больше давление в аорте, тем сильнее сокращается сердце. Другими словами, сила сердечного сокращения увеличивается при возрастании сопротивления в магистральных сосудах. При этом длина сердечной мышцы не меняется и поэтому данный механизм называется гомеометрическим.
Саморегуляция сердца — способность кардиомиоцитов самостоятельно изменять характер сокращения при изменении степени растяжения и деформации мембраны. Данный тип регуляции представлен гетерометрическим и гомеометрическим механизмами.
Гетерометрическии механизм - рост силы сокращения кардиомиоцитов при увеличении их исходной длины. Опосредован внутриклеточными взаимодействиями и связан с изменением взаиморасположения актиновых и миозиновых миофиламентов в миофибриллах кардиомиоцитов при растяжении миокарда кровью, поступающей в полости сердца (увеличение количества миозиновых мостиков, способных соединить миозиновые и актиновые нити во время сокращения). Этот вид регуляции был установлен на сердечно-легочном препарате и сформулирован в виде закона Франка — Старлинга (1912).
Гомеометрическии механизм — увеличение силы сердечных сокращений при возрастании сопротивления в магистральных сосудах. Механизм определяется состоянием кардиомиоцитов и межклеточными отношениями и не зависит от растяжения миокарда притекающей кровью. При гомеометрической регуляции растет эффективность энергообмена в кардиомиоцитах и активизируется работа вставочных дисков. Данный вид регуляции впервые открыт Г.В. Анрепом в 1912 г. и обозначается как эффект Анрепа.
Кардиокарднальные рефлексы — рефлекторные реакции, возникающие в механорецепторах сердца в ответ на растяжение его полостей. При растяжении предсердий сердечный ритм может как ускоряться, так и замедляться. При растяжении желудочков, как правило, наблюдается урежение сердечных сокращений. Доказано, что эти реакции осуществляются с помощью внутрисердечных периферических рефлексов (Г.И. Косицкий).
Внесердечные механизмы регуляции работы сердца
Внесердечные (экстракардиальные) механизмы регуляции - регуляторные влияния, возникающие вне пределов сердца и не функционирующие в нем изолированно. К экстракардиальным механизмам относятся нервно-рефлекторная и гуморальная регуляция деятельности сердца.
Нервная регуляция работы сердца осуществляется симпатическими и парасимпатическими отделами вегетативной нервной системы. Симпатический отдел стимулирует деятельность сердца, а парасимпатический угнетает.
Симпатическая иннервация берет начало в боковых рогах верхних грудных сегментов спиною мозга, где находятся тела преганглионарных симпатических нейронов. Достигнув сердца, волокна симпатических нервов проникают в миокард. Поступающие по постганглионарным симпатическим волокнам импульсы возбуждения вызывают высвобождение в клетках сократительного миокарда и клетках проводящей системы медиатора норадреналина. Активация симпатической системы и выделение при этом норадреналина оказывает определенные эффекты на сердце:
- хронотропный эффект — увеличение частоты и силы сердечных сокращений;
- инотропный эффект — увеличение силы сокращений миокарда желудочков и предсердий;
- дромотропный эффект — ускорение проведения возбуждения в атриовентрикулярном (предсердно-желудочковый) узле;
- батмотропный эффект — укорочение рефрактерного периода миокарда желудочков и повышение их возбудимости.
Парасимпатическая иннервация сердца осуществляется блуждающим нервом. Тела первых нейронов, аксоны которых образуют блуждающие нервы, находятся в продолговатом мозге. Аксоны, образующие преганглионарные волокна, проникают в кардиальные интрамуральные ганглии, где располагаются вторые нейроны, аксоны которых образуют постганглионарные волокна, иннервирующие синоатриальный (синусно-предсердный) узел, атриовентрикулярный узел и проводящую систему желудочков. Нервные окончания парасимпатических волокон выделяют медиатор ацетилхолин. Активация парасимпатической системы оказывает на сердечную деятельность отрицательный хроно-, ино-, дромо-, батмотропный эффекты.
Рефлекторная регуляция работы сердца также происходит при участии вегетативной нервной системы. Рефлекторные реакции могут тормозить и возбуждать сердечные сокращения. Эти изменения работы сердца возникают при раздражении различных рецепторов. Например, в правом предсердии и в устьях полых вен имеются механорецепторы, возбуждение которых вызывает рефлекторное учащение сердечных сокращений. В некоторых участках сосудистой системы имеются рецепторы, активирующиеся при изменении давления крови в сосудах — сосудистые рефлексогенные зоны, обеспечивающие аортальные и синокаротидные рефлексы. Рефлекторное влияние с механорецепоров каротидного синуса и дуги аорты особенно важно при повышении кровяного давления. При этом происходит возбуждение этих рецепторов и повышается тонус блуждающего нерва, в результате чего возникает торможение сердечной деятельности и понижается давление в крупных сосудах.
Гуморальная регуляция - изменение деятельности сердца под влиянием разнообразных, в том числе и физиологически активных, веществ, циркулирующих в крови.
Гуморальная регуляция работы сердца осуществляется с помощью различных соединений. Так, избыток ионов калия в крови приводит к уменьшению силы сердечных сокращений и снижению возбудимости сердечной мышцы. Избыток ионов кальция, наоборот, увеличивает силу и частоту сердечных сокращений, повышает скорость распространения возбуждения по проводящей системе сердца. Адреналин повышает частоту и силу сердечных сокращений, а также улучшает коронарный кровоток в результате стимуляции p-адренорецепторов миокарда. Аналогичное стимулирущее действие оказывает на сердце гормон тироксин, кортикостероиды, серотонин. Ацетилхолин уменьшает возбудимость сердечной мышцы и силу ее сокращений, а норадреналин стимулирует сердечную деятельность.
Недостаток кислорода в крови и избыток диоксида углерода угнетают сократительную активность миокарда.
Сердце человека, непрерывно работая, даже при спокойном образе жизни нагнетает в артериальную систему около 10 т крови в сутки, 4000 т в год и около 300 000 т за всю жизнь. При этом сердце всегда точно реагирует на потребности организма, постоянно поддерживая необходимый уровень кровотока.
Приспособление деятельности сердца к изменяющимся потребностям организма происходит при помощи ряда регуляторных механизмов. Часть из них расположена в самом сердце — это внутрисердечные регуляторные механизмы. К ним относятся внутриклеточные механизмы регуляции, регуляция межклеточных взаимодействий и нервные механизмы — внутрисердечные рефлексы. К внесердечным регуляторным механизмам относятся экстракардиальные нервные и гуморальные механизмы регуляции сердечной деятельности.
Внутрисердечные регуляторные механизмы
Внутриклеточные механизмы регуляции обеспечивают изменение интенсивности деятельности миокарда в соответствии с количеством притекающей к сердцу крови. Этот механизм получил название «закон сердца» (закон Франка-Стерлинга): сила сокращения сердца (миокарда) пропорциональна степени его растяжения в диастолу, т.е.исходной длине его мышечных волокон. Более сильное растяжение миокарда в момент диастолы соответствует усиленному притоку крови к сердцу. При этом внутри каждой миофибриллы актиновые нити в большей степени выдвигаются из промежутков между миозиновыми нитями, а значит, растет количество резервных мостиков, т.е. тех актиновых точек, которые соединяют актиновые и миозиновые нити в момент сокращения. Следовательно, чем больше растянута каждая клетка, тем больше она сможет укоротиться во время систолы. По этой причине сердце перекачивает в артериальную систему то количество крови, которое притекает к нему из вен.
Регуляция межклеточных взаимодействий. Установлено, что вставочные диски, соединяющие клетки миокарда, имеют различную структуру. Одни участки вставочных дисков выполняют чисто механическую функцию, другие обеспечивают транспорт через мембрану кардиомиоцита необходимых ему веществ, третьи - нексусы, или тесные контакты, проводят возбуждение с клетки на клетку. Нарушение межклеточных взаимодействий приводит к асинхронному возбуждению клеток миокарда и появлению сердечной аритмии.
Внутрисердечные периферические рефлексы. В сердце обнаружены так называемые периферические рефлексы, дуга которых замыкается не в ЦНС, а в интрамуральных ганглиях миокарда. Эта система включает в себя афферентные нейроны, дендриты которых образуют рецепторы растяжения на волокнах миокарда и коронарных сосудах, вставочные и эфферентные нейроны. Аксоны последних иннервируют миокард и гладкие мышцы коронарных сосудов. Указанные нейроны соединяются между собой синоптическими связями, образуя внутрисердечные рефлекторные дуги.
В эксперименте показано, что увеличение растяжения миокарда правого предсердия (в естественных условиях оно возникает при увеличении притока крови к сердцу) приводит к усилению сокращений левого желудочка. Таким образом, усиливаются сокращения не только того отдела сердца, миокард которого непосредственно растягивается притекающей кровью, но и других отделов, чтобы «освободить место» притекающей крови и ускорить выброс ее в артериальную систему. Доказано, что эти реакции осуществляются с помощью внутрисердечных периферических рефлексов.
Подобные реакции наблюдаются лишь на фоне низкого исходного кровенаполнения сердца и при незначительной величине давления крови в устье аорты и коронарных сосудах. Если камеры сердца переполнены кровью и давление в устье аорты и коронарных сосудах высокое, то растяжение венозных приемников в сердце угнетает сократительную активность миокарда. При этом сердце выбрасывает в аорту в момент систолы меньшее, чем в норме, количество содержащейся в желудочках крови. Задержка даже небольшого дополнительного объема крови в камерах сердца повышает диастолическое давление в его полостях, что вызывает снижение притока венозной крови к сердцу. Излишний объем крови, который при внезапном выбросе его в артерии мог бы вызвать пагубные последствия, задерживается в венозной системе. Подобные реакции играют важную роль в регуляции кровообращения, обеспечивая стабильность кровенаполнения артериальной системы.
Опасность для организма представляло бы и уменьшение сердечного выброса — оно могло бы вызвать критическое падение артериального давления. Такую опасность также предупреждают регуляторные реакции внутрисердечной системы.
Недостаточное наполнение кровью камер сердца и коронарного русла вызывает усиление сокращений миокарда посредством внутрисердечных рефлексов. При этом в момент систолы в аорту выбрасывается большее, чем в норме, количество содержащейся в них крови. Это и предотвращает опасность недостаточного наполнения кровью артериальной системы. К моменту расслабления желудочки содержат меньшее, чем в норме, количество крови, что способствует усилению притока венозной крови к сердцу.
В естественных условиях внутрисердечная нервная система не является автономной. Опалишь низшее звено в сложной иерархии нервных механизмов, регулирующих деятельность сердца. Более высоким звеном в иерархии являются сигналы, поступающие по симпатическим и блуждающим нервам, экстракардиальной нервной системе регуляции сердца.
Внесердечные регуляторные механизмы
Работа сердца обеспечивается нервными и гуморальными механизмами регуляции. Нервная регуляция для сердца не имеет пускового действия, так как оно обладает автоматизмом. Нервная система обеспечивает приспособление работы сердца в каждый момент адаптации организма к внешним условиям и к изменениям его деятельности.
Эфферентная иннервация сердца. Работа сердца регулируется двумя нервами: блуждающим (или вагусом), относящимся к парасимпатической нервной системе, и симпатическим. Эти нервы образованы двумя нейронами. Тела первых нейронов, отростки которых составляют блуждающий нерв, расположены в продолговатом мозге. Отростки этих нейронов заканчиваются в инграмуральных ганглиях сердца. Здесь находятся вторые нейроны, отростки которых идут к проводящей системе, миокарду и коронарным сосудам.
Первые нейроны симпатической нервной системы, регулирующей работу сердца, лежат в боковых рогах I-V грудных сегментов спинного мозга. Отростки этих нейронов заканчиваются в шейных и верхних грудных симпатических узлах. В этих узлах находятся вторые нейроны, отростки которых идут к сердцу. Большая часть симпатических нервных волокон направляются к сердцу от звездчатого ганглия. Нервы, идущие от правого симпатического ствола, в основном подходят к синусному узлу и к мышцам предсердий, а нервы левой стороны — к атриовентрикулярному узлу и мышцам желудочков (рис. 1).
Нервная система вызывает следующие эффекты:
- хронотропный - изменение частоты сердечных сокращений;
- инотропныи - изменение силы сокращений;
- батмотропный - изменение возбудимости сердца;
- дромотропный - изменение проводимости миокарда;
- тонотропный - изменение тонуса сердечной мышцы.
Нервная экстракардиальная регуляция. Влияние блуждающего и симпатического нервов на сердце
В 1845 г. братья Вебер наблюдали при раздражении продолговатого мозга в области ядра блуждающего нерва остановку сердца. После перерезки блуждающих нервов этот эффект отсутствовал. Отсюда был сделан вывод о том, что блуждающий нерв тормозит деятельность сердца. Дальнейшими исследованиями многих ученых были расширены представления о тормозящем влиянии блуждающего нерва. Было показано, что при его раздражении уменьшаются частота и сила сердечных сокращений, возбудимость и проводимость сердечной мышцы. После перерезки блуждающих нервов вследствие снятия их тормозящего влияния наблюдалось увеличение амплитуды и частоты сердечных сокращений.
Рис. 1. Схема иннервации сердца:
С — сердце; М — продолговатый мозг; CI — ядро, тормозящее деятельность сердца; СА — ядро, стимулирующее деятельность сердца; LH — боковой рог спинного мозга; 75 — симпатический ствол; V- эфферентные волокна блуждающего нерва; Д — нервдепрессор (афферентные волокна); S — симпатические волокна; А — спинномозговые афферентные волокна; CS — каротидный синус; В — афферентные волокна от правого предсердия и полой вены
Влияние блуждающего нерва зависит от интенсивности раздражения. При слабом раздражении наблюдаются отрицательные хронотропный, инотропный, батмотропный, дромотропный и тонотропный эффекты. При сильном раздражении наступает остановка сердца.
Первые детальные исследования симпатической нервной системы на деятельность сердца принадлежит братьям Цион (1867), а затем И.П. Павлову (1887).
Братья Цион наблюдали увеличение частоты сердечных сокращений при раздражении спинного мозга в области расположения нейронов, регулирующих деятельность сердца. После перерезки симпатических нервов такое же раздражение спинного мозга не вызывало изменений деятельности сердца. Было установлено, что симпатические нервы, иннервирующие сердце, оказывают положительное влияние на все стороны деятельности сердца. Они вызывают положительные хронотропный, инотропный, батморопный, дромотропный и тонотропный эффекты.
Дальнейшими исследованиями И.П. Павлова было показано, что нервные волокна, входящие в состав симпатического и блуждающего нервов, влияют на разные стороны деятельности сердца: одни изменяют частоту, а другие — силу сердечных сокращений. Веточки симпатического нерва, при раздражении которых наступает усиление силы сердечных сокращений, были названы усиливающим нервом Павлова. Было установлено, что усиливающее влияние симпатических нервов связано с повышением уровня обмена веществ.
В составе блуждающего нерва также были найдены волокна, влияющие только на частоту и только на силу сердечных сокращений.
На частоту и силу сокращений влияют волокна блуждающего и симпатического нервов, подходящие к синусному узлу, а сила сокращений изменяется под влиянием волокон, подходящих к атриовентрикулярному узлу и миокарду желудочков.
Блуждающий нерв легко адаптируется к раздражению, поэтому его эффект может исчезнуть, несмотря на продолжающееся раздражение. Это явление получило название «ускользание сердца от влияния вагуса». Блуждающий нерв обладает более высокой возбудимостью, вследствие чего он реагирует на меньшую силу раздражения, чем симпатический, и коротким латентным периодом.
Поэтому при одинаковых условиях раздражения эффект блуждающего нерва появляется раньше, чем симпатического.
Механизм влияния блуждающего и симпатического нервов на сердце
В 1921 г. исследованиями О. Леви было показано, что влияние блуждающего нерва на сердце передается гуморальным путем. В опытах Леви наносил сильное раздражение на блуждающий нерв, что приводило к остановке сердца. Затем из сердца брали кровь и действовали ею на сердце другого животного; при этом возникал тот же эффект — торможение деятельности сердца. Точно гак же можно перенести и эффект симпатического нерва на сердце другого животного. Эти опыты свидетельствуют о том, что при раздражении нервов в их окончаниях выделяются активно действующие вещества, которые или тормозят, или стимулируют деятельность сердца: в окончаниях блуждающего нерва выделяется ацетилхолин, а в окончаниях симпатического — норадреналин.
При раздражении сердечных нервов под влиянием медиатора изменяется мембранный потенциал мышечных волокон сердечной мышцы. При раздражении блуждающего нерва происходит гиперполяризация мембраны, т.е. увеличивается мембранный потенциал. Основу гиперполяризации сердечной мышцы составляет увеличение проницаемости мембраны для ионов калия.
Влияние симпатического нерва передается с помощью медиатора норадреналина, который вызывает деполяризацию постсинаптической мембраны. Деполяризация связана с увеличением проницаемости мембраны для натрия.
Зная, что блуждающий нерв гиперполяризует, а симпатический — деполяризует мембрану, можно объяснить все эффекты действия этих нервов на сердце. Поскольку при раздражении блуждающего нерва увеличивается мембранный потенциал, требуется большая сила раздражения для достижения критического уровня деполяризации и получения ответной реакции, а это свидетельствует об уменьшении возбудимости (отрицательный батмотропный эффект).
Отрицательный хронотропный эффект связан с тем, что при большой силе раздражения вагуса гиперполяризация мембраны столь велика, что возникающая спонтанная деполяризация не может достичь критического уровня и ответ не возникает — наступает остановка сердца.
При малой частоте или силе раздражения блуждающего нерва степень гиперполяризации мембраны меньше и спонтанная деполяризация постепенно достигает критического уровня, вследствие чего наступают редкие сокращения сердца (отрицательный дромотропный эффект).
При раздражении симпатического нерва даже небольшой силой возникает деполяризация мембраны, которая характеризуется уменьшением величины мембранного и порогового потенциалов, что свидетельствует о повышении возбудимости (положительный батмотропный эффект).
Поскольку под влиянием симпатического нерва мембрана мышечных волокон сердца деполяризуется, время спонтанной деполяризации, необходимой для достижения критического уровня и возникновения потенциала действия, уменьшается, что приводит к увеличению частоты сердечных сокращений.
Тонус центров сердечных нервов
Нейроны ЦНС, регулирующие деятельность сердца, находятся в тонусе, т.е. в определенной степени активности. Поэтому импульсы от них постоянно поступают к сердцу. Особенно ярко выражен тонус центра блуждающих нервов. Тонус симпатических нервов выражен слабо, а иногда отсутствует.
Наличие тонических влияний, идущих от центров, можно наблюдать на опыте. Если перерезать оба блуждающих нерва, то наступает значительное увеличение частоты сердечных сокращений. У человека можно выключить влияние блуждающего нерва действием атропина, после чего также наблюдается учащение сердцебиения. О наличии постоянного тонуса центров блуждающих нервов свидетельствуют и опыты с регистрацией потенциалов нерва в момент раздражения. Следовательно, по блуждающим нервам из ЦНС поступают импульсы, тормозящие деятельность сердца.
После перерезки симпатических нервов наблюдается небольшое уменьшение числа сердечных сокращений, что свидетельствует о постоянно стимулирующем влиянии на сердце центров симпатических нервов.
Тонус центров сердечных нервов поддерживается различными рефлекторными и гуморальными влияниями. Особенно существенное значение имеют импульсы, поступающие от сосудистых рефлексогенных зон , расположенных в области дуги аорты и каротидного синуса (места разветвления сонной артерии на наружную и внутреннюю). После перерезки нерва депрессора и нерва Геринга, идущих от этих зон в ЦНС, уменьшается тонус центров блуждающих нервов, вследствие чего наступает учащение сердечных сокращений.
На состояние сердечных центров влияют импульсы, приходящие с любых других интеро- и экстерорецепторов кожи и некоторых внутренних органов (например, кишечника и др.).
Обнаружен ряд гуморальных факторов, влияющих на тонус сердечных центров. Например, гормон надпочечников адреналин повышает тонус симпатического нерва, таким же действием обладают ионы кальция.
На состояние тонуса сердечных центров влияют и вышележащие отделы , включая кору больших полушарий.
Рефлекторная регуляция деятельности сердца
В естественных условиях деятельности организма частота и сила сердечных сокращений постоянно изменяются в зависимости от воздействия факторов среды: выполнения физической нагрузи, передвижения тела в пространстве, влияния температуры, изменения состояния внутренних органов и др.
Основу приспособительных изменений сердечной деятельности в ответ на различные внешние воздействия составляют рефлекторные механизмы. Возбуждение, возникшее в рецепторах, по афферентным путям приходит к различным отделам ЦНС, влияет на регуляторные механизмы сердечной деятельности. Установлено, что нейроны, регулирующие деятельность сердца, располагаются не только в продолговатом мозге, но и в коре больших полушарий, промежуточном мозге (гипоталамусе) и мозжечке. От них импульсы идут в продолговатый и спинной мозг и изменяют состояние центров парасимпатической и симпатической регуляции. Отсюда импульсы поступают по блуждающим и симпатическим нервам к сердцу и вызывают замедление и ослабление или учащение и усиление его деятельности. Поэтому говорят о вагусных (тормозных) и симпатических (стимулирующих) рефлекторных влияниях на сердце.
Постоянные коррективы в работу сердца вносят влияния сосудистых рефлексогенных зон — дуги аорты и каротидного синуса (рис. 2). При повышении кровяного давления в аорте или сонных артериях раздражаются барорецепторы. Возникшее в них возбуждение проходит в ЦНС и повышает возбудимость центра блуждающих нервов, вследствие чего увеличивается количество идущих по ним тормозящих импульсов, что приводит к замедлению и ослаблению сердечных сокращений; следовательно, уменьшается количество крови, выбрасываемое сердцем в сосуды, и давление понижается.
Рис. 2. Синокаротидная и аортальная рефлексогенные зоны: 1 — аорта; 2 — общие сонные артерии; 3 — каротидный синус; 4 — синусный нерв (Геринга); 5 — аортальный нерв; 6 — каротидное тельце; 7 — блуждающий нерв; 8 — языкоглоточный нерв; 9 — внутренняя сонная артерия
К вагусным рефлексам относятся глазо-сердечный рефлекс Ашнера, рефлекс Гольца и др. Рефлекс Литера выражается в возникающем при надавливании на глазные яблоки рефлекторном уменьшении числа сердечных сокращений (на 10-20 в минуту). Рефлекс Гольца заключается в том, что при нанесении механического раздражения на кишечник лягушки (сдавливание пинцетом, поколачивание) возникает остановка или замедление деятельности сердца. Остановку сердца можно наблюдать и у человека при ударе в области солнечного сплетения или при погружении его вхолодную воду (вагусный рефлекс с рецепторов кожи).
Симпатические сердечные рефлексы возникают при различных эмоциональных влияниях, болевых раздражениях и физической нагрузке. При этом учащение сердечной деятельности может наступить вследствие не только усиления влияния симпатических нервов, но и понижения тонуса центров блуждающих нервов. Возбудителем хеморецепторов сосудистых рефлексогенных зон могут быть повышенное содержание в крови различных кислот (углекислого газа, молочной кислоты и др.) и колебание активной реакции крови. При этом наступает рефлекторное усиление деятельности сердца, обеспечивающее быстрейшее удаление этих веществ из организма и восстановление нормального состава крови.
Гуморальная регуляция деятельности сердца
Химические вещества, влияющие на деятельность сердца, условно делятся на две группы: парасимпатикотропные (или ваготропные), действующие, подобно вагусу, и симпатикотропные — подобно симпатическим нервам.
К парасимпатикотропным веществам относятся ацетилхолин и ионы калия. При увеличении содержания их в крови наступает торможение деятельности сердца.
К симпатикотропным веществам относятся адреналин, норадреналин и ионы кальция. При увеличении содержания их в крови наступает усиление и учащение сердечных сокращений. Глюкагон, ангиотензин и серотонин оказывают положительный инотропный эффект, тироксин — положительный хронотропный эффект. Гипоксемия, гиперкаиния и ацидоз угнетают сократительную активность миокарда.
Механизм регуляции деятельности сердца:
1. Саморегуляция.
2. Гуморальная регуляция.
3. Нервная регуляция. Задачи регуляции:
1. Обеспечение соответствия притока и оттока крови от сердца.
2. Обеспечение адекватного условиям внутренней и внешней среды уровня кровообращения.
Законы саморегуляции деятельности сердца:
1. Закон Франка-Старлинга - сила сердечных сокращений пропорциональна степени растяжения миокарда в диастолу. Этот закон показывает, что сила каждого сердечного сокращения пропорциональна конечнодиастолическому объему, чем больше конечнодиастолический объем, тем сильнее сила сердечных сокращений.
2. Закон Анрепа - сила сердечных сокращений возрастает пропорционально повышению сопротивления (давления крови) в артериальной системе. Сердце при каждом сокращении подстраивает силу сокращения под уровень давления, который имеется в начальной части аорты и легочной артерии, чем больше это давление, тем сильнее сердечное сокращение.
3. Закон Боудича - в определенных пределах возрастание частоты сердечных сокращений сопровождается увеличением их силы.
Существенно, что сопряжение частоты и силы сокращения определяет эффективность насосной функции сердца при различных режимах функционирования.
Таким образом, сердце само способно регулировать свою основную деятельность (сократительную, насосную) без прямого участия нейрогуморальной регуляции.
Нервная регуляция деятельности сердца.
Эффекты, наблюдаемые при нервных или гуморальных влияниях на сердечную мышцу:
1. Хронотропный (влияние на частоту сердечных сокращений).
2. Инотропный (влияние на силу сердечных сокращений).
3. Батмотропный (влияние на возбудимость сердца).
4. Дромотропный (влияние на проводимость), может быть как положительным, так и отрицательным.
Влияние вегетативной нервной системы.
1. Парасимпатическая нервная система:
а) перерезка волокон ПСНС, иннервирующих сердце - «+» хронотропный эффект (устранение тормозящего вагусного влияния, центры n.vagus исходно находятся в тонусе);
б) активация ПСНС, иннервирующих сердце - «-» хроно- и батмотропный эффект, вторичный «-» инотропный эффект. 2. Симпатическая нервная система:
а) перерезка волокон СНС - нет изменений в деятельности сердца (симпатические центры, иннервирующие сердце, исходно не обладают спонтанной активностью);
б) активация СНС - «+» хроно-, ино-, батмо- и дромотропный эффект.
Рефлекторная регуляция сердечной деятельности.
Особенность: изменение деятельности сердца происходит при воздействии раздражителя на любую рефлексогенную зону. Это связано с тем, что сердце, как центральный, наиболее лабильный компонент системы кровообращения, принимает участие при любой срочной адаптации.
Рефлекторная регуляция сердечной деятельности осуществляется за счет собственных рефлексов, формируемых с рефлексогенных зон сердечно-сосудистой системы, и сопряженных рефлексов, формирование которых связано с воздействием на другие, не связанные с системой кровообращения рефлексогенные зоны.
1.Основные рефлексогенные зоны сосудистого русла:
1) дуга аорты (барорецепторы);
2) каротидный синус (место разветвления общей сонной артерии на наружную и внутреннюю) (хеморецепторы);
3) устье полых вен (механорецепторы);
4) емкостные кровеносные сосуды (волюморецепторы).
2.Внесосудистые рефлексогенные зоны. Основные рецепторы рефлексогенных зон сердечнососудистой системы:
Барорецепторы и волюморецепторы, реагирующие на изменение АД и объема крови (относятся к группе медленно адаптирующихся рецепторов, реагируют на деформацию стенки сосуда, вызванную изменением АД и/или объема крови).
Барорефлексы. Повышение АД приводит к рефлекторному урежению сердечной деятельности, снижению ударного объема (парасимпатическое влияние). Падение давления вызывает рефлекторное увеличение ЧСС и повышение УО (симпатическое влияние).
Рефлексы с волюморецепторов. Уменьшение ОЦК ведет к увеличению ЧСС (симпатическое влияние).
1.Хеморецепторы, реагирующие на изменение концентрации кислорода и углекислого газа крови. При гипоксии и гиперкапнии ЧСС увеличивается (симпатическое влияние). Избыток кислорода вызывает уменьшение ЧСС.
2.Рефлекс Бейнбриджа. Растяжение устий полых вен кровью вызывает рефлекторное увеличение ЧСС (торможение парасимпатического влияния).
Рефлексы с внесосудистых рефлексогенных зон.
Классические рефлекторные влияния на сердце.
1.Рефлекс Гольца. Раздражение механорецепторов брюшины вызывает урежение сердечной деятельности. Такой же эффект при механическом воздействии на солнечное сплетение, сильном раздражении Холодовых рецепторов кожи, сильных болевых воздействиях (парасимпатическое влияние).
2.Рефлекс Данини-Ашнера. Надавливание на глазные яблоки вызывает урежение сердечной деятельности (парасимпатическое влияние).
3. Двигательная активность, несильные болевые раздражения, активация тепловых рецепторов вызывают увеличение ЧСС (симпатическое влияние).
Гуморальная регуляция деятельности сердца.
Прямая (непосредственное влияние гуморальных факторов на рецепторы миокарда).
Основные гуморальные регуляторы деятельности сердца:
1. Ацетилхолин.
Действует на М2-холинорецепторы. М2-холинорецеп-горы относятся к метаботропным рецепторам. Образование лиганд-рецепторного комплекса ацетилхолина с этими рецепторами приводит к активации, ассоциированной с М2-холинорецептором субъединицы Gai, которая тормозит активность аденилатциклазы и опосредованно снижает активность протеинкиназы А.
Протеинкиназа А имеет важное значение в активности миозинкиназы, играющей определяющую роль в фосфорили-ровании головок тяжелых нитей миозина, ключевого процесса сокращения миоцитов, поэтому можно полагать, что снижение ее активности способствует развитию отрицательного инотропного эффекта.
При взаимодействии ацетилхолина с М2-холино-рецептором не только угнетается аденилатциклаза, но и акти вируется мембранная гуанилатциклаза, ассоциированная с этим рецептором.
Это приводит к увеличению концентрации цГМФ и, как следствие, к активации протеинкиназы G, которая способна:
Фосфорилировать мембранные белки, образующие лигандуправляемые К+- и анионные каналы, что уве-личивает проницаемость этих каналов для соответствующих ионов;
Фосфорилировать мембранные белки, образующие лигандуправляемые Na+- и Са++- каналы, что приводит к уменьшению их проницаемости;
Фосфорилировать мембранные белки, образующие К+/ Na+- насос, что приводит к уменьшению его активности.
Фосфолирирование лигандуправляемых калиевых, натриевых, кальциевых каналов и К+ Na+ насоса протеинкиназой G приводит к развитию тормозного действия ацетилхолина на сердце, которое проявляется в отрицательном хронотропном и отрицательном инотропном эффектах. Кроме того, следует иметь в виду, что ацетилхолин непосредственно активирует ацетилхолинрегулируемые калиевые каналы атипических кардиомиоцитов.
Тем самым снижает возбудимость этих клеток за счет увеличения полярности мембран атипичных кардиомиоцитовсиноатриального узла и, как следствие, вызывает урежение сердечной деятельности (отрицательный хронотропный эффект).
2. Адреналин.
Действует на β1-адренорецепторы. β1-адренорецепторы относятся к метаботропным рецепторам. Воздействие на данную группу рецепторов катехоламинами активирует аденилатциклазу Gas-субъединицей, ассоциированной с данным рецептором.
Как следствие, в цитозоле повышается содержание цАМФ, происходит активация протеинкиназы А, которая ак-тивирует специфическую миозинкиназу, ответственную за фосфорилирование головок тяжелых нитей миозина.
Такое воздействие ускоряет сократительные процессы в миокарде и проявляется как положительные ино- и хроно-тропные эффекты.
1. Тироксин регулирует изоферментный состав миозина в кардиомиоцитах, усиливает сердечные сокращения.
2. Глюкогон оказывает неспецифическое влияние, за счет активации аденилатциклазы усиливает сердечные сокращения.
3. Глюкокортикоиды усиливают действие катехоламинов за счет того, что повышают чувствительность адренорецепторов к адреналину.
4. Вазопрессин. В миокарде имеются V1-рецепторы к вазопрессину, которые ассоциированы с G-белком. При взаимодействии вазопрессина с Vi -рецептором субъединица Gaq активирует фосфолипазу Сβ. Активированная фосфолипаза Сβ катализирует соответствующий субстрат с образованием ИФ3 и ДАГ. ИФ3 активирует кальциевые каналы цитоплазматиче-ской мембраны и мембраны саркоплазматического ретикулума, что приводит к увеличению содержания кальция в цитозоле.
ДАГ параллельно активирует протеинкиназу С. Кальций инициирует мышечное сокращение и генерацию потенциалов, а протеинкиназа С ускоряет фосфорилирование головок миозина, как следствие, вазопрессин усиливает сердечные сокращения.
Простагландины I2, Е2 ослабляют симпатические влияния на сердце.
Аденозин. Влияет в миокарде на Р1-пуриновые рецепторы, которых достаточно много в области синоатриального узла. Усиливает выходящий калиевый ток, увеличивает поляризацию мембраны кардиомиоцита. За счет этого снижается пейсмекерная активность синоатриального узла, уменьшается возбудимость других отделов проводящей системы сердца.
Ионы калия. Избыток калия вызывает гиперполяризацию мембран кардиомиоцитов и, как следствие, брадикардию. Малые дозы калия увеличивают возбудимость сердечной мышцы.
