РЕГИОНАРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КРОВОТОКА Мозговые артерии

РЕГИОНАРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КРОВОТОКА

Мозговые артерии – артерии мышечного типа Особенности их строения: • Значительно меньшая толщина стенок при более мощном развитии внутренней эластической мембраны, чем в артериях других органов; • Наличие в области развилки артерий своеобразных мышечно-эластических образований – подушек ветвления, участвующих в регуляции мозгового кровообращения. Вены имеют очень тонкую стенку, без мышечного слоя и эластических волокон.

Внутрижелудочковые, субдуральные и субарахноидальные кровоизлияния у крыс линии Крушинского-Молодкиной, вызванные гипертензивным кризом при стрессе

Схема кровоснабжения головного мозга Сон арт ные ери и Мозговые артерии дние ере П Средние ные ноч и зво ри По те ар Кора Радиальные артерии* Белое вещество Сеть пиальных сосудов мозга Задн ие * на 1 мм 2 поверхности головного мозга приходится 20 -25 радиальных артерий §В среднем мозговой кровоток составляет 50 – 60 мл/100 г в мин. Критическое значение мозгового кровотока, при котором в мозгу наступают необратимые изменения, - 18 -20 мл/100 г в мин.

РЕАКЦИИ ТКАНИ МОЗГА НА СНИЖЕНИЕ МОЗГОВОГО КРОВОТОКА Мозговой кровоток мл/100 г в мин НОРМА Снижение белкового синтеза Селективная экспрессия генов Лактат-ацидоз Цитотоксический отек Энергетический дефицит Глутаматная эксайтотоксичность Аноксическая деполяризация Инфаркт

Аноксическая деполяризация Зона нарушения перфузии (зона ишемического риска) Зона некроза Слайд из доклада проф. Власова Т. Д. на Школе по физиологии кровообращения; МГУ, 2012

Нервная регуляция тонуса сосудов мозга Парасимпатические Симпатические (из крылонебного (из верхнего шейного (sphenopalatine) и ушного ганглия) ганглиев) Симпатические нервы играют в основном трофическую роль ( «устанавливают» верхний предел авторегуляции мозгового кровотока) Парасимпатические и сенсорные – расширение сосудов Секреция медиаторов из сенсорных нервов блокируется серотонином Тонус внутримозговых сосудов регулируется собственными нейронами ЦНС Hamel E Perivascular nerves and the regulation of cerebrovascular tone. J Appl Physiol 100: 1059– 1064, 2006 Сенсорные (из чувствительного ганглия тройничного нерва)

СИМПАТИЧЕСКАЯ ИННЕРВАЦИЯ СОСУДОВ Источник иннервации верхний шейный узел симпатического ствола Эффект – сдвиг верхней границы авторегуляции мозгового кровотока вправо; снижение внутричерепного давления, объема крови и продукции ликвора Медиаторы норадреналин, нейропептид Y, АТФ Иммуннофлюоресцентная идентификация нейронов, содержащих нейропептид Y

Функциональная гиперемия Менее активная область мозга перемещение крови Область с интенсивной деятельностью Перемещение происходит на фоне стабильного или, реже, несколько увеличенного кровотока в мозге в целом. В зависимости от уровня функциональной активности нервной ткани ее кровоснабжение может изменяться в пределах от 30 до 180 мл/100 г в минуту. Слайд из доклада на семинаре студента Макаревича П. И.

Увеличение притока крови к активным областям головного мозга Сжимание руки Речь Чтение При произвольном сжимании правой руки приток крови увеличивается к области моторной коры левого полушария, отвечающей за руку, и к соответствующим чувствительным областям постцентральной извилины. Речь: приток крови увеличивается к двигательным областям лица, языка и рта. Чтение вызывает увеличение притока крови ко многим областям.

Изменение мозгового кровотока при сдвигах газового состава крови P(CO 2 ) Кровоток При снижении Р(СО 2) на один мм рт. ст. мозговой кровоток снижается на 2 -3 мл/100 г в мин. или на 3— 4%. P(O 2 ) Кровоток Суммарный мозговой кровоток начинает возрастать лишь при падении Р(O 2) ниже 30 мм рт. ст. , а уменьшаться при росте содержания О 2 в окружающей организм среде более чем в 2 раза.

Кровообращение в легких Через легочные сосуды проходит: • вся кровь, выбрасываемая правым желудочком; • венозная кровь из бронхиальных сосудов (3% от общего выброса левого желудочка).

Условия для газообмена в альвеолах • Суммарная площадь поверхности альвеол примерно 160 кв. метров; • Каждая альвеола окружена плотной сетью капилляров; • Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью осуществляется путем диффузии; • Альвеолярно-капиллярная мембрана, образованная альвеолярным эпителием, интерстицием и эндотелием капилляра, имеет толщину не более 1 мкм.

Особенности легочных сосудов • Артерии и вены короче, а диаметр их, как правило, больше, чем у сосудов соответствующих порядков ветвления большого круга кровообращения; • Типичных артериол (резистивных сосудов) нет. Сопротивление распределено между артериями (30%), микрососудами (50%) и венами (20%); • Гидравлическое сопротивление ниже, чем в большом круге кровообращения; • Артериальное давление 20 -25 мм рт. ст. в систолу и 6 -12 мм рт. ст. в диастолу; • Давление в капиллярах 8 -11 мм рт. ст.

Распределение кровотока по легким неравномерно • Оно зависит от положения грудной клетки в гравитационном поле Земли – В вертикальном положении – в легких выделяются 3 зоны (по соотношению давлений) – В горизонтальном положении легкие оксигенируются равномерно

Гипоксическая вазоконстрикция • Наблюдается и на изолированных легких. Возможный механизм: Гипоксия вызывает уменьшение количества Кv каналов на мембране, что приводит к деполяризации и входу ионов кальция. Последнее вызывает сокращение гладких мышц и пролиферацию стенок сосудов. Уменьшение Кv ведет также к неэффективному расслаблению в ответ на увеличении продукции оксида азота.

Кровоток в почках • Масса обеих почек 300 г = 0, 4 % массы тела • Скорость почечного кровотока 1, 2 л/мин, что составляет 25 % от общего сердечного выброса

Строение почечного фильтра Взгляд на капилляры клубочка «из Боуменовой капсулы» Внутренняя поверхность капилляра

аорта почечная артерия дуговые аа приносящие артериолы 20 мм рт. ст междолевые аа капилляры почечных клубочков 60 перитубулярные капилляры выносящие артериолы прямые сосуды венулы мм рт. ст.

(—) артериальное давление в почке клубочково-капиллярного гидростатического давления СКФ скорость клубочковой фильтрации (—) скорость движения жидкости через проксимальный каналец и петлю Генле скорость движения жидкости в зоне macula densa концентрация Na и Cl в зоне macula densa аденозин реабсорбция Na и Cl в зоне macula densa продукция вазоконстриктора в ЮГА и его действие на гладкую мускулатуру афферентных артериол сужение афферентной артериолы

Особенности регуляции коронарного кровотока 1. Значительное снижение кровотока в систолу за счет механического сжатия коронарных сосудов; 2. Слабая выраженность миогенного механизма ауторегуляции; 3. Главенствующая роль метаболической регуляции; 4. Нейрогенные реакции приводят преимущественно к расширению коронарных сосудов.

Механические факторы играют существенную роль в коронарном кровотоке Трансмуральное давление в эпикарде меньше, чем в эндокарде Кровоток в диастолу > в эндокарде в систолу > в эпикарде

Миогенный механизм ауторегуляции R. M. Berne, M. N. Kavy Physiology 3 -d ed 1993

Аденозин значительно увеличивает коронарный кровоток По M. G. Gorman, H. V. Sparks, 2007

Нервная регуляция коронарного кровотока R. M. Berne, M. N. Kavy Physiology 3 -d ed 1993

гуморальный A 4/V 4 – 6 -15 мкм A 3/V 3 – 15 -40 мкм A 2/V 2 – 40 -70 мкм A 1/V 1 – 70 -100 мкм нейрогенный 10 – 35 мкм (A 3/V 3 – A 4/V 4) Слайд из лекции доктора Федоровича А. А. на 5 -ой Школе по физиологии кровообращения, ФФМ МГУ, 2012 Braverman IM. The cutaneous microcirculation: ultrastructure and microanatomical organization. Microcirculation 1997; 4 (3): 329 -340.

Красная область спектра длина волны λ = 630 нм глубина зондирования ≈1 мм зондируемый объем ≈1, 0 -1, 5 мм³ ЛАЗЕРНАЯ ДОППЛЕРОВСКАЯ ФЛОУМЕТРИЯ Слайд из лекции доктора Федоровича А. А. на 5 -ой Школе по физиологии кровообращения, ФФМ МГУ, 2012

красная область спектра длина волны λ = 630 нм глубина зондирования ≈1 мм зондируемый объем ткани ≈1, 0 - 1, 5 мм³ ближняя инфракрасная область спектра излучения длина волны λ = 1150 нм глубина зондирования ≈1, 8 мм зондируемый объем ткани ≈2, 0 - 3, 0 мм³ Слайд из лекции доктора Федоровича А. А. на 5 -ой Школе по физиологии кровообращения, ФФМ МГУ, 2012

точка равновесия между процессами фильтрации и реабсорбции Р реабсорбция фильтрация эндотелиальный (Аэ) нейрогенный (Ан) миогенный (Ам) Ав дыхательные волны Ас Слайд из лекции доктора Федоровича А. А. на 5 -ой Школе по физиологии кровообращения; МГУ, 2012 пульсовые волны

Влияние органа-мишени определяет плотность своей иннервации и медиаторные характеристики симпатических волокон Адренергический фенотип Ш Нейротрофины, секретируемые органом-мишенью, влияют на выживаемость ганглионарных нейронов, ветвление их аксонов в ткани, синтез медиаторов Ш потовых железах и надкостнице влияние органа. В мишени определяет переключение медиаторного фенотипа нервных волокон с адренергического на холинергический Glebova et al. Annu. Rev. Neurosci. 2005. 28: 191– 222 Холинергический фенотип Работает ли этот механизм для норадреналина и его «коллег» ? NPY: Ш обнаруживается преимущественно в волокнах, иннервирующих сосуды скелетных мышц Dehal et al. J Auton Nerv Syst 1992. 39: 61 -72 (по сравнению с сосудами кожи) Ш присутствует в волокнах, иннервирующих артерии, но не вены брыжейки Morris et al. J. Comp. Neurol. 1999. 412: . 147 -160

АТФ вызывает быстрое и кратковременное сокращение сосудов: - в первые секунды раздражения нервов секреция АТФ преобладает над секрецией норадреналина; - на постсинаптической мембране АТФ взаимодействует с ионотропными P 2 X рецепторами, которые характеризуются чрезвычайно быстрой кинетикой активации; - при действии АТФ сократительный аппарат гладкомышечных клеток может в значительной мере активироваться ионами Ca 2+, входящими в клетку через каналы P 2 X рецепторов. Поскольку сокращение гладкомышечных клеток происходит без участия вторичных мессенджеров (кроме Са 2+), оно развивается очень быстро; - при продолжительной активации симпатических нервов вклад АТФ в сократительный ответ быстро уменьшается в результате снижения секреции медиатора и/или десенситизации постсинаптических рецепторов; - выделившись из симпатических нервов, АТФ быстро гидролизуется растворимыми нуклеотидазами и эктонуклеотидазами, что также обеспечивает транзиторность пуринергического сократительного ответа. NPY вызывает медленное и длительное сокращение сосудов

(эксперименты на изолированных сосудах) Артерии брыжейки ab-m. ATP Сила сокращения (м. Н) АТФ участвует в передаче симпатических влияний к артериям брыжейки, почки и кожи, но не скелетной мышцы Раздражение нервов 1 мин Контроль После инактивации -адренорецепторов Сила сокращения (м. Н) Артерии кожи НА+АТФ Sjöblom-Widfeldt N. Acta Physiol. Scand. 138 (Suppl. 587): 1 -52 (1990) Артерии почки НА+АТФ Артерии скелетной мышцы Только НА Нет сокращения Раздражение нервов (1 Гц) Tarasova et al. Acta Physiol. Scand. 2003. V. 177. P. 157 -166.

Факторы, которые участвуют в реализации рабочей гиперемии сосудистого бассейна скелетных мышц Местныедилататорные метаболиты Осмоляльность Гистомеханический фактор Поток зависимая вазодилатация

Time course of vasodilation during initial 15 s after application of 2 m. M (A), 5 m. M (B), and 10 m. M (C) potassium chloride (KCl) Gastrocnemius Soleus Time (seconds) С Time (seconds) (from Wunsch S. A. et al. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 279: H 1715 -H 1723, 2000)

Time course of vasodilation during initial 15 s after application of 108 (A)and 104 M (B) adenosine Gastrocnemius Soleus (from Wunsch S. A. et al. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 279: H 1715 -H 1723, 2000)

Vasodilatory responses recorded for 15 s after application of 10 -8 (A) and 10 -4 M (B) sodium nitroprusside Gastrocnemius Soleus (from Wunsch S. A. et al. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 279: H 1715 -H 1723, 2000)

A model, consisting of two resistances, reveals that a decrease of the distal resistance alone increases flow much less than a combined decrease of both (from Pohl U. , C. de Wit. News Physiol. Sci. 14: 74 -80, 1999)

Механизмы структурной перестройки сосудов при адаптации к физическим нагрузкам

Структурное ремоделирование кровеносного русла может быть инициировано не только длительным, но и импульсным режимом гипоксической тренировки

1, 5 0, 75 1 Контроль Бег Гипоксия + Бег

КЛАССИЧЕСКАЯ СХЕМА АНГИОГЕНЕЗА: С ПОМОЩЬЮ ОТРОСТКОВ ОТ ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ СОСУДОВ ПРОИСХОДИТ НОВООБРАЗОВАНИЕ КАПИЛЛЯРОВ фагоцит эндотелиальная выстилка перицит 4 3 2 1 Э перициты капилляр

Спасибо за внимание!!!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !