Физиология регуляции сосудистого тонуса большого круга кровообращения

План лекции: 1. Физиологические основы центральной нервной и гуморальной регуляции тонуса сосудов. 2. Сосудодвигательный центр 3. Механизмы регуляции АД 4. Гуморальная регуляция сосудистого тонуса 5. Функциональная система поддержания АД

Цель: Изучить основы регуляции тонуса сосудов, поддержания постоянства артериального давления Мотивация: Полученные знания необходимы для последующей профессиональной деятельности

Исторические факты • Вальтер (1842) - сужение сосудов на плавательной перепонке лягушки • Клод Бернар (1852) - симпатические вазоконстрикторы на ухе кролика • Ф. В. Овсянников (1871) – открыл сосудодвигательный центр продолговатого мозга • Бейлис (1923) – описал прессорный и депрессорный отделы центра

Нервная регуляция

Спинальный сосудодвигательный центр (ССДЦ) - Совокупность преганглионарных нейронов локализованных в грудном отделе СМ (Т 1 – Т 12), поясничном (L 1 – L 4) – так называемый тороколюмбальный ССДЦ. - Аксоны этих нейронов прерываются в ганглиях симпатической системы (симпатический ствол и превертебральные) на постганглионарных нейронах. - Аксоны постганглионарных нейронов достигают сосудов и иннервируют ГМ сосудов. Медиатор – норадреналин, взаимодействует с адренорецепторами ГМК.

В большинстве гладких мышц сосудов - Преобладают α 1 - АДР, что ведет к вазоконстрикции - сосуды кожи - сосуды чревной области - сосуды скелетных мышц - В сосудах сердца преобладают β – АДР, вызывая вазодилатацию коронарных сосудов.

Парасимпатическая система - Преганглионарные нейроны лежат: - в продолговатом мозге – для сосудов головы, языка, слюнных желез - в сакральном отделе СМ в области центра эрекции, идущих в составе n. pelvicus

СОСУДОДВИГАТЕЛЬНЫЕ НЕРВЫ • Симпатические нервы, через: - адренорецепторы - констрикция и тонус - адренорецепторы - дилатация м - холинорецепторы - дилатация • Парасимпатические нервы, через: ацетилхолин - м-холинорецепторы - NO дилатация сосудов мозга, подчелюстной железы (хорда тимпани) и органов малого таза (n. pelvici), брадикинин и гистамин - дилатация сосудов кожи, желудочно-кишечного тракта

Влияние раздражения вегетативных нервов на АД

Сосудодвигательный центр (вазомоторный) - скопление нейронов а Продолговатом мозге и Варолиевом мосту - совместно с Кардиоингибирующим центром(обоюдное и дорсальное ядра вагуса) формируют Циркуляторный центр ПМ и В. Моста

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫЙ ЦЕНТР ПРОДОЛГОВАТОГО МОЗГА • КАРДИОИНГИБИТОРНЫЙ ОТДЕЛ • КАРДИОАКЦЕЛЕРАЦИОННЫЙ ОТДЕЛ • ВАЗОМОТОРНЫЙ ОТДЕЛ

Вазомоторный центр функционально подразделяется на 3 отдела: - сенсорный - вазоконстрикторный - вазодилятаторный I. Сенсорный отдел – нейроны расположены в области нижней части Варолиева моста. Предназначен для восприятия информации от рецепторов Сосудов, Сердца и др. областей тела.

II. Вазоконстрикторный отдел (Прессорный) – в передней части продолговатого мозга и в нижней части Варолиева моста. Представлен норадренергическими нейронами, аксоны которых вызывают возбуждение Спинального сосудодвигательного центра, повышая тонус сосудов, АД – т. е. прессорная реакция.

III. Вазодилататорный отдел (Депрессорный) – в передней части продолговатого мозга. Представлен норадренергическими нейронами, аксоны которых идут к нейронам Вазоконстрикторного отдела, вызывая снижение их активности, т. е. вазодилатацию и снижение АД.

Вазоконстрикторный отдел - В норме находится в состоянии тонической активности, посылая непрерывный поток импульсов (1 -3 в сек. ) к ГМК сосудов, обеспечивая так называемый тонус покоя сосудов. - При необходимости этот тонус может быть снижен до уровня базального тонуса, т. е. тонус гладких мышц в отсутствии влияния симпатических нервов. - При определенных ситуациях – импульсная активность повышается (более 3 имп/с), вызывая повышение тонуса гладких мышц выше тонуса покоя, так называемый повышенный тонус.

Взаимоотношения между сонным (каротидным) клубком, каротидным синусом, сосудодвигательным центром и общей системой кровообращения

Нисходящие пути ствола мозга и гипоталамуса, конвергирующие на преганглионарных нейронах промежуточной зоны пояснично— грудного отдела спинного мозга (слева). Нервная регуляция артериального давления (справа). «+» , «—» — соответственно возбуждающие и тормозные эффекты раздражения артериальных барорецепторов (Б) ЯОП — ядро одиночного пути; ДЯ — дорсальное ядро блуждающего нерва; ДВЯ — двойное ядро; ПВЯ — паравентрикулярное ядро гипоталамуса; РВЛ — рострально—вентралатеральная область продолговатого мозга; IX — языкоглоточный нерв; Х — блуждающий нерв.

Механизмы сосудодвигательных реакций А — влияние симпатического нерва (опыт К. Бернара): I — результат десимпатизации, II — результат раздражения периферического конца перерезанного симпатического нерва; Б — нервная регуляция просвета сосуда: а — сосудосуживающие симпатические нервы (адренергические), б — сосудорасширяющие нервы; В — гуморальная регуляция просвета мелких сосудов; 1 — стимулятор, 2 — симпатический ганглий, 3 — норадреналин, ангиотензин, вазопрессин и др. , 4 — СО 2, молочная кислота, гистамин, брадикинин и др.

Некоторые механизмы расширения сосудов

Аксон-рефлексы

Схема важнейших «входов» и «выходов» циркуляторных центров продолговатого мозга. Эфферентные волокна, усиливающие кровообращение, исходят преимущественно из ипсилатеральных прессорных отделов, тогда как тормозные волокна от депрессорных отделов пересекают продолговатый мозг и идут в вентролатеральных участках спинного мозга на противоположной стороне

ТОНУС СОСУДОВ СОСУДИСТЫЙ ТОНУС - степень напряжения сосудистой стенки : • Миогенный или базальный тонус • Регуляторный тонус: а) нейрогенный б) химиогенный (гуморальный)

ПРИНЦИПЫ РЕГУЛЯЦИИ АД

ОБЩИЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ АД • КРАТКОСРОЧНЫЕ (быстрые, механо- и хемо- рефлекторные) • СРЕДНЕСРОЧНЫЕ (гуморальные: ренин-ангиотензинальдостероновая система • ДОЛГОСРОЧНЫЕ ( «перестройка» краткосрочных механизмов, механизм «давление-натриурез диурез» )

СОСУДИСТЫЕ РЕФЛЕКСЫ по В. Н. Черниговскому • Собственные сосудистые рефлексы или рефлексы с сосудистых рефлексогенных зон • Сопряженные сосудистые рефлексы (боль, холод, растяжение желудка и др) • Условные рефлексы

Условные сосудодвигательные реакции тепло звонок

Расположение баро– и хеморецепторов в аорте и сонной артерии (по данным, полученным на собаках и кошках). Области расположения барорецепторов показаны розовым цветом, а чувствительные волокна от этих рецепторов–красными линиями

Влияние повышения давления в изолированном каротидном синусе на артериальное давление собаки 1 — давление в каротидном синусе; 2 — артериальное давление; 3 — отметка времени 3 с. Цифрами справа обозначены величины артериального давления, вверху — величины давления в каротидном синусе.

Рефлекторные влияния на АД с каротидных рецепторов Раздражение центрального конца n. depressor у кролика

Блок–схема регуляции кровяного давления с участием артериальных барорецепторов. Стимулирующие эффекты обозначены знаком «+» , тормозные знаком «—»

Рефлекторные реакции с барорецепторов каротидного синуса. При снижении артериального давления активность барорецепторов падает, в результате рефлекторно повышается импульсация в сосудосуживающих и сердечных симпатических нервах, что приводит к увеличению периферического сопротивления и частоты сокращений сердца. Благодаря этому давление вновь возрастает. При чрезмерном повышении артериального давления возникают противоположные ре

НЕЙРОГЕННЫЙ МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ С РЕФЛЕКСОГЕННЫХ ЗОН ПРОДОЛГОВАТЫЙ МОЗГ

Изменения транскапиллярного обмена

Миогенные механизмы саморегуляции

Миогенные механизмы регуляции тонуса сосудов • • 1. Базальный тонус гладких мышц 2. Потокзависимая дилатация 3. Метаболическая дилатация 4. Реологические свойства крови

Функциональное значение потокозависимой вазодилатации. 1. Противодействие вазоконстрикции. 2. Предотвращает локальный вазоспазм. 3. Участвует в развитии коллатерального кровоснабжения. 4. Участвует в реактивной и рабочей гиперемии. 5. Проявляется при адаптации к долговременным изменениям вязкости крови.

Метаболические влияния на кровоток По M. G. Gorman, H. V. Sparks

Факторы, влияющие на тонус сосудов

Структура кровотока Изменение реологических свойств крови и скорости кровотока: • вязкость плазмы крови • просвет сосуда • агрегация эритроцитов • ориентация эритроцитов в потоке крови • деформируемость мембран эритроцитов • местный гематокрит

Последовательность реакций вовлечения ренин–ангиотензиновой системы в регуляцию кровяного давления

СХЕМА ЮГА СТИМУЛЫ ДЛЯ СЕКРЕЦИИ РЕНИНА • • • Снижение давления в приносящей артериоле клубочка Симпатическая стимуляция через бета-адренорецепторы ЮГК Избыток натрия в дистальном канальце или снижение концентрации натрия в крови

СИСТЕМА РЕНИН-АНГИОТЕНЗИН-АЛЬДОСТЕРОН

Зависимость выделения мочи от среднего артериального давления–один из длительных механизмов регуляции кровообращения с участием почечной системы регуляции объема

МЕХАНИЗМ «ДАВЛЕНИЕ - НАТРИУРЕЗ - ДИУРЕЗ»

Механизмы повышения АД при гипернатриемии • Накопление натрия в крови ведет к увеличению ее объема • Накопление натрия в эндотелии ведет к его набуханию и сужению просвета артериол • Избыток натрия в гладкомышечных клетках сосудов повышает их возбудимость

Блок–схема почечной системы регуляции объема, относящейся к системам регуляции кровяного давления длительного действия

Возможности изменения кровотока при максимальном расширении артериальных сосудов в разных органах

ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАННОГО КРОВОТОКА ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ

Нервная регуляция кровообращения

ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ СОСУДИСТОГО РУСЛА • Вазоконстрикторы: Вазодилататоры: • Общая гуморальная регуляция Ангиотензин-2 Норадреналин Вазопрессин Адреналин Атриопептид Простагландины Плазмакинины • Гуморальная регуляция эндотелием Эндотелин Окись азота (NO) • Гуморальная регуляция метаболитами Лактат и др (<p. H) Тканевые кинины Гистамин, АДФ

Гуморальная регуляция

химические мессенджеры Вазоконстрикторы • • норадреналин и адреналин (НТ, Г) ангиотензин II (Г, ПА) АДГ (Г) (только при высокой концентрации) аденозин (ПА) тромбоксан А 2 (ПА) (при патологии) лейкотриены (ПА) (при патологии) эндотелин (ПА) (при патологии) НТ - нейротрансмиттер; Г - гормон; ПА - паракринный агент

химические мессенджеры Вазодилататоры • PGE 2 и PGI 1 (простациклин) (ПА) • Предсердный натрийуретический фактор (Г) (дилятация афферентной артериолы, но сужение эфферентной) • NO (ПА) • Допамин (НТ) (в экскреции натрия) • Брадикин (ПА) НТ - нейротрансмиттер; Г - гормон; ПА - паракринный агент

Особенности рефлекторной регуляции кровотока в малом круге. Рефлекторные – рефлексы Китаева, Парина, Гауэра-Генри. Рефлекс Китева – или вено-пульмональный – повышение давления в легочных венах (или левом предсердии) ведет к активации депрессорного отдела вазомоторного центра и расслаблении гладкомышечных сосудов большого круга кровообращения, что позволяет перебросить часть крови из малого круга кровообращения в большой круг кровообращения. Рефлекс Гауэра-Генри – растяжение левого предсердия приводит к тому, что в гипоталамусе снижается продукция вазопрессина, что приводит к повышению диуреза, и в целом, уменьшению объема циркулирующей крови и снижению артериального давления в малом круге кровообращения. Рефлекс Парина – повышение артериального давления в легочных артериях до 60 мм. рт. ст. ведет к повышению активности барорецепторов легочных артерий, возбуждению депрессорного отдела вазомоторного центра и повышению тонуса кардиоингибиторного центра. Результат – снижение артериального давления в большом круге кровообращения, и переброс части крови из малого круга кровообращения в большой круг кровообращения.

Функциональная система поддержания артериального давления (ФСАД)

КРОВООБРАЩЕНИЕ ПЛОДА 1 — дуга аорты, 2 — артериальный (боталлов) проток, 3 — левая легочная артерия, 4 — легочный ствол, 5 — ветви от подвздошных артерий, переходящие в пупочные, 6— плацентарная вена, несущая артериальную кровь, 7 — пупочные артерии от подвздошной артерии плода, 8— плацента, 9 — каудальная полая вена, 10 — венозный (аранциев) проток, 11 — печень, 12 — правое предсердие, 13 — овальное отверстие в предсердиях, 14 — краниальная полая вена.

Особенности кровообращения плода • - параллельное кровообращение • - кровь оксигенируется в плаценте, через пупочную вену смешивается с кровью, оттекающей от нижней половины туловища, и через нижнюю полую вену поступает в правое предсердие. Примерно половин потока крови из плаценты проходит через печень, а оставшееся часть, обходит ее и достигает нижней полой вены через венозный проток. • В межпредсердной перегородке имеется овальное отверстие прикрытое лепестковым клапаном. Через него, оксигенированная кровь поступает из правого предсердия в левое, и далее, поступает в левый желудочек, затем выбрасывается в аорту и оттуда поступает к голове и верхним конечностям. Разделительный гребень – край межпредсердной перегородки.

Дезоксигенированная кровь из правого предсердия преимущественно поступает в правый желудочек, а далее – через артериальный (Батталов) проток – в системные сосуды к нижней части туловища. Артериальный проток – соединяет легочную артерию с дугой аорты (широкий, короткий сосуд)

• Сброс крови справа налево у плода очень значителен и это связано с тем, что легкие плода находятся в спавшемся состоянии и сопротивление кровотоку очень высоко, кровоток через них очень маленький.

ГЕМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СЕРДЦА ПЛОДА. 20 недель АО ВПВ 30 недель ПА АО БП ВПВ НПВ ПА АО БП ПВ ПП 38 недель ВПВ НПВ ВПВ - Верхняя полая вена ПВ – Пульмонарные вены ПП - Правое предсердие ПА – Пульмонарная артерия АО - Аорта БП – Баталов (артериальный) проток НПВ - Нижняя полая вена БП ПВ ПВ ПП ПА ПП НПВ

• Оттекающая от плаценты кровь насыщены кислородом на 80%, а в крови приходящей через овальное отверстие – 67%, это связано со смешиванием крови от нижней части тела и печени. Добавление ненасыщенной крови от легких снижает кислород крови в левом желудочке до 62% - поступающей к голове и верхним конечностям.

• Кровь в правом желудочке (смесь крови из верхней полой вены, коронарной венозной крови из нижней полой вены) насыщена только на 52%. Когда ее большая часть проходит через Баталов проток и смешивается с кровью из левого желудочка, то её насыщение кислородом составляет 58% поступает к нижним частям тела и к плаценте. • Ткани получающие кровь с высоким содержанием кислорода – печень, сердце и верхние части тела, включая голову.

ВПВ - Верхняя полая вена ПВ – Пульмонарные вены ВПВ ПП - Правое предсердие ПА – Пульмонарная артерия АО - Аорта ПА АО БП – Баталов (артериальный) НПВ - Нижняя полая вена проток БП ПА ЛП ПВ ПП ОО НПВ (%) mm. Hg ml/min/kg mm. Hg/ml/min/kg ПВ Плод находится в состоянии относительной гипоксии (РО 2 в темных кружочках: 65% и 45% в аорте (АО) соответственно). В легочных сосудах имеется высокое сопротивление движению крови (PVR) и низкий кровоток, что обусловлено толстой стенкой пульмонарных артерий (ПА) и их высоким тонусом (PAWT – соотношение 2 кратной толщины сосудистой стенки к их диаметру в %). Это предотвращает поступление основной порции крови сердечного выброса от попадания в малый круг кровообращения и отводит кровоток к другим органам через овальное отверстие (ОО) и Боталов проток (БП). Цифры обозначают распределение кровотока левого и правого желудочков соответственно. После рождения PVR снижается, происходит вазодилятация сосудов ПА за счет повышения оксигенации крови и острого стресса, а также снижения PAWT в результате быстрого увеличения диаметра резистивных артерий в следствии расслабления ГМК и ремоделирования их цитоскелета. Это приводит к перераспределению кровотока в малый круг кровообращения. ГЕМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЛЕГОЧНОГО КРОВОСНАБЖЕНИЯ У ПЛОДА ПРИ РОДАХ И НОВОРОЖДЕНННОГО ЧЕРЕЗ 2 -3 ДНЯ.

1) Нарастание легочной гипертензии. 2) Склероз в легких.

1) Дефект МЖП 2) Дефект МПП 3) Стеноз легочной артерии 4) Гипертрофия желудочков Механизм: А)снижение поступления кислорода в кровь Б) эритроцитоз В)увеличение содержания гемоглобина Г)ухудшение реологии крови Д)гипертрофия левого желудочка Е)задержка нервно-психического развития

• После рождения давление в левом предсердии становится выше, чем в нижней полой вене и правом предсердии за счет: • уменьшения легочного сопротивления, в результате чего больший поток крови идет через легкие к левому предсердию • уменьшение потока крови к правому предсердию, вызванного окклюзией пупочной вены • увеличенного сопротивления выбросу крови из левого желудочка, созданного окклюзией пупочной артерии • Это изменение направления градиента давления между предсердиями быстро закрывает клапан над овальным отверстием, и листки перегородки совмещаются за несколько дней.

• Уменьшение R сосудов легких вызывает падение давления в легочной артерии до значений, составляющих половину от его прежнего уровня (≈ до 35 мм. рт. ст). Это изменение давления, связанные с небольшим увеличением артериального давления, меняет направление кровотока через Батталов проток. • Однако в течении нескольких минут проток начинает суживаться, что вызывает турбулентный поток, который у новорожденного проявляется в виде шума: сужение протока происходит постепенно и обычно заканчивается в течение одного-двух дней. • Закрытие Батталова протока – инициируется высоким О 2 в протекающей по протоку артериальной крови. Неизвестно, действует ли О 2 на проток непосредственно или через высвобождение сосудосуживающего вещества. Незаращение Батталова протока – устраняется хирургическим путем

Заключение • большой процент крови правого предсердия плода попадает через овальное отверстие в левое предсердие, а большой процент крови из легочной артерии проходит через Батталов проток в аорту. • после рождения пупочные сосуды, венозный проток и Батталов проток закрывается за счет сокращения их мышечных слоев. Снижение сосудистого R в легких, является главным фактором, который изменяет направление градиента давления между предсердиями, закрывая овальное отверстие.

END !