Миогенная и гуморальная регуляция тонуса сосудов

Тонус
сосудов во многом определяет параметры
системной гемодинамики и регулируется
миогенными, гуморальными и нейрогенными
механизмами.

В
основе миогенного механизма лежит
способность гладких мышц сосудистой
стенки возбуждаться и сокращаться при
растяжении. Именно автоматия гладких
мышц создает базальный тонус многих
сосудов, т.е. поддерживает начальный
уровень давления в сосудистой системе.
В сосудах кожи, мышц, внутренних органов
миогенная регуляция тонуса играет
относительно небольшую роль. Но в
почечных, мозговых и коронарных сосудах
она является ведущей и поддерживает
нормальный кровоток в широком диапазоне
артериального давления.

Гуморальная
регуляция осуществляется физиологически
активными веществами, находящимися в
крови или тканевой жидкости. Их можно
разделить на следующие группы:

1.
Метаболические факторы. Это несколько
групп веществ.

а)
Неорганические ионы. Ионы калия вызывают
расширение сосудов, ионы кальция суживают
их.

б)
Неспецифические продукты метаболизма.
Молочная кислота и другие кислоты цикла
Кребса расширяют сосуды. Таким же образом
действует повышение содержания СО2
и катионы водорода. Т.е. сдвиг реакции
среды в кислую сторону вызывает расширение
сосудов, в щелочную сужение.

в)
Осмотическое давление тканевой жидкости.
При его повышении сосуды расширяются.

2.
Гормоны. По механизму действия на сосуды
делятся на 2 группы:

а)
Гормоны непосредственно действующие
на сосуды. Адреналин и норадреналин
суживают большинство сосудов,
взаимодействуя с -адренорецепторами
гладких мышц. В то же время, адреналин
взывает расширение сосудов мозга, почек,
скелетных мышц, воздействуя на
-адренорецепторы.
Вазопрессин преимущественно суживает
вены, а ангиотензин II артерии и артериолы.
Ангиотензин II образуется из белка плазмы
ангиотензиногена в результате действия
фермента ренина. Ренин начинает
синтезироваться в юкстагломерулярном
аппарате почек при снижении почечного
кровотока. Поэтому при некоторых
заболеваниях почек развивается почечная
гипертензия. Брадикинин, гистамин,
простагландины Е расширяют сосуды, а
серотонин суживает их.

б)
Гормоны опосредованного действия. АКТГ
и кортикостероиды надпочечников
постепенно увеличивают тонус сосудов
и повышают кровяное давление. Таким же
образом действует тироксин.

Нервная
регуляция сосудистого тонуса осуществляется
сосудосуживающими и сосудорасширяющими
нервами. Сосудосуживающими являются
симпатические нервы. Первым их
сосудосуживающее влияние обнаружил в
1851 г. К.Бернар, раздражая шейный
симпатический нерв у кролика. Тела
вазоконстрикторных симпатических
нейронов расположены в боковых рогах
грудных и поясничных сегментов спинного
мозга. Преганглионарные волокна
заканчиваются в паравертебральных
ганглиях. Идущие от них постганглионарные
волокна образуют на гладких мышцах
сосудов кожи, внутренних органов, мышц
-адренергические
синапсы. Центры симпатических
вазоконстрикторов находятся под
контролем вышележащих, находящихся в
состоянии постоянного тонуса. Поэтому
по симпатическим нервам непрерывно
поступают нервные импульсы к сосудам.
За счет этого иннервируемые ими сосуды
постоянно умеренно сужены.

К
сосудорасширяющим относится несколько
типов нервов:

1.
Сосудорасширяющие парасимпатические
нервы. Ими являются барабанная струна,
расширяющая сосуды подчелюстной слюнной
железы и парасимпатические тазовые
нервы.

2.
Симпатические холинергические
вазодилататоры. К ним относятся
симпатические нервы, иннервирующие
сосуды некоторых скелетных мышц. Их
постганглионарные окончания являются
холинэргическими.

3.
Симпатические нервы, образующие на
гладких мышцах сосудов -адренергические
синапсы. Такие нервы идут к сосудам
легких, печени, селезенки.

4.
Расширение сосудов кожи возникает при
раздражении задних корешков спинного
мозга, т.е. афферентных нервных волокон.
Такое расширение называется антидромным
или обратным. Предполагают, что в этом
случае из чувствительных нервных
окончаний выделяются такие вазоактивные
вещества, как АТФ, вещество Р, брадикинин.
Они и вызывают вазодилатацию.

МИОГЕННАЯ И ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

А.
Миогенная регуляция сосудистого
тонуса осуществляется благодаря
спонтанной сокра­тительной активности
глад комы шечных кле­ток сосудистой
стенки. Как известно, гладко-мышечные
клетки могут спонтанно, без дей­ствия
нервной системы и гуморальных фак­торов
периодически возбуждаться. Этим свойством
обладают клетки-пейсмекеры, у которых
мембранный потенциал уменьшает­ся
благодаря входу в клетку катионов,
глав­ным образом Са2+.
Когда деполяризация до­стигает
критического уровня, возникает по­тенциал
действия. Возбуждение передается другим
клеткам, которые в свою очередь
со­кращаются, что и обеспечивает
наличие по­стоянного тонического
сокращения гладко-мышечных клеток и
наличие тонуса даже полностью
денервированного сосуда (мио-генный
тонус). Он сохраняется у полностью
денервированных сосудов и является для
оп­ределенных сосудистых областей
сравнитель­но постоянным, наблюдается
лишь неболь­шая его флюктуация, не
связанная с метабо­лическими
потребностями органа. В случае же
внезапного уменьшения объема циркули­рующей
крови (ОЦК) в сосудах (например, в
результате кровопотери) и снижения
кровя­ного давления гладкие мышцы
сосудистой стенки увеличивают свое
сокращение, что способствует восстановлению
кровяного дав­ления. Увеличение объема
крови в изолиро­ванном сосуде в
эксперименте сопровождает­ся
увеличением давления. Однако в течение
нескольких минут миогенный тонус
умень­шается, давление снижается. В
случае бы­строго уменьшения ОЦК
миогенный тонус видоизменяется в течение
10—60 мин. Мио-

генный тонус лучше
выражен у венозной системы.

Тонус
сосуда определяется также растяну­тыми
эластиновыми и коллагеновыми волок­нами
— эластический
тонус. Совокупность
миогенного и эластического тонусов —
это базальный
(основной) тонус сосудов.
Он со­ставляет 50—60 % от общего тонуса
сосудов в физиологических (естественных)
условиях.

Кроме того, в
органах (особенно в почках и головном
мозге) имеется миогенный ауто-регуляторный
механизм стабилизации объем­ной
скорости кровотока при колебаниях АД;
он заключается в том, что при повышении
системного АД тонус приносящих сосудов
органа также возрастает, а при падении
сис­темного АД тонус этих сосудов
снижается (эффект Остроумова — Бейлисса).
Это обес­печивает сравнительно
постоянный кровоток через орган. Подобный
механизм (в меньшей степени) выражен в
сердце, печени, кишеч­нике и скелетных
мышцах (органы располо­жены по убыванию
степени выраженности описанного
эффекта).

Б.
Гуморальная регуляция тонуса
сосудов осуществляется биологически
активными ве­ществами и продуктами
метаболизма. Одни вещества расширяют,
другие суживают кро­веносные сосуды,
некоторые оказывают дво­якое действие.

1.
Сосудосуживающие
вещества вырабаты­ваются
в различных клетках организма, но чаще
— в клетках-трансдукторах (подобных
хромаффинным клеткам мозгового слоя
над­почечников). Наиболее сильным
веществом, сужающим артерии, артериолы
и в меньшей степени вены, является
ангиотензин,
выраба­тывающийся
в печени. Однако в плазме крови он
находится в неактивном состоянии.
Активируется он ренином (ренин-ангиотен-зиновая
система).

При
снижении АД увеличивается выра­ботка
ренина в почке. Сам по себе ренин со­суды
не сужает; являясь протеолитическим
ферментом, он расщепляет а2-глобулин
плаз­мы (ангиотензиноген) и превращает
его в от­носительно мало активный
декапептид (ан­гиотензин I).
Последний под влиянием анги-отензиназы
— фермента, фиксированного на клеточных
мембранах эндотелия капилляров,
превращается в ангиотензин II,
обладающий сильным сосудосуживающим
действием, в том числе и на коронарные
артерии (меха­низм активации ангиотензина
аналогичен мембранному пищеварению).
Ангиотензин обеспечивает суживание
сосудов также путем активации
симпатико-адреналовой системы.
Вазоконстрикторное действие ангиотензи-

на II
превышает по своей силе влияние
нор-адреналина более чем в 50 раз. При
значи­тельном повышении АД ренин
вырабатыва­ется в меньших количествах,
АД снижает­ся — нормализуется. В
больших количествах ангиотензин в
плазме крови не накапливает­ся, так
как быстро разрушается в капиллярах
ангиотензиназой. Однако при некоторых
за­болеваниях почек, в результате
которых ухуд­шается их кровоснабжение,
даже при нор­мальном исходном системном
АД количество выбрасываемого ренина
возрастает, развива­ется гипертензия
почечного
происхождения.

Вазопрессин
(АДГ
— антидиуретический гормон) также
сужает сосуды, его эффекты в большей
степени проявляются на уровне ар-териол.
Однако сосудосуживающие эффекты хорошо
проявляются только при значитель­ном
падении АД. При этом из задней доли
гипофиза выбрасывается большое
количест­во вазопрессина. При введении
в организм экзогенного вазопрессина
наблюдается суже­ние сосудов независимо
от исходного уровня кровяного давления.
В нормальных физиоло­гических условиях
его вазоконстрикторное действие не
проявляется.

Норадреналин
действует
главным образом на а-адренорецепторы
и сужает сосуды, в ре­зультате
увеличивается периферическое
со­противление, но эффекты невелики,
по­скольку эндогенная концентрация
норадре-налина мала. При экзогенном
введении но-радреналина возрастает АД,
вследствие чего возникает рефлекторная
брадикардия, умень­шается работа
сердца, что сдерживает прес-сорный
эффект.

2.
Сосудорасширяющие
вещества. К
ним относятся биологически активные
вещества (брадикинин, гистамин,
ацетилхолин, про-стагландины, окись
азота), продукты обмена веществ —
метаболиты (молочная кислота, АТФ, АДФ,
АМФ, угольная кислота), а также недостаток
кислорода. Как было отмечено выше (см.
раздел 13.9.1), возбуждение пара­симпатических
волокон блуждающего нерва не расширяет
сосудов. Однако введение в кровь
ацетилхолина вызывает сильную и стойкую
вазодилатацию в различных органах,
кроме почек. В сосудах имеются
неиннерви-рованные постсинаптические
М-холиноре-цепторы, в том числе и в
сосудах сердца. Действие ацетилхолина
на гладкомышечные клетки сосудов
вызывает их гиперполяриза­цию. Эта
проблема изучена недостаточно. Гистамин
вызывает
расширение артериол, венул и повышает
проницаемость капилля­ров. Он выделяется
главным образом при по­вреждении кожи
и слизистых оболочек, в

стенке желудка и
кишечника, в скелетных мышцах при работе,
а также при реакциях антиген — антитело.
Очевидно, он освобож­дается из
базофильных гранулоцитов и туч­ных
клеток поврежденных тканей. При
ульт­рафиолетовом облучении, потираний
кожи возникает ее покраснение, одним
из действу­ющих факторов при этом
является гистамин.

Натрийуретический
гормон атриопептид
вырабатывается в секреторных
кардиомиоци-тах, больше в правом
предсердии — вызывает расширение
сосудов посредством расслабле­ния
гладкомышечных элементов мелких ар­терий
организма с помощью цАМФ.

Простагландины
— производные
ненасы­щенных жирных кислот
(гормоноподобные вещества) — образуются
во многих тканях организма. Такое
название дано потому, что впервые они
обнаружены у мужчин в семен­ной
жидкости, вырабатываемой предстатель­ной
железой. Имеется несколько их
разно­видностей с различными эффектами,
среди которых наиболее очевидно
сосудорасши­ряющее действие. В
частности, медуллин, об­разуемый в
мозговом слое почек, кроме сосу­дорасширяющего
действия, увеличивает вы­деление
почками Na+,
K+,
воды.

Кинины
являются
полипептидами, образу­ющимися из
а2-глобулинов
плазмы крови под влиянием фермента
калликреина (калли-креин-кининовая
система). Наиболее извест­ны из них
брадикинин и каллидин. Их вазо-дилататорный
эффект почти в 10 раз превос­ходит
действие гистамина и в равной мере
распространяется на сосуды скелетных
мышц и внутренних органов, в том числе
на коро­нарные сосуды. Но эти вещества
нестойки, брадикинин и его предшественник
каллидин разрушаются кининазами в
течение несколь­ких минут. Кроме
выраженного сосудорас­ширяющего
действия, брадикинин
увеличива­ет
проницаемость капилляров, что ведет к
выведению Na+,
К+,
СГ и снижению АД. Как следствие
увеличиваются работа сердца и пульсовое
давление. Брадикинин выделяется при
возбуждении желез желудочно-кишечно­го
тракта, слюнных желез, появляется в коже
при действии тепла и способствует
расшире­нию сосудов кожи при нагревании
ее, расши­ряет сосуды наружных половых
органов. Ве­щество П расширяет сосуды
слюнных желез, наружных половых органов.

Продукты
метаболизма (увеличение
на­пряжения СО2,
накопление угольной и мо­лочной кислот
— снижение рН), уменьшение напряжения
О2,
другие метаболиты (см. ниже) вызывают
расширение сосудов в ра­ботающем
органе — рабочая гипере-

м и я.
Она наблюдается в скелетных мыш­цах,
железах, в гладкомышечных стенках
же­лудочно-кишечного тракта, сердце,
головном мозге. Во время физической
нагрузки в мы­шечной ткани кровоток
может возрастать в 100 раз: до 80 % минутного
объема крови может проходить через
скелетные мышцы, в органах брюшной
полости при этом наблю­дается сужение
сосудов. В покоящейся мыш­це функционирует
около 30 капилляров на 1 мм2
поперечного сечения мышцы (дежур­ные
капилляры), при максимальной работе
мышцы число функционирующих (откры­тых)
капилляров достигает 3000 на 1 мм2.

Активация
деятельности скелетных мышц сопровождается
усилением кровотока в соот­ветствующих
зонах головного мозга, в жиро­вой
ткани. Рабочей гиперемии не выявлено в
печени. Активным сосудорасширяющим
агентом является ион Н+.
Однако при цент­ральном действии он
возбуждает симпатичес­кую нервную
систему, что ведет к сужению сосудов.
Сильным сосудорасширяющим дей­ствием
обладают АТФ, АДФ, АМФ, аденозин.
Предполагают,
что накопление ионов К+
в активно работающей мышце (выход К+
из клетки при ее возбуждении) также
способст­вует развитию рабочей
гиперемии. О том, что гуморальные факторы
играют важную роль в развитии рабочей
гиперемии, свидетельству­ет следующий
экспериментальный факт.

Если венозную
кровь перенести от работаю­щей или
ишемизированной мышцы в сосуды по­коящейся
мышцы, то они расширяются. Однако при
мышечной работе сосуды расширяются
боль­ше, чем при изолированном действии
метаболи­тов, что объясняется влиянием
симпатических хо-линергических
сосудорасширителей. В активно работающем
органе открываются также новые ар-териолы,
что ведет к увеличению числа функцио­нирующих
капилляров. Одним из факторов уве­личения
диаметра мелких артериол в работающей
мышце является их укорочение вследствие
сокра­щения параллельно расположенных
миоцитов скелетной мышцы; ускорение
кровотока в артери-олах может происходить
при этом и за счет их укорочения без
увеличения диаметра (В.М.Хаю-тин).

Сосудорасширяющим
действием обладают также бикарбонаты,
лактаты, нитраты, суль­фаты, хлориды,
бифосфаты. Метаболическая вазодилатация
превосходит симпатическую вазоконстрикцию.
Главным метаболитом, расширяющим
коронарные сосуды, считают аденозин.

3.
Вещества
двоякого действия на сосуды. Адреналин
активирует
а- и р-адренорецепто-ры. Поскольку при
активации а-адреноре-

цепторов
сосуды сужаются, а при активации
р-адренорецепторов расширяются, можно
было ожидать, что в случае преобладания
а-рецепторов в сосудах они будут сужаться
под влиянием адреналина, а в случае
преоблада­ния р-адренорецепторов —
расширяться. Вместе с тем реакция сосудов
кожи, мышц, органов брюшной полости
зависит от кон­центрации адреналина.
В низких концентра­циях адреналин
вызывает расширение сосу­дов этих
органов, в высоких — сужение сосу­дов.
Это объясняется тем, что чувствитель­ность
р-рецепторов выше, чем а-рецепторов,
поэтому физиологические концентрации
ад­реналина активируют только
р-рецепторы, что и ведет к расширению
сосудов. По-види­мому, эндогенный
адреналин всегда или в подавляющем
большинстве случаев вызывает расширение
всех сосудов организма (покрас­нение
лица при эмоциях). Только лишь при сильном
эмоциональном напряжении (по-бледнение
лица), кровопотере концентрация адреналина
в крови может повыситься на­столько,
что преобладающим эффектом ста­нет
сужение сосудов вследствие одновремен­ной
активация р- и а-рецепторов. Преобла­дающий
вазоконстрикторный эффект в этом случае,
как и при экзогенном введении боль­ших
доз адреналина, объясняется тем, что
а-адренорецепторов в различных сосудах
орга­низма больше, нежели р-рецепторов.
С ле­чебной целью применяют а- и
р-адренобло-каторы в зависимости от
ситуации, действуя фармакологическими
препаратами не только на рецепторы
сосудов, но и на рецепторы самих
эффекторных клеток внутренних орга­нов.
Серотонин
(5-гидрокситриптамин),
вы­деляющийся преимущественно из
энтерохро-маффинных клеток, в стволе
мозга, при раз­рушении кровяных
пластинок, также облада­ет двояким
действием. Вазоконстрикция осо­бенно
важна для прекращения кровотечения при
повреждении сосудов. Двоякое влияние
серотонина на сосуды заключается в том,
что при высоком тонусе сосудов серотонин
вы­зывает расширение их, а при низком
— суже­ние. Механизм двоякого влияния
серотонина изучен недостаточно.

Биологически
активные вещества эндоте­лия сосудов
играют
важную роль в регуляции сосудистого
тонуса. Всю массу эндотелиоци-тов (около
500 г в организме человека) рас­сматривают
как эндокринную железу. Эндо­телий
вырабатывает сосудосуживающие и
со­судорасширяющие вещества, они
очень бы­стро разрушаются (период
полураспада — 10—20 с). Одним из веществ,
вызывающих расширение кровеносных
сосудов, в том

числе
и коронарных, является оксид азота (NO).
NO
синтезируется из I-аргинина,
обес­печивает уменьшение тонуса
сосудов при­мерно на 30 %, при гипоксии
активность его увеличивается, сосуды
расширяются. При этом NO
отделяется и от НЬ. При гиперок-сии
активность NO
падает, сосуды сужаются. Сосудорасширяющее
действие СО2
также ре­ализуется с помощью NO:
блокада NO-син-тетазы
устраняет сосудорасширяющий эф­фект
СО2.
Выделяемые эндотелием вещества участвуют
в стабилизации системного АД. В частности,
при увеличении скорости кро­вотока
и вязкости крови сопротивление току
крови возрастает. Однако при этом
увеличи­вается механическое раздражение
эндотелия, ведущее к возрастанию
выработки вазодила-таторных веществ в
эндотелии магистраль­ных артерий и
расширению сосудов, что ком­пенсирует
возрастающее сопротивление кро­вотоку.
Это важно для стабилизации крово­снабжения
тканей организма и нагрузки на сердце.
Вазодилататорные эндотелиальные
вещества способствуют также развитию
рабо­чей гиперемии. Эти вазоактивные
вещества действуют непосредственно на
прилегающие к эндотелию гладкомышечные
клетки. При­мером веществ, обладающих
сосудосуживаю­щим действием, может
быть эндотелии
— ва-зоконстрикторный
пептид, выделенный из эндотелиоцитов
свиньи и состоящий из 21 аминокислотного
остатка. Полагают, что нарушение функций
эндотелиоцитов может быть одним из
факторов развития гипертони­ческой
болезни и облитерирующего эндарте-риита.

Следует отметить,
что венулы и вены в 20—30 раз более
чувствительны к медиаторам и биологически
активным веществам — адре­налину,
кальцитонину, кортизолу. Это объ­ясняется
тем, что такие сосуды обладают большим
диаметром и слабой фоновой ак­тивностью
миоцитов (Б.И.Ткаченко).