Базальный тонус и местная саморегуляция
Просвет кровеносного русла во многом зависит от базального тонуса, который формируется за счет автоматии гладких мышц и растяжения эластической стенки сосуда пульсовой волной. На этот показатель напрямую влияет высокое парциальное давление кислорода в артериальной крови и присутствие ионов $Ca^{2+}$.
Исключительную роль в регуляции играет эндотелий, который выделяет биологически активные вещества:
- Вазодилататоры (расширяют просвет): оксид азота (NO), простациклин, эндотелий-зависимый фактор гиперполяризации.
- Вазоконстрикторы (сужают просвет): эндотелин, супероксид-анион, простаноиды, ангиотензин II.
Механизм действия NO: Оксид азота диффундирует в гладкомышечные клетки, где активирует гуанилатциклазу (связанную с G-протеином). Это влечет рост внутриклеточного циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ) и расслабление стенки.
Нервная регуляция и гемодинамические рефлексы
Центральная нервная регуляция базируется на работе сосудодвигательного центра (СДЦ) продолговатого мозга, имеющего прессорный и депрессорный отделы. При изменении давления запускаются системные рефлексы:
- Депрессорный (барорецепторный) рефлекс: В ответ на рост АД усиливается импульсация от барорецепторов артерий. Это вызывает пессимальное торможение нейронов симпатического центра — они перестают посылать стимулы к спинальным нейронам, и сосуды расширяются.
- Рефлекс Бейнбриджа: Ответная реакция организма на увеличение венозного давления.
- Рефлекс Парина: При повышении давления в легочном стволе возникает брадикардия, падение системного АД и расширение сосудов селезенки.
Особенности вегетативной иннервации: Симпатическая система обычно сужает сосуды. Однако есть исключения: сосуды головного мозга, сердца, легких и работающих скелетных мышц при симпатическом возбуждении расширяются. Это связано с наличием в симпатических стволах холинергических волокон, выделяющих ацетилхолин (АХ). Физиологический смысл — опережающее снабжение мышц и жизненно важных органов кислородом при быстрой мобилизации.
Парасимпатическая система (N. vagus) также неоднозначна: ее волокна расширяют сосуды легких (увеличивают кровоток), но при этом сужают сосуды сердца.
Влияние газов крови и продуктов метаболизма
Висцеральные системы обладают высокой чувствительностью к метаболитам и газам, однако реагируют на них по-разному в зависимости от органа.
Влияние кислорода ($O_2$):
- В миокарде и мозге: Гипоксия (падение $O_2$) вызывает активную и выраженную вазодилатацию.
- В легких: Альвеолярная гипоксия (при болезнях или вдыхании бедных $O_2$ смесей) приводит к одновременному сужению легочных артериол. Это защитный механизм, который резко повышает давление в легочном стволе.
Влияние углекислого газа ($CO_2$): В венечных сосудах высокая концентрация $CO_2$ дает двухфазную реакцию: сначала рост тонуса из-за центрального влияния, затем значительное падение давления (расширение) из-за местного действия. В тканях мозга рост $CO_2$ вызывает диссоциацию угольной кислоты с выделением ионов $H^+$, что приводит к расширению сосудов (сами ионы $H^+$ через гематоэнцефалический барьер не проникают).
Метаболиты и ионы: Расширению коронарных сосудов способствуют аденозин, брадикинин, простагландины, лактат и NO. В скелетных мышцах местную вазодилатацию при сокращении обеспечивают ионы $K^+$ и фосфаты. Аденозин также является ключевым фактором регуляции мозгового кровотока — его уровень возрастает при ишемии, гипокапнии и гипотензии.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Как парасимпатическая нервная система влияет на тонус сосудов различных органов?
Парасимпатическая нервная система в норме не иннервирует гладкие мышцы большинства кровеносных сосудов.
Отдельно в источниках указаны такие сосуды и эффекты:
- Сосуды сердца — волокна парасимпатического блуждающего нерва сужают сосуды сердца.
- Артерии мозга — относятся к сосудам, имеющим парасимпатическую иннервацию; раздражение парасимпатических нервов вызывает слабое расширение просвета.
- Блуждающие нервы к сосудам легких — раздражение холинергических волокон увеличивает кровоток в артериолах и капиллярах малого круга; ваготомия дает обратный результат.
- Пещеристые тела полового члена — парасимпатические волокна S2–S4 вызывают вазодилатацию, что приводит к эрекции.
- Почки и мочевой пузырь — для парасимпатической иннервации указана вазодилатация.
Также парасимпатическую иннервацию имеют сосуды половых органов, сосуды слюнных желез и сосуды брыжейки.
Какие гормоны осуществляют системную гуморальную регуляцию сосудистого тонуса?
Гуморальная регуляция сосудистого тонуса включает циркулирующие в крови вещества и локальные факторы; она подразделяется на вазоспастические и вазодилатирующие системы.
- Сосудосуживающие (прессорные) вещества/гормоны — адреналин, серотонин, вазопрессин, ангиотензин II, а также отдельные виды простагландинов.
- Сосудорасширяющие вещества/гормоны — гистамин, кинины, ацетилхолин, а также отдельные виды простагландинов.
Простагландины групп A и E вызывают расширение мелких артерий. Простагландин E находится в конкурентных взаимоотношениях с прессорными гормонами — вазопрессином и адреналином. Ангиотензин II оказывает мощное прессорное, сосудосуживающее действие с повышением систолического и диастолического АД. Адреналин сужает сосуды органов брюшной полости, легких и кожи.
Через какие типы рецепторов катехоламины вызывают сужение и расширение сосудов?
По источникам, сужение сосудов при симпатической нейрональной регуляции связано со стимуляцией постсинаптических $\alpha_1$-адренорецепторов.
Для адреналина в артериолах скелетных мышц эффект зависит от концентрации:
- Высокая концентрация — сужение сосудов, $\alpha$-адренергический эффект.
- Низкая концентрация — расширение сосудов, $\beta$-адренергический эффект.
Симпатика сужает всё, кроме МСЛМ: Мозг, Сердце, Легкие, Мышцы (работающие). В этих органах симпатическая система расширяет сосуды для экстренной мобилизации организма.
Вопросы с занятий и экзамена
Что происходит с сосудами легких при гипоксии?
В отличие от большинства тканей организма, где нехватка кислорода вызывает расширение, в легких альвеолярная гипоксия приводит к генерализованному сужению легочных артериол и росту давления в легочном стволе.
Какие ионы увеличивают сопротивление сосудов?
Сопротивление сосудов (снижение кровотока) вызывают ионы в растворах $KCl$, $MnO_4$, $MgCl_2$. В то же время ионы $H^+$ и $Ca^{2+}$ уменьшают сопротивление.
Что ещё разобрать по теме
- Гуморальная регуляция гемодинамики малого круга (роль гистамина)
- Подробный механизм работы барорецепторного (депрессорного) рефлекса
- Особенности двухфазного действия углекислого газа на сосуды
- Влияние биологически активных веществ на базальный тонус
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Регуляция сосудистого тонуса» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 112 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Гемодинамика сосудистого русла»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.