ферментные системы в синтезе простагландинов (местные гормоны)
сосудистые и другие реакции в тканях;
фибрин-стабилизирующий фактор – свертывание крови
фактор роста
деление и рост эндотелиальных клеток, ГМК, фибробластов
Восстановление поврежденных сосудов
мембрана тромбоцитов содержит гликопротеины
предотвращение адгезии клеток к интактному эндотелию
адгезия в месте повреждения сосуда
большие количества фосфолипидов активируют ферментативное свертывание крови
Механизм образования тромбоцитарной пробки
контакт с коллагеном поврежденной стенки изменяет характеристики Т.:
разбухают;
выпускают псевдоподии,
секретируют БАВ;
прилипают к коллагену и протеинам крови, секретируемым в том числе эндотелием (vWf);
секретируют АДФ; тромбоксан А2;
активируют соседние тромбоциты суживают сосуды.
Итак, Т. притягиваются к сосудистой стенке – образование тромбоцитарного тромба
закрытие просвета мелких поврежденных сосудов.
Далее – последующие ферментативные процессы ведут к образованию фибриновых нитей.
Дальнейшие преобразования первичной пробки:
образование мостиков между Т. (стадия мягкого метаморфоза),
сжатие, укорочение, уплотнение тромба за счет активности тромбостенина и сокращения актин-миозинового комплекса тромбоцитов (стадия необратимого метаморфоза).
31. Механизмы ферментативного гемостаза.
Ферментативный гемостаз (коагуляция крови) – основной механизм остановки кровотечения в средних и крупных сосудах (происходит параллельно с сосудисто-тромбоцитарным, присутствует всегда).
Коагуляция (свертывание) крови в поврежденных сосудах
3-й механизм гемостаза – образование кровяного тромба
15 - 20 с при тяжелой травме
1-2 мин при более легком повреждении.
В течение 3 - 6 минут после повреждения, если сосуд не очень крупный
он заполняется тромбом,
после 20 минут до 1 часа тромб уплотняется (ретракция);
закрытие сосуда,
тромбоциты также играют роль в ретракции тромба.
Роль Т. в инициации ферментативного гемостаза – выделение тромбоцитарных факторов свертывания крови:
ПФ-3 (пластинчатый фактор) – липидно-белковый комплекс – матрица для ферментативного гемостаза,
ПФ-4 – антигепариновый фактор,
ПФ-5 - фибриноген, определяющий адгезивность тромбоцитов,
ПФ-6 - тромбостенин, актин-миозиновый комплекс, обеспечивающий сжатие тромба,
ПФ-10 - серотонин (вазоконстрикция),
ПФ-11- фактор агрегации (комплекс АТФ и тромбоксана).
Механизм ферментативного свертывания крови
Более 50 веществ в крови участвуют в процессе ферментативного свертывания (коагуляции) крови:
прокоагулянты
антикоагулянты
В норме кровотоке – преобладают антикоагулянты
При повреждении сосуда – активация прокоагулянтов → образование тромба
Фиброзная организация и последующее растворение тромба
Образовавшийся тромб проходит этапы преобразования:
оккупируется фибробластами в мелких сосудах благодаря
тромбоцитарным факторам роста
полная организация тромба фиброзной тканью ≈ 1 - 2 недели.
2)может растворяться ферментами внутри тромба
Общий механизм свертывания(3 шага)
В ответ на повреждение
комплекс биохимических реакций
образование активатора протромбина – тромбокиназы
2) активатор протромбина катализирует реакцию
протромбин → тромбин
3) тромбин - фермент в реакции
растворимый фибриноген→ нерастворимый фибрин - (присоединение Т., Э., Л. образует тромб)
Повреждение ткани
↓
Образование активатора протромбина
↓ Ca2+
протромбин → тромбин
↓
фибриноген → фибрин (тромб)
Протромбин и тромбин
Протромбин – белок плазмы, альфа-2-глобулин,
м.в. 68700.
в плазме – 15 мг/дл
нестабильный белок, быстро распадающийся на компоненты, один из которых – тромбин с м.в. 33700
протромбин непрерывно образуется в печени (необходим витамин К)
при снижении продукции – ↓ коагуляционная способность плазмы.
Фибриноген – растворимый белок с м.в. 340000,
в плазме - 100 - 700 мг/дл
образуется в печени
при патологически повышенной проницаемости капилляров фибриноген проникает в тканевую жидкость – образование тромбов.
Ретракция тромба – образование сыворотки
В течение 20-60 минут после образования тромба – его сокращение
выделение жидкости - сыворотки (без фибриногена и большинства факторов свертывания крови)
Роль тромбоцитов в ретракции
приклеиваются к фибриновым нитям, связывая их вместе,
выделение прокоагулянтных веществ
фибрин-стабилизирующий фактор (формирует связи между нитями фибрина)
тромбостенин, актин и миозин в Т. – сокращение
ускоряется процесс тромбином и Ca++ из депо в тромбоцитах
Ретракция тромба – сближение краев сосуда
Инициация коагуляции: образование активатора протромбина
Комплекс механизмов:
травма сосудистой стенки и прилежащих тканей
травма крови
контакт крови с поврежденным эндотелием или коллагеном и другими тканевыми элементами вне сосуда ↓
образование активатора протромбина
↓
превращение протромбина в тромбин
↓
последующие этапы образования тромба
Инициация коагуляции: образование активатора протромбина
Постоянное взаимодействие двух путей:
Внешнего пути
начинается с травмы
Внутренний путь
начинается в крови
В обоих путях играют значение факторы свертывания крови
большинство – неактивные протеолитические ферменты
активация → каскад реакций свертывания крови (римскими цифрами( X→Xa)
Внешний путь свертывания крови
результат взаимодействия крови с тканью →
активация тканевого тромбопластина (Ф III),
Ф.IIIа + конвертин (Ф. YII) + Са++ + Ф Y (проакцелерин) + фосфолипиды тканей или плазмы → протромбиназа (активатор протромбина)
Внутренний путь (происходит внутри сосуда):
Компоненты внутренней системы:
факторы XII, XI, IX, VIII, кофакторы — высокомолекулярный кининоген (ВМК) и прекалликреин (ПК), а также их ингибиторы.
В конечном итоге происходит, также как и во внешнем, активация Ф X (Прауэр-Стюарта), который затем соединяется с Ф Y и фосфолипидами.
Но это идет более длинным путем:
под влиянием контакта с поврежденным участком сосуда при содействии прокалликреина (Ф XIY) - ф XII (Хагемана) → ф XIIа,
Ф XIIа + Ф XY → ФXIа (анти гемофильный глобулин В),
Ф XIа активирует фYIII (антигемофильный глобулин А),
Ф VIIIа активирует ФX,
Это приводит к образованию комплекса – протромбиназы (активатора протромбина).
Превращение протромбина в тромбин
Активатор протромбина (протромбиназа) в присутствии достаточного количества Са++ вызывает превращение протромбина в тромбин (рис).
Тромбин вызывает полимеризацию молекул фибриногена в нити фибрина в течение других 10-15 секунд.
Влияние тромбина на преобразование фибриногена в нити фибрина
Тромбин
перемещает 4 пептида из каждой молекулы фибриногена,
образует одну молекулу фибрина мономера, который
полимеризуется (в прис. фибрин-стабилизирующего фактора) → нити фибрина
соединены поперечными мостиками – основа кровяного тромба
Активация фибрин-стабилизирующего фактора происходит под влиянием тромбина
Взаимодействие между внутренним и внешним путями
Оба пути после повреждения сосудов действуют одновременно:
тканевой фактор запускает внешний путь,
в то время как ф. XII и тромбоциты с коллагеном сосудистой стенки – внутренний путь.
Важно:
внешний путь – взрывной:
однажды начавшись, он ведет к завершению образования тромба и ограничен лишь количеством тканевого фактора, ф. X, VII, and V в крови.
при тяжелой травме тромбообразование наблюдается уже в первые 15 сек.
внутренний путь – более медленный процесс,
на образование тромба уходит обычно от 1 до 6 минут.
Роль кальция во внутреннем и внешнем путях свертывания крови
Кроме первых двух шагов во внуреннем пути,
Са++ играет роль промоутера всех факторов свертывания.
Обычно, падение Са++ в плазме до значимых для процесса свертывания концентраций происходит крайне редко.
Но вне организма удаление Са++ из крови предупреждает ее свертывание.
это достигается добавление цитрата или оксалата для преципитации кальция.
Судьба тромба
ретракция
увеличение ГМК и восстановление целостности сосуда
T и эндотелий секретируют факторы роста
деление фибробластов и ГМК
фибробласты – продукция фиброзной соединительной ткани,
фибринолиз -каскад ферментативных реакций
32. Противосвертывающая и фибринолитическая системы крови.
Фибринолиз – это ферментативное разрушение фибрина на отдельные полипептидные цепи, что происходит при участии группы факторов, объединенных в понятие «фибринолитическая система» или «плазминовая система».
Существуют два компонента фибринолиза:
фибринолитическая активность плазмы и
клеточный фибринолиз.
Фибринолитическая система плазмы включает:
плазминоген (профермент) – гликопротеид – синтезируется в печени, почках, эозинофилах,
плазмин (фермент),
активаторы плазминогена,
ингибиторы плазминогена,
Активный плазминоген – плазмин – напоминает трипсин (пищеварительный фермент).
Плазмин переваривает нити фибрина и ряда других коагулянтов – ф. V, VIII, протромбин, ф. XII.
Иногда – может вызвать гипокоагуляцию крови.
Действие плазмина включает:
деградацию фибрина на фрагменты,
деградацию тромбоцитарных гликопротеинов,
протеолиз ряда факторов свертывания крови – V, VIII, XI, XII, XIII, фактора Виллебранда,
Функции активаторов плазмина и плазминогена модулируются ингибиторами:
для плазмина – это:
антиплазмин –АП,
антитрипсин –АТ,
антитромбин -III–АТ III,
ангибитор эстеразы С – С1-И,
для плазминогена – это:
ИАП-1,2,3.
Плазминоген → плазмин → лизис тромба
после образования тромба в него захватываются большие количества плазминогена вместе с другими белками,
поврежденные ткани и эндотелий слабо секретируют активатор плазминогена – тканевой активатор плазминогена, но…
когда кровотечение остановлено плазминоген → плазмин → растворение тромба
многочисленные тромбированные мелкие сосуда вновь открываются благодаря этому механизму.
Клеточный фибринолиз связан с клетками
привлекаются к месту повреждения,
фагоцитоз фибрина и клеточных остатков:
лейкоцитами,
макрофагами,
тромбоцитами
Другой путь – аутолиз тромба под влиянием
лейкоцитов (асептический) или микроорганизмов (септический).
Предупреждает внутрисосудистое свертывание крови
Гладкая эндотелиальная выстилка сосуда (предупреждает активацию факторов свертывания крови)
Тромбоциты не способны адгезировать к покрытой простациклином поверхности неповрежденного сосуда,
Гликокаликс эндотелия (отклоняет факторы свертывания и тромбоциты);
Тромбомодулин (связан с эндотелием) – связывает тромбин
комплекс тромбомодулин-тромбин активирует плазменный белок С – действует как антикоагулянт, инактивирующий ффVa и VIIIa;
Разведение
небольшие количества тромбина образуются в плазме спонтанно
при нормальном уровне кровотока велико разведение тромбина,
при снижении кровотока - возможно накопление трмбина и запуск процесса свертывания (напр., при кардиогенном шоке)
Антикоугулянты
Антикоагулянты
Образование тромбина угнетается:
антитромбином (из печени) – инактивирует тромбин,
гепарином (из базофилов и тучных клеток)
сильный антикоагулянт, но… низкая концентрация в крови,
активен в комбинации с антитромбином III,
гепарин-антитромбин удаляет из крови тромбин, XIIа, XIа, Xа и IXа,
препятствует образованию активатора протромбина,
блокирует действие тромбина на фибриноген,
назначается пациентам с наклонностью к тромбообразованию.
Физиология кровообращения
33. Функциональная система поддержания постоянства артериального давления.
!!! АД – адекватное кровоснабжение организма в условиях постоянного перераспределения кровотока в соответствии с потребностями отдельных участков
Местные механизмы –
ведущее звено в регуляции местного кровотока,
Центральные нейро-гуморальные механизмы
регуляция АД на системном уровне
Краткосрочные механизмы регуляции АД
механизмы немедленной регуляции АД (секунды)
барорецепторный
хеморецепторный
ишемический
Среднесрочные механизмы регуляции АД (минуты, часы)
РААС
с рецепторов низкого давления
Долгосрочные (сверхмедленные) механизмы регуляции АД
отсроченные длительно действующие механизмы регуляции АД (дни, недели)
почечный механиз
Итак, в регуляцию АД вовлечены
сердечный выброс
сократимость миокарда
ОЦК
преднагрузка, постнагрузка
системное сопротивление R = ОПС =8Lη/πr4
вязкость крови (η)
сосудистый тонус (r)
Ключевые участки отслеживания уровня АД
барорецепторы дуги аорты и каротидного синуса
рецепторы ЮГА почек
рецепторы низкого давления (кардиопульмонарные)
Система мониторирования в регуляции АД:
барорецепторы высокого давления в аорте и каротидном синусе
острая регуляция давления крови (краткосрочный мех-зм),
влияние опосредовано АНС (ВНС)
барорецепторы высокого давления в афферентных артериолах ЮГА почек (средне-долгосрочные механизмы)
выделение ренина и активация РААС
альдостерон, АДГ, ангиотензин II,
регуляция баланса натрия и воды, сосудистого тонуса
барорецепторы низкого давления в сердце и легочных сосудах
долгосрочные механизмы (?)
в ответ на изменения объема крови
модулируют
симпатическую активность и
выделение вазопрессина-АДГ,
выделение натрийуретического атриопептида в ответ на ↑ ОЦК и венозного возврата
МЕХАНИЗМЫ КРАТКОСРОЧНОЙ РЕГУЛЯЦИИ (секунды, минуты, часы) – приспособление АД к различным жизненным ситуациям (физические нагрузки, изменение положения тела и т.п.)
Нейрональные механизмы: центры в стволе мозга (вазомоторный и сердечный)
парасимпатические сигналы на сердце (тормозящий эффект) – снижение АД
симпатические сигналы на сосуды (сосудосуживающие и сосудорасширяющие) и сердце (стимуляция активности) – повышение АД
Внутренние рефлексы системы кровообращения:
барорефлексы и
хеморефлексы (СО2,-чувств. рецепторы в ССС)
Внешние рефлексы (рецепторы за пределами системы кровообращения): реакция на боль, холод, эмоции.
реакция опосредована через гипоталамус
Гуморальные механизмы: РААС, АДГ (вазопрессин), адреналин, норадреналин
Вазомоторный центр - ретикулярная формация
продолговатого мозга и
нижней трети моста
ВЦ передает импульсы через
вагус к сердцу и
симпатические сигналы через спинной мозг и периферические нервы к сосудам и сердцу
Отделы вазомоторного центра:
Сосудосуживаюший
Сосудорасширяюший
Кардиоингибирующий
1. Барорецепторы высокого давления в аорте и каротидном синусе сопряжены с барорецепторными рефлексами
важны в сиюминутной (быстрой/краткосрочной) регуляции АД в обыденной активности
обратные взаимоотношения между изменениями АД и чсс
барорецепторный рефлекс поддержания АД:
когда давление падает чсс растет;
когда давление растет чсс падает.
Эти рефлексы отражают изменения симпатической и парасимпатической активности, исходящей из медуллярных нервных центров системы кровообращения в ответ на импульсы от барорецепторов.
Эфферентная симпатическая активность
обратная зависимость с АДср (в диапазоне 60 – 160 мм рт ст) в норме
при АД <60 мм рт. ст. активность максимальна (защита от коллапса!)
Барорецепторы дуги аорты
импульсация растет после АД ср =50-60 мм рт.ст.
Барорецепторы каротидного синуса
импульсация по сенсорному нерву Геринга (ветвь языкоглоточного нерва) растет с уровня АД ср =30 мм рт.ст – макс при АД 180 мм рт.ст.
Барорецепторы чувствительны к пульсовому давлению (АД пульс)
если АДпульс падает (АД ср постоянно)
частота афферентных импульсов от барорецепторов к нервному центру снижается и
симпатическая эфферентная активность, а, следовательно и АД, повышаются.
Установочная точка АД ср – 100 мм рт.ст
снижение Адср (напр. при геморрагии) – ↓афф. импульсации по нерву Геринга –
активация симпатической активности и снижение парасимпатической вазомоторного центра
увел. ЧСС
рост сократимости миокарда и УО
вазоконстрикция артериол
вазоконстрикция вен – увеличение венозного возврата – механизм Старлинга (увеличение сердечного выброса)
Рост АД ср
И наоборот, рост АД – активация каротидных барорецепторов – снижение АД
↑ АД (растяжение стенки → стимуляция барорецепторов → торможение центральных симпатических импульсов из сосудодвигательного центра:
↓ симп. влияние на артериолы и снижается ОПСС (постнагрузка);
↓ симп. влияние на вены и ↓ давление наполнения (преднагрузка);
↓ симп. и ↑ парасимп. тонус → замедлением ЧСС ↓сократимости;
незначительно ингибируется секреция АДГ (вазопрессин).
Уменьшение растяжения сосудистой стенки ведет к снижению барорецепторной активности.
Внимание!!!
при хронически повышенном АД наблюдается «переустановка» чувствительности барорецепторов
У здоровых лиц
Функция барорецепторов – возвращать АД к исходному уровню после его повышения или снижения.
При хронической гипертензии
Формируется новая установочная точка для барорецепторов,
барорецепторная активность поддерживает более высокий уровень АД в покое
Хотя данные изменения не могут рассматриваться как адаптивные, тем не менее
это позволяет обеспечивать краткосрочную регуляцию АД при высоком базальном уровне давления.
Итак, барорецепторный рефлекс в регуляции АД
Быстрый ответ (важно, например, в ответе на кровопотерю!)
Рецепторы растяжения аорты и каротидного синуса
Основные этапы рефлекса
Снижение АД – сигналы в вазомоторный центр ствола мозга
Точка отсчета –АД ср 100 мм рт.ст.
Снижение парасимпатической эфферентной активности и рост симпатической
Увеличение ЧСС, сократимости миокарда (рост УО)
Вазоконстрикция артериол – увеличение ОПСС
Рост тонуса вен – рост венозного возврата и предагрузки – включение механизма Стралинга
Хеморецепторы
регулируются сосудодвигательным центром, а также содержанием кислорода и углекислого газа в крови,
↓ АД и гипоксия (↓РаО2), с одной стороны, и гиперкапния (↑РаСО2), с другой, приводят:
к ↑ симпатического тонуса артериол мышечной ткани
повышение АД
ишемия в ЦНС и гиперкапния
↓ АД и гипоксия (↓РаО2), с одной стороны, и гиперкапния (↑РаСО2), с другой, приводят:
к ↑ симпатического тонуса артериол мышечной ткани
повышение АД
Барорецепторы низкого давления
в местах низкого АД
предсердия (А-рецепторы), полые вены (В-рецепторы) и крупные сосуды малого круга,
отвечают на изменения объема крови
увеличение объема крови – растяжение рецепторов предсердия (рост преднагрузки – венозного возврата)
рефлекторное повышение ЧСС за счет симпатической стимуляции
рост секреции натриуретического пептида – усиление диуреза
снижение объема крови (напр., кровопотеря) – детектируется барорецепторами левого предсердия и артериальными барорецепторами
афферентные сигналы от вагуса →гипоталамус→ гипофиз
выделение вазопрессина (АДГ)
участвует в краткосрочной регуляции при геморрагии, но не в краткосрочной регуляции АД в обычных условиях.
Увеличение объема крови и растяжение предсердий (рост преднагрузки)
Стимулирует секрецию предсердного натрийуретического пептида (атриопептида) миоцитами предсердий
атриопептид вызывает расширение сосудов (хотя это и играет небольшую роль в срочной регуляции АД)
оказывает важный эффект на
обмен натрия и воды (натрийурез и диурез)и
долгосрочную регуляцию АД
Гормоны сердца. Предсердный натрийуретический гормон. Релаксин.
Миоциты предсердий (преим. правого) - атриопептид
Секретируется под влиянием : растяжения предсердий объемом крови, уровня натрия в крови, эффектов блуждающего и симпатических нервов, содержания в крови вазопрессина,
Физиологические эффекты атриопептида многообразны (во многих органах и тканях мембранные рецепторы)
Сосудистые эффекты - расслабление ГМК сосудов и вазодилатации (через цАМФ), снижении артериального давления. повышениет проницаемости гистогематических барьеров и увеличение транспорта воды из крови в тканевую жидкость.
Почечные эффекты атриопептида включают: 1) ↑ экскреции натрия (до 90 раз) и хлора (до 50 раз) в связи с подавлением их реабсорбции в канальцах; 2) выраженное диуретическое действие за счет увеличения клубочковой фильтрации и подавления реабсорбции воды; 3) ↓ секреции ренина и эффектов ангиотензина-II и альдостерона,
расслабляет ГМК кишечника, ↓внутриглазное давление, объем и давление ликвора в желудочках мозга.
Основные эффекты атриопептида — вазодилатирующего и натрийуретического гормона. Атриопептид является полным антагонистом ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, так как подавляет и образование каждого элемента системы, и вызываемые ими эффекты
Близкие по натрийуретическому эффекту гормоны выявляются и в ткани головного мозга
участвуют в регуляции питьевого поведения, солевого аппетита и жажды
Помимо атриопептида в предсердиях образуются атриопептины, повышающие артериальное давление и обладающие антидиуретическим эффектом.
В малых количествах в сердце образуются
соматостатин, ангиотензин-II и релаксин, обладающие хронотропным влиянием на миокард
Капиллярная фильтрация
При повышении АД некоторое количество жидкости проходит капиллярный барьер и проникает в интерстициальное пространство, что приводит к уменьшению ОЦК.
Механизмы краткосрочной регуляции АД
реализуются с участием автономной нервной системы;
«срабатывают» быстро (в течение нескольких секунд);
если уровень АД отклоняется надолго, адаптируются и начинают регулировать АД на этом новом, измененном уровне
Артериальный барорецепторный рефлекс
Хеморефлекс
Реакция на ишемию (реакция Кушинга)
СРЕДНЕСРОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ АД (МИНУТЫ, ЧАСЫ)
Ренин-ангиотензин-альдостероновый механизм регуляции АД
Медленный механизм регуляции
Долговременная регуляция АД путем изменения объема крови
в ответ на ишемию почек, снижение АД, ОЦК, осмотического давления
выделение ренина ЮГА - ангиотензиноген → ангиотензин I
АПФ (ткани, системный кровоток) - ангиотензин I → ангиотензин II
стимуляция секреции альдостерона (éреабсорция Na) - вазоконстрикция артериол
в результате действия АТ и альдостерона – повышение АД
Артериолы ЮГА почек
Барорецепторы высокого давления;
в результате их растяжения выделяется ренин, запускающий ренин-ангиотензин-альдостероновую систему (РААС)
Этот механизм важен в краткосрочной регуляции АД только при кровопотере
Системная (циркулирующая) РАС
Секреция ренина из ЮГА:
усиливается при активации барорецепторов афферентных артериол в результате êАД;
усиливается при воздействии на плотное пятно é NaCl в восходящей части петли нефрона: ,
активация почечных симпатических нервных окончаний – воздействие на β1 адренорецепторы клеток ЮГА
по механизму отрицательной обратной связи
уровнем в крови ангиотензина и альдостерона, а также
их эффектами — содержанием в крови натрия, калия, артериальным давлением, концентрацией простагландинов в почке, образующихся под влиянием ангиотензина.
Локальные РАС
Обнаруживаются в сосудах, сердце, головном мозге, почках, надпочечниках, яичках,
Функционируют независимо от системной РАС, за исключением ренина, который в ряде случаев может быть извлечен только из циркулирующей крови.
Остается открытым вопрос о значимости локальных РАС в краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных механизмах регуляции АД.
Ренин
ангиотензиноген → в ATI.
АПФ (продуцируется преимущественно в легких, а также локально)
ATI → в АТII
АПФ (это кининаза)
↓ концентрацию вазодилатирующих кининов.
Основные эффекты АТII :
мощная вазоконстрикция (минуты- часы);
стимуляция образования альдостерона
задержка натрия и жидкости;
повышение абсорбции хлорида натрия в проксимальном отделе почечных канальцев.
НЕКОТОРЫЕ ЭФФЕКТЫ АНГИОТЕНЗИНА II (4 подтипа рецепторов : АТ1, АТ2, АТ3, АТ4)
АТ1-рецепторы (широко представлены) |
АТ2-рецепторы ( у плода, возможно редуцированы после рождения?) |
кардиомиоцитов
|
действие
сосудов |
Долгосрочная регуляция кровяного давления
механизмы, контролирующие объем крови и АД путем
нервных и
гуморальный влияний
Механизмы долгосрочной регуляции (дни, недели, месяцы)
Связаны с функцией почек и регуляцией внеклеточного объема жидкости
При повышение объема жидкости в организме – давление растет и его нормализация возможна путем выведения
воды (диурез давления) и
соли ( натрийурез)
У лиц с гипертензией почечные механизмы регуляции часто страдают и точка равновесия давление-внеклеточная жидкость соответствует более высоким уровням выделения соли и воды
Существует ряд путей регуляции АД внеклеточной жидкостью:
Прямое влияние на сердечный выброс
Непрямое влияние через изменение сосудистого сопротивления:
при увеличении жидкости в определенной части тела, местные механизмы регуляции ведут к вазоконстрикции и наоборот,
при недостатке жидкости – к вазодилатации,
при увеличении жидкости и сердечного выброса все ткани оказываются в ситуации избыточного кровоснабжения – как результат – генерализованная вазоконстрикция и рост периферического сопротивления
↓ объема крови и АД
↓
Уменьшение перфузии почек и ↑ симпатической активности (посредством барорецепторного механизма)
↓
Стимуляция продукции ренина почками (ЮГА)
↓
Повышение уровня ангиотензина I (из ангиотензиногена)
↓
A I освобождается из A II посредством АПФ эндотелия (большая часть этого ферментативного расщепления происходит в легочной циркуляции)
↓
↑задержки натрия почками и стимуляция выделения альдостерона надпочечниками
Альдостерон
Вызывает почечную задержку натрия (и вторично воды).
Низкий объем циркулирующей крови (ОЦК), жажда и повышенная осмоляльность плазмы
стимулируют выделение антидиуретического гормона (АДГ, вазопрессин) усиливает задержку воды почками
Ряд гормонов (АДГ, ангиотензин II, альдостерон)
↓
задержка натрия и воды, повышение потребления жидкости
↓
увеличение объема крови
↓
поддержание необходимого уровня давления
Эти механизмы – физиологические ответы на кровотечение или дегидратацию;
Те же механизмы принимают участие в повышении АД при некоторых формах артериальной гипертензии
Антидиуретический гормон
↓ОЦК →↑АДГ
через барорецепторы гипоталамуса
↑ АД →↓ АДГ
воздействия на барорецепторную активность с угнетением гипоталамических АДГ-рилизинг-нейронов,
↑ осмолярности плазмы (немедленная реакция) →↑ АДГ
Организм более чувствителен к снижению осмолярности, чем ОЦК и АД
Реакция АДГ на клетки-мишени через подтипы V рецепторов
V1A-рецепторы (V1R) - в гладких мышцах сосудов и в печени, а также в ЦНС
V1B (V3)-рецепторы - в передней доле гипофиза и головном мозге, где вазопрессин выступает в роли нейромедиатора
V2-рецепторы – преимущественно в собирательной трубке почки
Долговременные механизмы изменяют объем и давление крови
Изменения объема крови и давления активируют долговременные почечные механизмы регуляции объема крови
↓ объема крови и, следовательно, АД
стимулируют РААС
задержка воды и натрия
↓ АД
активирует СНС
стимулирует секрецию ренина и
оказывает прямой эффект на почки
↑ объема крови
стимулирует секрецию атриопептида кардиомиоцитами
прямой эффект на почки (натрийурез и диурез) и
угнетает выделение альдостерона надпочечниками
Физиология дыхания
34. Функциональная система поддержания постоянства газового состава крови
Системообразующим фактором (или полезным приспособительным результатом) является нормальная концентрация дыхательных газов в крови.
• Рецепторный аппарат представлен периферическими хеморецепторами, контролирующими концентрацию дыхательных газов в крови, и центральными хеморецепторами, реагирующими на концентрацию углекислого газа в церебральной жидкости.
• Центральное звено – совокупность нервных центров ствола мозга (дыхательного центра продолговатого мозга, моста, спинного мозга), лимбической системы, коры больших полушарий.
Исполнительное звено – система кислородтранспортных систем (крови, органов дыхания, кровообращения), связанных с поддержанием нормального газового состава крови. Возможно присоединение внешних исполнительных механизмов в виде поведенческих реакций.
• Обратная связь – осуществляется с помощью афферентных волокон и направляется от хеморецепторов к дыхательному центру.
Газовые константы крови являются жесткой константой внутренней среды организма и поддерживаются путем формирования функциональной системы дыхания. Любые их изменения являются стимулами для возбуждения рецепторов, расположенных в сосудах. Рецепторы реагируют на состояние гуморальных параметров (РСО2, РО2). Импульсы, поступающие от рецепторов в ЦНС, являются необходимым условием периодической активности нейронов дыхательного центра.
Рецепторы, участвующие в механизме регуляции дыхания
• центральные хеморецепторы,
• периферические хеморецепторы,
• рецепторы легких,
• прочие рецепторы (носовой полости, верхних дыхательных путей, суставов и мышц, гамма– системы, артериальные барорецепторы, болевые и температурные)
Центральные хеморецепторы
• мониторинг Рсо2
• клетки-рецепторы, способные передавать информацию в дыхательный центр, расположены в продолговатом мозге.
• хеморецепторы реагируют на отклонения в [Н+] и Рсо2 во внеклеточной жидкости внутримозгового интерстициального пространства (↑Н+ → ↑вентиляции),
• высокая скорость вентиляторного ответа на гиперкапнию , т.к. – СО2 легко диффундирует через гемато-энцефалический барьер.
Периферические хеморецепторы
– каротидные тельца – у бифуркации сонной артерии,
– аортальные тельца – у дуги аорты
Два типа рецепторов:
a) H+/CO2 рецепторы мониторируют PCO2,
a) ↑ PCO2 - стимуляция дыхания
b) PO2 рецепторы - мониторируют O2,
a) ↓артериального PO2 (< 60 мм рт ст) - стимуляция дыхания
Центральная регуляция дыхания
Группа дыхательных центров в стволе головного мозга → формируют автоматическую дыхательную активность.
• Основной дыхательный центр - на дне 4-го желудочка: две группы нейронов: вдоха и выдоха. Нейроны вдоха включаются автоматически, а нейроны выдоха только при форсированном выдохе.
• Пусковая регуляция их активности в основном принадлежит хеморецепторам
– Этот уровень м. б. подавлен волевым влиянием коры головного мозга.
Ствол мозга
• продолговатый мозг
– чередование вдоха и выдоха
• Варолиев мост –
– апнейстический центр –
• возбуждение инспираторной зоны, удлиняя вдох (апнейстическое дыхание встречается при тяжелых поражениях мозга);
– пневмотаксический центр –
• тонкая настройка дыхательного ритма.
• Кора головного мозга –
• произвольное дыхание –
• гипервентиляция (гиповентиляция мало достижима – исключение составляют йоги)
• Другие отделы мозга –
• лимбическая система, гипоталамус –
• влияют на характер дыхания, особенно при аффективных состояниях (ярость, испуг и пр.).
В дыхательном центре ствола мозга информация интегрируется (осуществляется ее анализ и синтез), на основе которых затем изменяется работа исполнительных механизмов, направленных на восстановление газового состава крови. Если в крови снижается уровень кислорода и повышается уровень СО2, то активируются инспираторные нейроны, формируются эфферентные потоки к мотонейронам дыхательных мышц. Координированное возбуждение респираторных мотонейронов приводит к синхронному сокращению дыхательных мышц, создающему воздушный поток, наступает вдох. В процесс восстановления газовых констант вовлекаются другие исполнительные органы внутреннего звена саморегуляции (органы кровообращения, кровеобразования и кроверазрушения). При необходимости включается и внешнее звено в виде определенных поведенческих реакций (например, человек открывает окно или выходит в коридор, если чувствует, что ему «не хватает воздуха»).
Изменения со стороны органов кровообращения
В процесс поддержания нормального газового состава крови в первую очередь вовлекаются механизмы срочной регуляции, направленные на изменение работы сердечно-сосудистой системы:
1. изменение работы сердца,
2. изменение тонуса сосудов, изменение скорости кровотока.
Хеморецепторный механизм: при повышении парциального напряжения СО2 и снижении парциального напряжения О2 в крови активация хеморецепторов приводит к снижению ЧСС и сужению сосудов, причем сужение сосудов преобладает и АД повышается. И, таким образом, устраняются изменения газового состава крови. При длительном изменении газового состава крови присоединяются долгосрочные механизмы. Одним из таких механизмов является ангиогенез, т.е. образование новых сосудов (капилляров) в тканях, у которых потребность в кислороде наиболее выражена.
Изменения со стороны системы крови
Срочные механизмы со стороны системы крови направлены на повышение количества эритроцитов в крови за счёт выброса красных клеток крови из депо (красный костный мозг, селезёнка и т.д.) под влиянием симпатической системы. В результате увеличивается концентрация гемоглобина и повышается кислородная ёмкость крови. Долгосрочные механизмы адаптации приводят к повышению количества эритроцитов и уровня гемоглобина в крови за счёт усиления эритропоэза. В данном случае стимулирующим фактором являются эритропоэтины – гормоны, которые синтезируются в почках в ответ на гипоксию. Одновременно в эритроцитах усиливается образование 2,3-дифосфоглицерата – вещества, снижающего сродство гемоглобина к кислороду. В результате в тканях гемоглобин легче отдаёт кислород. На снижение сродства гемоглобина к кислороду оказывает влияние повышенное парциальное напряжение СО2 в крови – проявляется эффект Бора.
• Таким образом, разные механизмы будут активироваться в различные временные промежутки в зависимости от уровня изменения газового состава крови.
• При достижении нормального уровня концентрации дыхательных газов в крови информация от хеморецепторов будет поступать по каналам обратной афферентации в нервный центр, вызывая снижение активности функциональной системы или меняя её направленность.
Физиология выделения
35. Выделение, как один из компонентов систем, обеспечивающих постоянство внутренней среды организма. Органы выделения, их участие в поддержании важнейших параметров внутренней среды. Функции почек.
Выделение – это гомеостатический процесс освобождения организма от
• конечных и промежуточных продуктов метаболизма,
• чужеродных и токсических веществ,
• избытка солей, воды, органических соединений,
Функция выделения осуществляется
• почками,
• желудочно-кишечным трактом,
• легкими,
• потовыми и сальными железами кожи,
• слюнными железами.
Выделительная функция печени и пищеварительного тракта
Печень – экскреция желчи (500-2000 мл в сутки):
• конечные продукты метаболизма гемоглобина, порфиринов (в виде желчных пигментов),
• конечные продукты холестерина (в виде желчных кислот),
• продукты деградации гормонов пептидного ряда,
• мочевина,
• Са++, Р++,
• лекарства, яды.
Выделительная функция желудка
• в составе желудочного сока:
- мочевина, мочевая кислота,
- лекарства ((йод, салицилаты, хинин) ,
- токсические вещества (тяжелые металлы и пр.).
Выделительная функция кишечника:
• не всосавшиеся продукты распада пищевых веществ,
• токсические вещества ( в т. ч. тяжелые металлы, кальций),
• вещества, поступившие с пищеварительными соками и желчью,
• секреция стенкой кишечника из плазмы некоторых веществ (напр., белков).
Выделительная функция легких:
• летучие метаболиты и экзогенные вещества (СО2, аммиак, ацетон, этанол, метилмеркаптан и др.),
• продукты обмена самой легочной ткани (напр., продукты деградации сурфактанта),
• белок (гамма-глобулин), входящий в состав секрета бронх. желез,
• при ↑ проницаемости аэрогематического барьера – пурины, аденозин, и т.д.,
• при гиперсекреции желез слизистой – мочевина (неприятный запах аммиака изо рта),
• вода (400-1000мл в сутки)
Выделительная функция кожи:
• потовые железы (за сутки 300-1000мл пота, м.б. до 10л),
• сальные железы.
Потоотделение зависит от:
• температуры среды,
• интенсивности метаболизма,
• тонуса АНС
Пот – это секрет, содержащий воду, мочевину, мочевую кислоту, креатин, хлориды, натрий, калий, кальций, органические вещества, липиды, микроэлементы, некоторые ферменты (пепсиноген, амилаза, щелочная фосфатаза).
Регуляция потоотделения:
• нейрогенная – симпатические/холинергические влияния,
• гормональная – вазопрессин, альдостерон, гормоны щитовидной железы, половые стероиды.
Сальные железы секретируют
• воду (2/3) и
• ряд соединений:
- холестерин, сквален, аналоги казеина, продукты обмена половых гормонов, кортикостероидов, витаминов, ферментов.
В сутки ≈ 20 г секрета.
Регуляция:
• половые гормоны,
• кортикостероиды.
Выделительная функция почек:
• экскреция конечных продуктов азотистого обмена (мочевина – из белка, аммиак – из аминокислот, мочевая кислота – из нуклеиновых кислот, креатинин – из креатинфосфата мышц),
• экскреция некоторых веществ пищи или субстанций, образовавшихся в процессе метаболизма,
• экскреция токсинов экзо- и эндогенного происхождения,
• экскреция лекарственных веществ.
Почки. Общий план строения.
• почки расположены забрюшинно на уровне T11 –L3,
• в структуре почки:
• кора и мозговое в-во,
• мозговое в-во – 8-15 пирамид,
• моча выходит в области сосочков пирамид и собирается в
• маленькие чашечки →большие чашечки →почечную лоханку
Функции почек
Экскреторная, эндокринная, регуляторная
• регуляция КОС (постоянство рН)
• регуляция состава и объема жидкостей организма путем выведения или сохранения воды и растворов
• регуляция электролитного равновесия (закон изоосмии)
• синтез и секреция в кровь БАВ
• ренина, эритропоэтина, 1,25 дигидроксивитамина Д3, простагландинов и др.
• экскреция продуктов метаболизма (мочевина, мочевая кислота, креатинин) и чужеродных в-в
• синтез ряда веществ:
• глюконеогенез (особенно при голодании)
• аммониогенез (синтез аммиака при дезаминировании АК – выведение избытка Н+)
Физиология пищеварения
36. Функциональная система поддержания постоянства питательных веществ в крови.
Схема функциональной системы, обеспечивающей регуляцию питания организма: ЛГ — латеральное ядро гипоталамуса, ВМГ – вентромедиальное ядро гипоталамуса
Обеспечение постоянства питательных веществ может осуществляться как эндогенным, так и экзогенным, или поведенческим, путем. Эндогенный путь предполагает использование внутренних запасов питательных веществ в организме. Основу экзогенного пути составляет поведение, направленное на поиск пищи, ее поедание и переработку в результате пищеварения.
37. Пищевая мотивация. Современные представления о физиологических основах голода и насыщения.
Пищевая мотивация. Пищевое поведение.
Пищевое поведение – реакции поиска и поедания пищи, либо отказ от них:
в основе – пищевая мотивация (в результате потребности в питательных веществах)
субъективно – эмоции негативного характера в голодном состоянии (ответственна – лимбическая система)
возбуждение нейронов передних отделов коры головного мозга – формирование поискового и пищедобывательного поведения
Пищевой центр - совокупность нейронов
коры больших полушарий, лимбической системы, ретикулярной формации и гипоталамуса.
Два отдела пищевого центра:
центр насыщения (нейроны вентромедиальных ядер гипоталамуса)
центр голода (нейроны латеральных ядер гипоталамуса),
Изменения активности хеморецепторов, осморецепторов, механорецепторов ЖКТр, сосудов и мозга
↓
поток импульсов от периферических рецепторов в ЦНС
↓
возбуждение соответствующих центров головного мозга
↓
формирование чувства голода или жажды (возбуждение латерального гипоталамуса)
↓
формирование пищевой мотивации
↓
соответствующее пищевое поведение (в том числе и питьевое поведение).
Центр голода
↓
пищевое поведение – добыча и поедание пищи
↓
поступление нутриентов в пищеварительный тракт
↓
их переваривание и всасывание
↓
возбуждение соответствующих рецепторов ЖКТр, вкуса, обоняния, зрения и т.д.
↓
возбуждение центра насыщения (венромедиальный гипоталамус)
↓
блокада пищевого поведения (насыщение)
Аппетит – это чувство, связанное со стремлением к потреблению пищи
в его основе – пищевая мотивация,
формируется при участии нейронов коры больших полушарий и лимбической системы.
Насыщение (снижение аппетита):
первичное (сенсорное)
афферентация от рецепторов (ЖКТр, вкуса, обоняния, зрения и т.д.),
в течение 30 минут (условно-рефлекторная реакция),
положительные эмоции,
значение – оборвать чувство голода (прекратить пищевое поведение).
вторичное (обменное, нутритивное, метаболическое)
результат поступления в кровь продуктов гидролиза нутриентов,
наступает через 1,5 –2 часа после приема пищи.
Насыщение регулируется гормонами:
холецистокинин (ХК), пептиды YY и ГПП-1 (глюкагоноподобный пептид-1)
выделяются в ответ на потребление пищи
снижают чувства голода
лептин выделяется
в ответ на инсулин и действует на центр насыщения в гипоталамусе
вызывает чувство насыщения
Голод
вагусная стимуляция энтеральной НС и
выделение гормонов ЖКТр:
грелин и орексин стимулируют центр голода в гипоталамусе
вызывает чувство голода
Нарушения аппетита:
анорексия –
отсутствие аппетита в течение длительного времени (дни, недели, месяцы),
в основе патология центра голода,
булимия –
чрезмерный аппетит,
непрекращающаяся пищевая мотивация,
связана с патологией центров голода и насыщения,
часто наблюдается при гиперинсулинемии.
извращения аппетита –
стремление к поеданию несъедобных веществ (зола, земля, бумага и пр.),
результат недостатка определенных веществ в организме,
результат психического расстройства.
Физиология сенсорных систем
38. Учение И. П. Павлова об анализаторах. Рецепторный отдел анализаторов. Проводниковый отдел анализаторов. Корковый отдел анализаторов. Взаимодействие анализаторов.
39. Биологическое значение боли. Современные представления о ноцицепции и антиноцицептивных механизмах.