Патология клапанов

Насосная деятельность сердца нарушается, когда его клапаны не функционируют должным образом Патологические звуки в сердце, которые обычно возникают при пороках клапанов сердца, называются шумами Эти звуки вызваны аномальным гра­ диентом давления и турбулентным характером кровотока во время сердечного цикла Ряд методов исследования, начиная от простой аускультации (выслушивание звуков сердца) до эхокардиографиии катетеризации полостей сердца, используется для полу­ чения информации о природе и степени нарушения функции сердца. На рис. 6-3 пред­ ставлено краткое описание четырех наиболее часто встречающихся дефектов клапа­ нов сердца

На рис 6-3, А показаны некоторые следствия аортального стеноза. В норме аортальный клапан представляет собой путь с низким сопротивлением, по которому

 

 

тия гипертрофии клеток миокарда, поэтому увеличение массы мышцы левого желу­дочка всегда сопровождает аортальный стеноз Это приводит к отклонению электри­ческой оси сердца влево (Средняя электрическая ось расположена в верхнем правом квадранте диаграммы на рис 5-5) Во время изгнания крови через суженное отверстие кровоток может достигать весьма значительной скорости, и в аорте может возникнуть турбулентное движение крови Этот патологический турбулентный ток крови может выслушиваться в виде систолического шума (или шума изгнания) в соответствующей точке аускультации

Некоторые следствия митрального стеноза представлены на рис 6-3, В Раз­ность давления в несколько миллиметров ртутного столба по обе стороны митрально­ го клапана во время диастолы является ненормальной и указывает на стеноз клапана Повышенное сопротивление приводит к компенсаторному повышению разности дав­ ления для достижения нормального кровотока через клапан ( Q = AP / R ). Следователь­но, как показано на рис 6~3, В, давление крови и объем левого предсердия при мит­ ральном стенозе повышены Высокое давление в левом предсердии вызывает обратный ток в сосудистое русло легких и, если цифры его достаточно высоки, приводит к разви­ тию одышки и застою в малом круге кровообращения Диастолический шум, свя­занный с турбулентным кровотоком через стенозированный митральный клапан, мо­ жет при этом выслушиваться достаточно часто

Типичные последствия аортальной регургитации (недостаточности) пока­заны на рис 6-3, С Когда створки аортального клапана не создают адекватной прегра­ды кровотоку, то во время диастолы происходит регургитация крови из аорты в левый желудочек Давление в аорте падает во время диастолы быстрее и значительнее, чем в норме, что приводит к снижению диастолического давления и повышению пульсового давления Кроме того, конечно-диастолический объем желудочка и давление в нем больше, чем в норме, так как дополнительный объем крови возвращается в полость через несостоятельный аортальный клапан во время диастолы Турбулентный ток кро­ви, возвращающейся в левый желудочек в начале диастолы, создает характерный диа­ столический шум Часто аортальный клапан поражается таким образом, что в нем присутствует одновременно и стеноз, и недостаточность В этом случае выслушивают­ ся и систолический и диастолический шум

Типичные следствия митральной недостаточности представлены на рис 6-3, D Когда возникает недостаточность митрального клапана, некоторое количество крови возвращается из левого желудочка в левое предсердие во время систолы Этот ано­мальный кровоток может сопровождаться появлением систолического шума Давле­ние в левом предсердии достигает аномально высоких значений, а также нарастают конечно-диастолический объем и дазление в левом желудочке Пролапс митрального клапана является типичной формой митральной недостаточности, при которой створ­ ки митрального клапана выворачиваются в левое предсердие во время систолы

 

кровь покидает левый желудочек Если раскрытие клапана ограничено (имеется сте­ ноз;, то его сопротивление кровоток возрастает Для того чтобы вытолкнуть кровь

через стенозированный аортальный клапан, требуется существенный градиент давле­ ния между левым желудочком и аортой Как показано на рис 6-3, А, величина систо­ лического давления в желудочке может возрасти до очень высоких цифр, а давление в аорте возрастает медленнее, чем в норме, достигая систолической величины, которая ниже нормальной При аортальном стенозе пульсовое давление также обычно сниже­ но Развитие высокого давления в желудочке является моЩШ стимулом для разви-

 

Сосудистый тонус

Сосудистый тонус — это термин, который обычно используется для характе­ристики состояния общего сокращения сосуда или сосудистой области Для наших целей понятие сосудистый тонус отдела организма может использоваться как по­казатель уровня активности отдельных гладкомышечных клеток данной области.

 

В действительности эта связь является статистическим понятием, так как редко быва­ ет, что все клетки сосуда или все сосуды в определенной области функционируют абсолютно идентично.

Рртлгляиия тонлгса аитеоиол

Как описано в главе 7, кровоток через любой орган в значительной степени опре­ деляется его сосудистым сопротивлением, которое главным образом зависит от диа­ метра его артериол. соответственно, органный кровоток регулируется факторами, влияющими на тонус гладкой мускулатуры артериол.

Артериолы пребывают в состоянии частичного сужения даже при устранении всех , внешних воздействий на них; следовательно, считается, что они обладают определен­ ным базальным тонусом. Наше понимание данного механизма остается туманным,. но базальный тонус артериол может быть отражением того факта, что клетки гладкой мускулатуры в соответствии с врожденным механизмом активно сопротивляются ра-: стяжению, которое постоянно происходит поддействием давления в артериол ах. В лю­ бом случае базальный тонус устанавливает определенный уровень частичного суже­ния артериол, от которого внешние воздействия на артериолы отсчитывают* свои, спазмирующие или дилатирующие эффекты. Эти воздействия можно разделить на три категории: локальные, нервные и гормональные воздействия.

Минутный объем сердца

Минутный объем сердца (количество крови в литрах, которое накачивается кйжд&шжелудочком за минуту) является исключительно важной переменной вели­ чиной сердечно-сосудистой системы, которая постоянно регулируется таким обра­зом, чтобы сердечно-сосудистая система могла удовлетворить транспортные потреб­ности организма в конкретный момент времени. При переходе от состояния покоя к интенсивной физической нагрузке, например, минутный объем среднего человека уве­ личивается приблизительно с 5,8 до 15 л /мин. Увеличенный минутный объем обеспе­чивает участвующие в интенсивной физической нагрузке скелетные мышцы дополни­ тельным количеством питательных веществ, которые необходимы для поддержания ускоренного метаболизма. Для того чтобы понять реакцию сердечно-сосудистой си­ стемы не только на физические усилия, но и на все физиологические и патологические нагрузки, мы должны понять, что определяет и регулирует минутный объем сердца.

Минутный объем (МО) определяется количеством крови, выбрасываемым из каж­ дого желудочка при каждом сокращении (ударный объем, УО), и количеством сердеч­ных сокращений в минуту (частота сердечных сокращений, ЧСС). Математически это выражается следующим образом:

МО = ЧСС х УО

Объем _ Число сокращений Объем

Минута Минута Сокращение

* Из данной зависимости вытекает, что все факторы, влияющие на минутный объем сердца, должны воздействовать путем изменения или частоты сердечных сокращений, или ударного объема

Факторы, влияющие на частоту сердечных сокращений, осуществляют это, изме­ няя диастолическую деполяризацию клеток водителя ритма, как это обсуждалось в главе 3 (рис 3-6) Вспомним, что изменение активности симпатических и парасимпа­ тических нервов, оканчивающихся на клетках SA узла, является наиболее важным регулятором частоты сердечных сокращений, Усиление симпатической активности увеличивает частоту сердечных сокращений, в то время как увеличение парасимпати­ ческой активности уменьшает частоту сердечных сокращений. Эти нервные импульсы оказывают непосредственное и немедленное воздействие (в пределах одного сокраще­ ния) и поэтому могут обеспечить очень быструю регуляцию минутного объема.

Основные концепции электрокардиографии

Запись электрокардиограммы превратилась в рутинную диагностическую проце­дуру, которая была стандартизирована путем применения универсальной системы оп­ ределенных концепций Далее приводится краткое описание принципов регистрации и анализа электрокардиограмм с помощью трех стандартных биполярных отведений от конечностей

Регистрирующие электроды располагают на обеих руках и на левой ноге — обыч­ но на запястьях и лодыжке Делается допущение, что датчики отводят сигнал, регист­рируя напряжение между точками, которые образуют равносторонний треугольник, в центре которого находится грудная клетка, как показано на$№* 5-2. Данная концеп­ ция называется треугольником Эйнтховена вчестьгол^^Рр^Эфнзиолога, кото­рый предложил ее на рубеже столетий. Каждая отдельная |ДЩЙ№#Днографиче1кая

 

запись представляет собой регистрацию разности потенциалов, измеренной между любыми двумя вершинами треугольника Эйнтховена

Мы уже приводили пример II отведения электрокардиограммы, которое регистри­ руется между правой рукой и левой ногой (рис 5-1) Аналогично отведения I и III представляют собой регистрацию потенциалов на двух других сторонах треугольника Эйнтховена, как показано на рис 5-2 Символы (+) и (-) на рис 5-2 указывают обычно принятую полярность отведений Например, отклонение вверх во II стандарт­ ном отведении электрокардиограммы (в норме отмечается у зубцов Р,ЯиТ) указыва­ ет, что напряжение, измеренное на левой ноге, обладает большей положительной ве­ личиной, чем на правой руке Аналогично полярность установлена для записи I и III стандартных отведений и обозначена символами (+) и (-) на рис 5-2

Кроме того, регистрирующая аппаратура для электрокардиографических иссле­дований стандартизирована таким образом, чтобы 1 см по вертикальной оси всегда соответствовал разности потенциалов в 1 мВ и чтобы 25 мм на горизонтальной оси электрокардиографической записи соответствовали I с У большинства электрокар­диографов существует калибровка сигналов, так что можно легко определить ненор­ мальную скорость и амплитуду зубцов

Как показано далее в этой главе, многие аномалии электрической активности мо гут быть зафиксированы при записи одного электрокардиографического отведения Тем не менее, определенная клинически важная информация может быть получена при сопоставлении да иных двух электрокардиографических отведений Для того что бы понять этот более сложный электрокардиографический анализ, нам необходимо, прежде всего, более подробно исследовать, каким образом электрическое напряже­ние появляется на поверхности тела в результате электрической активности сердца

Общий транспортный поток и принцип Фика

Вещества переносятся между органами сердечно-сосудистой системой с помо­щью процесса, называемого общий транспортный поток — т.е. процесса простого переноса веществ потоком жидкости, в которой они содержатся. Скорость, с которой вещество ( X ) транспортируется посредством данного процесса, зависит только от кон­центрации вещества в крови и скорости кровотока.

Скорость переноса = скорость кровотока х концентрация

или

где J = скорость переноса вещества X (масса /время),

Q = скорость кровотока (объем/время),

[ X ] = концентрация вещестзаХ в крови (масса/ объем).

Как ьидно из приведенного уравнения, существует только два способа изменения скорости, с которой вещество транспортируется к органу: (1) изменение скорости кровотока через орган или (2) изменение концентрации вещества в артериальной кро­ви. Приведенное уравнение можно использовать, например, для расчета количества кислорода, переносимого к определенной скелетной мышце за минуту. Однако обра­тите внимание, что данный расчет не будет показывать, использует ли данная мышца переносимый к ней кислород.

Можно распространить принцип общего транспортного потока на определение скорости утилизации тканями вещества путем одновременной оценки скорости пере­носа вещества по направлению к ткани и из ткани. Полученное соотношение описыва­ется иод названием принципа Фика (Адольф Фик, немецкий врач, 1829-1901) и мо­жет быть представлено в виде следующей формулы:

Принцип Фика по существу утверждает, что количество вещества, поступающее в орган за данный промежуток времени ( Q [ X ] ), минус количество вещества, выносимое с потоком крови из органа (фЩ,), должно разняться скорости утилизации данного вещества в ткани.

Долговременная регуляция артериального давления

Жидкостное равновесие и артериальное давление

Мы уже выделили несколько ключевых факторов, участвующих в долговремен­ной регуляции артериального давления. Первым из них является тот факт, что баро-

 

рецепторный рефлекс, хотя и успешно противодействующнй временным отклонени­ ям артериального давления, не Ьгежет эффективно долговременно регулировать ар­ териальное давление по той простой причине, что частота импульсации барорецеп-тора адаптируется к длительно существующим изменениям величины артериального давления.

Вторым из обсуждаемых факторов является то, что объем циркулирующей кро­ ви может оказывать воздействие на уровень артериального давления, поскольку:

-Юбъем крови

Периферическое венозное давление

Сдвиг кривой веноаного возврата влево

I ^Центральное венозное давление

1 -[Минутный объем

I 4Артериальное давление

Нам еще предстоит обсудить тот факт, что артериальное давление оказывает существенное влияние на скорость мочеотделения и тем самым воздействует на общий объем жидкости в организме. Поскольку объем крови является одним из ком­ понентов общего объема жидкости в организме, изменения объема крови тесно свя­ заны с изменениями общего объема жидкости в организме. Механизмы этого тако­вы, что увеличение артериального давления влечет за собой увеличение мочеотделения и тем самым снижение объема крови. Но, как подчеркнуто в преды­ дущем заключении, снижение объема крови ведет к уменьшению артериального дав­ ления.

Таким образом, полная последовательность событий, начало которой положено повышением артериального давления, может быть представлена следующим обра­зом*

ТАртериальное давление (расстройство)

Ф ТСкорость мочеотделения

ФОбъем жидкости в организме

ФОбъем крови

ФМинутный объем

i

i Артериальное давление (компенсация)

Обратите внимание на то, что данная последовательность событий носит харак­ тер отрицательной обратной связи: увеличение артериального давления ведет к умень­шению объема жидкости, что, в свою очередь, вызывает снижение артериального дав­ ления. Напротив, первоначальное отклонение уровня артериального давления в сторону его снижения приведет к увеличению объема жидкости, что будет стимулиро­ вать процесс увеличения артериального давления. Из-за данной отрицательной обрат­ ной связи указанная последовательность событий представляет собой объемный ме­ ханизм регуляции артериального давления

 

Как показано на рис. 10-8, как артериальный барорецепторный рефлекс, так и

указанный объемный механизм представляют собой петли отрицательной обратной связи, регулирующие артериальное давление. В то время как артериальный бароре­цепторный рефлекс представляет собой очень быструю реакцию, противодействую­щую изменению артериального давления, могут пройти часы и дни, прежде чем из­ менения объема и скорости мочеотделения приведут к существенной потере или накоплению общей жидкости организма. Однако, чем больше данный объемный ме­ханизм теряет в скорости, тем в большей степени он приобретает в своей устойчиво­ сти. Пока существует любое неравенство между скоростью поступления жидкости в организм и интенсивностью мочеотделения, объем жидкости в организме меняет­ ся, и данный объемный механизм не завершает процесс регуляции артериального давления. Объемный механизм работает в равновесном состоянии только в том слу­чае, когда скорость мочеотделения точно соответствует скорости поступления жид­ кости в организм5. Длительна артериальное давление может иметь только та­кой уровень, при котором скорость мочеотделения равняется скорости поступления жидкости в организм.

-Оарорсцбпторныи рефлекс является, безусловно, очень важным механизмом для противодействия быстрым изменениям уровня артериального давления. Объемный

 

механизм в то же вр^мя оя|*Ц|рЩгЬотовреме>шыи уровень артериального давле­ ния, йоскольку он МедленнЪФрЩ&гевает все остальные влияния. В процессе адап­ тации барорецепторный механизм приспосабливается таким образом, чтобы предот­ вращать острые изменения уровня артериального давления, в то время как превалирующее долговременное управление данным показателем осуществляется посредством жидкостного баланса организма.

Диполи сердца и электрокардиографические кривые

На рис 5-3 показано, каким образом в соответствии с концепцией Эйнтховена электрическая активность сердца вызывает появление разности потенциалов на по верхности тела В данном примере сердце представлено в определенный момент фазы деполяризации предсердий Вотна возбуждения сердца, возникнув в SA узле, распро страннется в виде деполяризации через ткани предсердий В каждой точке вдоль дан ной волны электрической активности существует небольшая разность зарядов между поляризованными мембранами (положительными на внешней стороне) и деполяризо­ ванными мембранами {отрицательными на внешней стороне)

Таким образом, описываемую волну можно представить в виде серии отдельных электрических диполей (участков с разностью зарядов) Каждый отдельный диполь ориентирован в направлении движения локальной волны

Большая черная стрелка на рис 5~3 представляет результирующий диполь, воз никающий в виде сумма ции всех отдельных диполей распределенных вдоль движения волны деполяризации Результирующий диполь который существует в любой данный момент, ориентирован вдоль основного направления движения волны в данный мо мент Величина или сила диполя (здесь представлена длиной стрелки) определяется следующими фЖррйМИ (1) распространенностью волны (т е количеством клеток, которые депоЛйРЙУЯЙся одновременно в заданный момент) и (2) согласованностью

 

 

ориентации отдельных диполей в разных точках волны (диполи с одинаковой ориента­цией усиливают друг друга; диполи с противоположной ориентацией нивелируют друг друга)

Результирующий диполь на примере рис. 5-3 создает общий больший положи­тельный заряд в левой нижней части тела человека по сравнению с верхней правой частью. Данный конкретный диполь приведет к появлению положительного напряже- — нин во всех трех отведениях от конечностей.

Как показано на правой половине рис. 5-3, такой вывод может быть сделан из схемы треугольника Эйнтховена, где результирующий диполь обладает определенным компонентом, который проецируется в положительном направлении отведений I , Пи III Как показано на рис 5-3, компонент сердечного диполя в данном отведении элек­трокардиограммы определяется путем построения перпендикуляров к соответствую­ щей стороне треугольника Эйнтховена от начала и конца вектора диполя. (Может, быть, полезно представлять компонент в каждом отведении в виде тени, которую отбрасывает диполь на данное отведение при свете солнца*, расположенного позади угла треугольника Эйнтховена, противоположного этомуотведению).

Обратите внимание, что диполь в данном примере в наибольшей степени паралле­лен II отведению и поэтому имеет наибольший компонент в направлении II отведения. Поэтому он будет создавать большее напряжение в II отведении, чем в I или III отведе­ ниях Данный диполь обладает достаточно небольшим компонентом в III отведении, так как он ориентирован практически перпендикулярно III отведению.

Конфигурацию отведений от конечностей можно рассматривать как взгляд на элек­
трическую активность сердца из трех различных точек (или осей). Вектор, отражаю­
щий силу и ориентацию моментного диполя сердца, представляет собой объект для
изучения и ого внешний вид определяется тем, из какой точки он рассматривается.
Например, моментнос напряжение, измеренное по оси I отведения, отражает диполь,
создаваемый электрической активностью сердца, при наблюдении строго сверху. Ори­
ентированный горизонтально сердечный диполь выглядит большим в [отведении, в то
время как вертикально ориентированный сердечный диполь вне зависимости от его
величины не создает напряжения в I отведении. Таким образом, необходимо иметь
оценку с двух точек зрения, чтобы определить величину И направление сердечного
диполя. Вертикально ориентированный диполь не будет вад^Й-О^^нии, но будет с
легкостью обнаружен во II или Ш отведениях. яР?1

 

Важно учитывать, что пример на рис. 5—3 показывает только один момент депо­ляризаций предсердий. Результирующий диполь сердца постоянно изменяет величину и ориентацию в процессе деполяризации предсердий. Природа этих изменений будет определять форму зубца Р в каждом отведении электрокардиограммы

Зубец Р заканчивается, когда волна деполяризации, как показано на рис. 5~3, достигает безмышечной границы между предсердиями и желудочками и количество отдельных диполей становится незначительным. В это время сердечный импульс мед­ ленно распространяется по направлению к желудочкам через АУузел. Однако элект­рическая активность AV узла охватывает столь малое количество клеток, что не воз­никает результирующего сердечного диполя, который можно было бы обнаружить. Таким образом, никакого напряжения не удается зарегистрировать на поверхности тела на протяжении короткого периода времени, следующего за зубцом Р. Результи­ рующий сердечный диполь вновь появляется только тогда, когда волна деполяризации заканчивает свое Продвижение через AV узел, вступает в систему Пуркинье и начинает свое быстрое распространение по мышечным клеткам желудочков. Так как волокна Пуркинье оканчиваются в межжелудочковой перегородке и в эндокардиальных слоях верхушки желудочков, деполяризация желудочков происходит, прежде всего, в этих зонах, а затем распространяется кнаружи и кверху по миокарду желудочков.

Влияние артериального давления на интенсивность мочеотделения

Ключевым элементом механизма жидкостной регуляции артериального дав­ления является влияние, которое оказывает артериальное давление на интенсив­ность мочеотделения почками. Механизмы данного процесса здесь будут только кратко описаны с акцентом на их значение для деятельности сердечно-сосудистой системы.

Как указано в главе 1, почки играют основную роль в гомеостазе, регулируя электролитный состав плазмы и тем самым всей внутренней среды организма. Од­ним из основных электоролитов плазмы, регуляция баланса которого происходит в почках, является ион натрия. Для осуществления регуляции электролитного со­става плазмы значительная часть жидкой фракции крови, протекающей через поч­ку, фильтруется через капилляры клубочков и после этого попадает в почечные канальцы. Жидкость, которая проходит из крови в почечные канальцы, носит на­звание клубочкового фильтрата, а скорость, с которой осуществляется этот про­цесс, называется скоростью клубочковой фильтрации. Клубочковая фильтрация представляет собой транскапиллярное перемещение жидкости, на скорость кото­рого оказывают влияние гидростатическое и онкотическое давления, как показано в гла ве 1.

Основная причина постоянной клубочковой фильтрации заключается втом, что гид­ростатическое давление в капиллярах клубочков в норме очень высокое (= 70 мм рт. ст.). Скорость клубочковой фильтрации уменьшается под влиянием факторов, которые снижают давление в капиллярах клубочков (например, снижение артериального дав­ ления или сужение прегломерулярных артериол почек).

После того, как жидкость профильтровалась в просвет почечных канальцев, она или (1} реабсорбируется и возвращается в сердечно-сосудистую систему, или (2} проходит по почечным канальцам и в конечном итоге декретируется в виде мочи. Таким образом, продукция мочи является результирующим процессом клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции жидкости в почках

Скорость мочеотделения = скорость клубочковой фильтрации — скорость реаб­ сорбции жидкости в почках.

Фактически большая часть процесса реабсорбции жидкости, которая посту­пает в почечные канальцы в виде клубочкового фильтрата, происходит за счет того, что натрий активно извлекается из канальцев клетками расположенными в стенке канальца. Когда натрий уходит из канальцев, возникающие осмотические силы заставляют воду выходить из канальцев. Таким образом, любой фактор, ко­торый усиливает реабсорбцию натрия в почечных канальцах (задержку натрия), увеличивает скорость реабсорбции жидкости в почках и, соответственно, снижа­ет скорость мочеотделения Концентрация в крови гормона альдостврона, кото­рый продуцируется в надпочечниках, является основным регулирующим факто-

 

1 ром скорости реабсорбиии натрия клетками почечных канальцев Освобождение!

альдостерона из надпочечников в свою очередь в значительной степени регулирует- ся уровнем в крови другого гормона, ангиотензана I !, концентрация которого в плаз- ме определяется плазменным уровнем ренина, фермента вырабатываемого почка­ми _Ренин катализирует образование неактивного декапептида, ангиотензана /, из j ангиотензиногена, плазменного белка предшественника Затем ангиотензин I быс- ц тро превращается в ангиотензин II (октапептид) под действием ангиотензин-кон- й вертирующего фермента (ЛКФ), который расположен на поверхности эндотели—альных клеток Совокупность элементов, последовательно участвующих в данном] процессе, называется ренин-ангиотензин-альдостероновой системой

Представляется что на скорость образования ренина в почках влияет несколь- ^ ко факторов Увеличение активности симпатических нервов почек вызывает не по- 1 средственное освобождение ренина при участии [3, адренергических рецепторов Так­ же освобождение ренина запускается факторами, связанными со снижением скорости клубочковой фильтрации Активация симпатических сосудосуживающих нервов, иннервирующих почечные артериолы таким образом опосредованно вызы­вает освобождение ренина за счет снижения гидростатического давления в капил­лярах клубочков и скорости клубочковой фильтрации. Важный факт, который необ-

 

ходимо помнить с точки з|ж$^||йтельности сердечно-сосудистой системы, заклю­ чается в том, что все, что способствует освобождению ренина, вызывает снижение скорости мочеотделения, так как увеличение содержания ренина вызывает увеличе­ние реабсорбции натрия (и следовательно, жидкости) из просвета почечных каналь­ цев6.

На скорость мочеотделения также воздействует вазопрессин (антидиуретиче­ский гормон, АДГ), освобождающийся из задней доли гипофиза Вазопрессин регу­лирует проницаемость определенных участков канальцев почек таким образом, что, когда уровень данного гормона в крови повышен, вода реабсорбируется из каналь­цев и почки продуцируют только небольшие объемы высококонцентрированной мочи Продукция вазопрессина в гипоталамусе и его освобождение из задней доли гипофи­ за стимулируется многими факторами, в том числе повышенной осмолярностью вне­ клеточной жидкости, пониженной импульсацией со стороны сердечно-легочных ба- рорецепторов и сниженным уровнем импульсации со стороны артериальных барорецепторов В последних двух случаях влияния на освобождение вазопрессина конечный результат заключается в уменьшении скорости мочеотделения, при сни­жении артериального давления и (или) центрального объема

Некоторые основные механизмы, которые ведут к уменьшению скорости моче­ отделения, представлены на рис 10-9

 

Наиболее важно, что на данном рисунке показано, как скорость мочеотделения связана с величиной артериального давления многими синергическими механизма­ ми Вследствие этого умеренные изменения уровня артериального давления обус­ловливают существенные изменения скорости мочеотделения

Указанные взаимоотношения между артериальным давлением и скоростью моче­ отделения, существующие в организме здорового человека, показаны на рис 10-10. Напомним, что при устойчивом состоянии скорость мочеотделения всегда равняет­ся об ьему жидкости, поступающей в организм, и изменения объема жидкости орга- низма будут автоматически вызывать изменения артериального давления, пока дан-1 ное равновесие не будет установлено Таким образом, у здорового человека с нормальным поступлением жидкости в организм артериальное давление будет, с уче­ том долговременных регулирующих воздействий, соответствовать точке А на графи-1 керис 10-10 Из-за выраженной крутизны кривой, показанной на рис 10-10, даже ] существенные изменения скорости поступления жидкости в организм в норме ока­жут незначительное воздействие на зеличину артериального давления

Транскапиллярное перемещение жидкости

Помимо обеспечения диффузии полярных молекул, пронизывающие стенку ка­пилляров наполненные водой каналы, позволяют потоку жидкости проникать через стенку капилляров Результирующее перемещение жидкости между капиллярным и интерстициальным пространством является важным для множества физиологиче­ ских функций организма человека, в том числе для поддержания объема циркулиру­ ющей крови, абсорбции жидкости в кишечнике, образования отеков в тканях, выра­ботки слюны, пота и мочи. Результирующее передвижение жидкости из капилляров называется фильтрацией, а перенос жидкости в просвет капилляров называется ре- абсорбцией

Жидкость проходит через транскапиллярные каналы под влиянием градиента дав­ ления, существующего между интерстициальной ивнутрикапиллярной жидкостью в соответствии с основным уравнением гидродинамики. В то же время и гидроста ти- чвек он и осмотическое давление оказывают действие на транскапиллярное перемеще­ ние жидкости Мы ранее уже обсуждали, кик гидростатическое давление создает дви­ жущую силу для передвижения крови вдоль сосудов Гидростатическое давление внутри капилляров, Рг, составляет около 25 мм рт ст. и представляет собой движущую силу, которая заставляет кровь возвращаться в правое сердце из капилляров системных органов.

В то же время гидростатическое внутрикапиллярное давление величиной в 25 мм рт. ст. вызывает перемещение жидкости через внутрикаииллярпые поры и в интерстициальное пространство, где гидростатическое давление (Р) составляет около 0 мм рт ст.

Таким образом, в норме отмечается существенный градиент давления, способ­ ствующий фильтрации жидкости через капиллярную стенку Весь объем нашей плаз­ мы вскоре оказался бы в интерстициальной пространстве, если бы не существовало

 

Поры, как таковые, не всегда с легкостью различимы при электронном микрофотографи­
ровании капиллярных эндотелиальных клеток. Большинство исследователей считают, что
поры в действительности представляют собой расселины в области соединений между
эндотелнальнымн клетками. л. ,

 

 

некой противодействующей силы, заставляющей жидкость перемещаться в капилляр­ ное русло. Уравновешивающей силой является осмотическое давление, которое воз­никает вследствие того, что в плазме концентрация белка больше, чем в интерстици- альной жидкости.

Напомним, что растворитель всегда стремится к перемещению из области с низ­ кой концентрацией в область с высокой концентрацией для установления осмотиче­ского равновесия. Также напомним, что осмотические силы количественно выража­ ются в величинах осмотического давления. Осмотическое давление данного раствора определяется как гидростатическое давление, необходимое для предотвращения осмо­ тического передвижения воды в тестируемый раствор при контакте с дистиллирован­ ной водой через мембрану, проницаемую только для воды.

Общее осмотическое давление раствора пропорционально общему количеству частицрастворенного вещества в растворе. В плазме, например, общее осмотическое давление составляет около 5000 мм рт. ст., почти полностью оно обусловлено раство­ренными в ней минеральными солями, такими как NaCl и КС]. Как уже обсуждалось, проницаемость капилляров для мелких ионов весьма высока. Их концентрации в плаз­ ме и интерстициальной жидкости почти равны и, соответственно, они не влияют на транскапиллярное передвижение жидкости.

Однако существует небольшой, но важный градиент осмотического давления между плазмой и интерстициальной жидкостью, который обусловлен наличием альбумина и других белков в плазме, которые в норме отсутствуют в интерстициальной жидкости, Специальный термин, онкотическое давление, используется для обозначения той части осмотического давления жидкости, которая обусловлена частицами, не способ­ными свободно передвигаться через стенки капилляров. Благодаря наличию белков в плазме, онкотическое давление (л.) составляет около 25 мм рт. ст Благодаря отсут­ ствию белков, онкотическое давление интерстициальной жидкости (п) составляет око­ ло 0 мм рт. ст

Таким образом, в норме существует значительная осмотическая сила, вызываю­щая реабсорбцию жидкости в капиллярах. Силы, которые влияют на транскапилляр­ ное перемещение жидкости, суммарно представлены в левой части рис 1-5.

Взаимоотношения между факторами, которые оказывают воздействие на транс­ капиллярное перемещение жидкости, известное под названием гипотезы Старлин- га8 , можно выразить следующим уравнением.

Результирующая скорость фильтрации -К[(Р -Р)-(лг-тО],

где Р = гидростатическое давление внутрикапиллярной жидкости,

л — онкотическое давление внутрикапиллярной жидкости,

Р и 7 t = те же показатели интерстициальной жидкости,

К~ константа, выражающая в какой степени жидкость способна передвигаться через капилляры (в значительной степени эта величина обратна сопротивлению пере­ мещения жидкости через капиллярную стенку).

Жидкостное равновесие в тканях (или отсутствие результирующего транскапил­ лярного перемещения воды) имеет место, когда заключенная в скобки величина в данном Уравнении равняется пулю. Данное равновесие может быть нарушено в результате изме­ нений любого из четырех показателей давления Различия величин давления, приводя­ щие к капиллярной фильтрации и реабсорбции, указаны в правой части рис. 1-5.

В большинстве тканей организма быстрая результирующая фильтрация жидко­сти представляет собой патологическое явление. Например, вещество под названием гистамин часто освобождается в поврежденных тканях. Одним из эффектов, который оказывает гистамин, является увеличение проницаемости капилляров до такой степе­ни, что белок проникает в интерстициальное пространство. При освобождении гиста-мина возникает результирующая фильтрация и накопление жидкости в тканях (отек). Частично это происходит в результате того, что градиент онкотического давления {%-к) опускается ниже нормы.

Транскапиллярная фильтрация жидкости необязательно является неблагоприят­ным для организма событием Действительно, такие продуцирующие секрет органы, как слюнные железы и почки, используют механизм высокого внутрикапиллярного гидростатического давления для осуществления продолжительной результирующей фильтрации. Кроме того, при некоторых патологических состояниях, таких как выра­ женное уменьшение объема крови при кровотечении, результирующая реабсорбция жидкости, возникающая за счет уменьшения внутрикапиллярного гидростатического давления, позволяет восстановить объем циркулирующей жидкости.

Дополнительным фактором является то, что внутрикапиллярное гидростатичес­кое давление, является более высоким на входе в капилляр, чем на выходе из него поскольку часть величины давления теряется из-за сопротивления, возникающего при кровотоке по капиллярам. В начальном участке капиллярного русла капиллярное гид­ростатическое давление в норме превышает капиллярное онкотическое давление, об­ ратная ситуация складывается в области венозного конца капиллярного русла.

Таким образом, в норме существует результирующая фильтрация жидкости в на­ чальных участках капилляров и результирующая реабсорбции жидкости в их конеч­ ных участках. В целом же в капилляре, существует результирующее равновесие, если начальная фильтрация и последующая реабсорбция равны между собой. К счас­тью, результирующее транскапиллярное перемещение жидкости может быть оценено при сравнении со средними величинами интракапиллярного гидростатического давле­ ния в уравнении Стерлинга, как мы уже продемонстрировали в ходе приведенного обсуждения

Нарушения сердечной деятельности

Ишемическая болезнь сердца

Всегда, когда коронарный кровоток падает ниже того уровня, который требует­ ся для удовлетворения метаболических потребностей сердца, считается, что мио­кард находится в состоянии ишемии и насосная деятельность сердца нарушается. Наиболее частой причиной ишемии миокарда является атеросклеротическое пора­жение крупных коронарных артерий. При атеросклерозе на стенках артерий возни­кают локализованные отложения липидоп, называемые бляшками. При тяжелом те­чении болезни эти бляшки могут стать такими большими, что приводят к механическому сужению просвета артерий (вызывают их стеноз) и, тем самым, су­щественно и постоянно увеличивают нормальное низкое сосудистое сопротивление в этих крупных артериях. Это дополнительное сопротивление суммируется с сопро­тивлением других участков коронарных артерий, что ведет к уменьшению коронар­ ного кровотока. Если стеноз коронарных артерий не столь выражен, то локальные метаболические сосудорасширяющие механизмы могут снизить сосудистое сопро­тивление артериол в такой степени, чтобы компенсировать столь патологически высокое артериальное сопротивление. Таким образом, у индивидуума, страдающего ишемической болезнью сердца, в покое может быть абсолютно нормальный коро­нарный кровоток. В то же время при стенозе коронарных артерий любой выражен­ ности возникает ограничение величины, которой может достигать коронарный кро­воток по сравнению с состоянием покоя, снижая величину максимального кровотока.

 

Так происходит, поскольку даже при очень низком сопротивлении артериол общее сопротивление коронарного русла остается высоким при высоком артериальном со­ противлении.

Поражение коронарных артерий может нарушать функции миокарда несколь­кими путями. Мышечные клетки, находящиеся в состоянии ишемии, электрически возбудимы и не стабильны, в связи с чем повышается вероятность возникновения фибрилляции. При ишемии нормальный путь электрического возбуждения тканей сердца может быть нарушен, и в них часто возникают эктопические очаги пейсмей-керной активности. Электрокардиографические признаки ишемии миокарда можно наблюдать у больных с патологией коронарных артерий при обследовании с помощью тестов с физической нагрузкой. Кроме того, существуют данные, что в артериях, пораженных атеросклерозом, процессы агрегации тромбоцитов и свертывания кро­ви могут протекать аномально, и поэтому у таких больных увеличена опасность тром­ бозов и эмболии. Представляется, что определенные дезагреганты и антикоагулян­ты, такие как аспирин, могут бытьполезны при лечении таких последствий поражения коронарных артерий. (Детализацию процессов свертывания крови мы включили в

приложение Г.)

Ишемия миокарда не только нарушает насосную функцию сердца, но также при­ водит к интенсивной, изнуряющей боли в груди, которая называется стенокардией. Стенокардичсские боли часто отсутствуют у больных ишемической болезнью серд­ца в состоянии покоя, но возникают при физическом напряжении или эмоциональ­ном возбуждении. Оба указанных состояния вызывают повышение симпатического тонуса, что приводит к увеличению потребления кислорода миокардом. Ишемия мио­ карда и боль в груди возникают в тех случаях, когда коронарный кровоток не соот­ ветствует увеличенной метаболической активности миокарда.

Главным методом лечения поражения коронарных артерий (и атеросклероза в целом) является попытка снизить содержание липидов в крови больного с помощью диетических и лекарственных воздействий, что предотвращает (и, возможно, спо­собствует обратному развитию) дальнейшее прогрессирование образования бляшек. Заинтересованный студент может обратиться к литературе по клинической биохи­мии и фармакологии для получения бол^е полной информации по данному очень важ­ ному вопросу.

При лечении стенокардии, которая является следствием патологии коронар­ных артерий, могут применяться различные фармакологические подходы. Во-пер-зых, вазодилататоры, такие как нитроглицерин, могут использоваться для резко­го увеличения коронарного кровотока. Кроме увеличения доставки кислорода к миокарду, в результате расширения коронарных артерий нитраты также могут уменьшить потребность миокарда в кислороде за счет расширения вен в большом круге кровообращения и снижения длительности сердечного цикла вследствие уменьшения артериального сопротивления и снижения кардиальной постнагруз­ки. Во-вторых, р-адреноблокаторы, такие как пропранолол, могут быть использо­ваны для устранения воздействия кардиальных симпатических нервов на частоту сердечных сокращений и сократительную способность миокарда. Эти средства снижают потребление кислорода миокардом и предотвращают увеличение его выше уровня, который может выдержать нарушенный коронарный кровоток. В-тре­тьих, блокаторы кальциевых каналов, такие как верапамил, также могут исполь­зоваться для расширения коронарных сосудоп Эти препараты, блокирующие по­ступление кальция в клетки гладкой мускулатуры сосудистой стенки, вмешиваются в нормальный процесс электромеханического сопряжения. Обнаружено, что они

 

наиболее эффективны при лечении стенокардии, вызванной рефлекторными спаз­мами крупных коронарных артерий (стенокардия Принцметала).

В настоящее время для устранения стеноза коронарных сосудов обычно исполь­зуется хирургическое вмешательство. В некоторых случаях используется рентгено­логический контроль для визуализации рентгеноконтрастного катетера с баллончик ком на конце, который вводится в просвет коронарной артерии в области окклюзии^ При быстром надувании такой баллончик вдавливает бляшку в стенку сосуда, чтд улучшает проходимость последнего для крови Методика, которая носит название^ коронарной ангиопластики, также может быть эффективна при возникновении окк люзий, вызванных образованием внутрисосудистых тромбов (сгустков крови), чт обычно связано с развитием острого инфаркта миокарда3 Небольшое, похожее н$ трубочку устройство, которое называется растяжкой иногда имплантируется на( внутренней поверхности сосуда в области проведенной ангиопластики.

Считается, что такой жесткий имплантант способен поддерживать более длй| тельную проходимость сосуда, чем только одна ангиопластика. Если ангиопластике не подходит для данной ситуации или оказывается неэффективной, то может быт^ выполнена операция обходного коронарного шунтирования. Участки стенозирован! ных коронарных артерий минуются за счет наложения параллельных обходных пу* тей, обладающих низким сопротивлением, выполненных из естественного {напри! мер, большой подкожной вены бедра или внутренней грудной артерии) ил| искусственного материала