РЕГИОНАРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КРОВОТОКА
Особенности их строения: Значительно меньшая толщина стенок при более мощном развитии внутренней эластической мембраны, чем в артериях других органов; Наличие в области развилки артерий своеобразных мышечно-эластических образований – подушек ветвления, участвующих в регуляции мозгового кровообращения. Вены имеют очень тонкую стенку, без мышечного слоя и эластических волокон. Мозговые артерии – артерии мышечного типа
Внутрижелудочковые, субдуральные и субарахноидальные кровоизлияния у крыс линии Крушинского-Молодкиной, вызванные гипертензивным кризом при стрессе
Сонные артерии Позвоночные артерии Передние Средние Задние Мозговые артерии Сеть пиальных сосудов Кора Белое вещество мозга Радиальные артерии* Схема кровоснабжения головного мозга * на 1 мм 2 поверхности головного мозга приходится 20-25 радиальных артерий В среднем мозговой кровоток составляет 50 – 60 мл/100г в мин. Критическое значение мозгового кровотока, при котором в мозгу наступают необратимые изменения, - 18-20 мл/100г в мин.
РЕАКЦИИ ТКАНИ МОЗГА НА СНИЖЕНИЕ МОЗГОВОГО КРОВОТОКА Мозговой кровоток мл/100г в мин НОРМА Снижение белкового синтеза Селективная экспрессия генов Лактат-ацидоз Цитотоксический отек Аноксическая деполяризация Инфаркт Энергетический дефицит Глутаматная эксайтотоксичность
Зона нарушения перфузии (зона ишемического риска) Зона некроза Аноксическая деполяризация Слайд из доклада проф.Власова Т.Д. на Школе по физиологии кровообращения; МГУ, 2012
Hamel E Perivascular nerves and the regulation of cerebrovascular tone. J Appl Physiol 100: 1059–1064, 2006 Нервная регуляция тонуса сосудов мозга Симпатические (из верхнего шейного ганглия) Парасимпатические (из крылонебного ( sphenopalatine) и ушного ганглиев) Сенсорные (из чувствительного ганглия тройничного нерва) Симпатические нервы играют в основном трофическую роль («устанавливают» верхний предел авторегуляции мозгового кровотока) Парасимпатические и сенсорные – расширение сосудов Секреция медиаторов из сенсорных нервов блокируется серотонином Тонус внутримозговых сосудов регулируется собственными нейронами ЦНС
Источник иннервации - верхний шейный узел симпатического ствола Эффект – сдвиг верхней границы авторегуляции мозгового кровотока вправо; снижение внутричерепного давления, объема крови и продукции ликвора Медиаторы - норадреналин, нейропептид Y, АТФ Иммуннофлюоресцентная идентификация нейронов, содержащих нейропептид Y
Функциональная гиперемия Менее активная область мозга Область с интенсивной деятельностью перемещение крови Перемещение происходит на фоне стабильного или, реже, несколько увеличенного кровотока в мозге в целом. В зависимости от уровня функциональной активности нервной ткани ее кровоснабжение может изменяться в пределах от 30 до 180 мл/100г в минуту. Слайд из доклада на семинаре студента Макаревича П.И.
Сжимание руки Речь Чтение Увеличение притока крови к активным областям головного мозга При произвольном сжимании правой руки приток крови увеличивается к области моторной коры левого полушария, отвечающей за руку, и к соответствующим чувствительным областям постцентральной извилины. Речь: приток крови увеличивается к двигательным областям лица, языка и рта. Чтение вызывает увеличение притока крови ко многим областям.
P(CO 2 ) Кровоток P(O 2 ) Кровоток Изменение мозгового кровотока при сдвигах газового состава крови При снижении Р ( СО 2 ) на один мм рт.ст. мозговой кровоток снижается на 2-3 мл/100 г в мин. или на 3—4%. Суммарный мозговой кровоток начинает возрастать лишь при падении Р( O 2 ) ниже 30 мм рт. ст., а уменьшаться при росте содержания О 2 в окружающей организм среде более чем в 2 раза.
Через легочные сосуды проходит: вся кровь, выбрасываемая правым желудочком; венозная кровь из бронхиальных сосудов (3% от общего выброса левого желудочка).
Суммарная площадь поверхности альвеол - примерно 160 кв. метров; Каждая альвеола окружена плотной сетью капилляров; Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью осуществляется путем диффузии; Альвеолярно-капиллярная мембрана, образованная альвеолярным эпителием, интерстицием и эндотелием капилляра, имеет толщину не более 1 мкм.
Артерии и вены короче, а диаметр их, как правило, больше, чем у сосудов соответствующих порядков ветвления большого круга кровообращения; Типичных артериол (резистивных сосудов) нет. Сопротивление распределено между артериями (30%), микрососудами (50%) и венами (20%); Гидравлическое сопротивление ниже, чем в большом круге кровообращения; Артериальное давление 20-25 мм рт. ст. в систолу и 6-12 мм рт. ст. в диастолу; Давление в капиллярах 8-11 мм рт. ст.
Оно зависит от положения грудной клетки в гравитационном поле Земли В вертикальном положении – в легких выделяются 3 зоны (по соотношению давлений) В горизонтальном положении легкие оксигенируются равномерно
Наблюдается и на изолированных легких. Возможный механизм: Гипоксия вызывает уменьшение количества К v каналов на мембране, что приводит к деполяризации и входу ионов кальция. Последнее вызывает сокращение гладких мышц и пролиферацию стенок сосудов. Уменьшение К v ведет также к неэффективному расслаблению в ответ на увеличении продукции оксида азота.
Масса обеих почек - 300 г = 0,4 % массы тела Скорость почечного кровотока 1,2 л/мин, что составляет 25 % от общего сердечного выброса
Строение почечного фильтра Взгляд на капилляры клубочка «из Боуменовой капсулы» Внутренняя поверхность капилляра
аорта почечная артерия междолевые аа дуговые аа приносящие артериолы капилляры почечных клубочков выносящие артериолы перитубулярные капилляры венулы прямые сосуды Home_inside: ровь поступает в почку по почечной артерии, которая разветвляется сначала на междолевые артерии, затем на дуговые артерии и междольковые артерии, от последних отходят приносящие артериолы, снабжающие кровью клубочки. Из клубочков кровь, объем которой уменьшился, оттекает по выносящим артериолам. Далее она течет по сети перитубулярных капилляров, находящихся в почечном корковом веществе и окружающих проксимальные и дистальные извитые канальцы всех нефронов и петли Генле корковых нефронов. От этих капилляров отходят почечные прямые сосуды, идущие в почечном мозговом веществе параллельно петлям Генле и собирательным трубкам. Функция обеих сосудистых систем - возвращение крови, содержащей ценные для организма питательные вещества, в общую кровеносную систему. Через прямые сосуды протекает значительно меньше крови, чем через перитубулярные капилляры, благодаря чему в интерстициальном пространстве почечного мозгового вещества поддерживается высокое осмотическое давление, необходимое для образования концентрированной мочи. 20 мм рт. ст 60 мм рт. ст.
артериальное давление в почке СКФ клубочково-капиллярного гидростатического давления скорость клубочковой фильтрации скорость движения жидкости через проксимальный каналец и петлю Генле скорость движения жидкости в зоне macula densa концентрация Na и Cl в зоне macula densa реабсорбция Na и Cl в зоне macula densa продукция вазоконстриктора в ЮГА и его действие на гладкую мускулатуру афферентных артериол сужение афферентной артериолы (—) (—) аденозин
Значительное снижение кровотока в систолу за счет механического сжатия коронарных сосудов; Слабая выраженность миогенного механизма ауторегуляции; Главенствующая роль метаболической регуляции; Нейрогенные реакции приводят преимущественно к расширению коронарных сосудов.
Трансмуральное давление в эпикарде меньше,чем в эндокарде Кровоток в диастолу > в эндокарде в систолу > в эпикарде
R.M.Berne, M.N.Kavy Physiology 3-d ed 1993
По M.G.Gorman, H.V.Sparks, 2007
R.M.Berne, M.N.Kavy Physiology 3-d ed 1993
Braverman IM. The cutaneous microcirculation: ultrastructure and microanatomical organization. Microcirculation 1997; 4 (3): 329-340. 10 – 35 мкм ( A 3 /V 3 – A 4 /V 4 ) A 4 /V 4 – 6 -1 5 мкм A 3 /V 3 – 15 - 4 0 мкм A 2 /V 2 – 4 0- 7 0 мкм A 1 /V 1 – 70-100 мкм гуморальный нейрогенный Слайд из лекции доктора Федоровича А.А. на 5-ой Школе по физиологии кровообращения, ФФМ МГУ, 2012
Красная область спектра длина волны λ = 630 нм глубина зондирования ≈ 1 мм зондируемый объем ≈ 1,0-1,5 мм ³ ЛАЗЕРНАЯ ДОППЛЕРОВСКАЯ ФЛОУМЕТРИЯ Слайд из лекции доктора Федоровича А.А. на 5-ой Школе по физиологии кровообращения, ФФМ МГУ, 2012
красная область спектра длина волны λ = 630 нм глубина зондирования ≈ 1 мм зондируемый объем ткани ≈ 1,0 - 1,5 мм ³ ближняя инфракрасная область спектра излучения длина волны λ = 1150 нм глубина зондирования ≈ 1,8 мм зондируемый объем ткани ≈ 2,0 - 3,0 мм ³ Слайд из лекции доктора Федоровича А.А. на 5-ой Школе по физиологии кровообращения, ФФМ МГУ, 2012
дыхательные волны пульсовые волны эндотелиальный ( Аэ) нейрогенный (Ан) миогенный (Ам) фильтрация реабсорбция Р точка равновесия между процессами фильтрации и реабсорбции Ав Ас Слайд из лекции доктора Федоровича А.А. на 5-ой Школе по физиологии кровообращения; МГУ, 2012
Влияние органа-мишени определяет плотность своей иннервации и медиаторные характеристики симпатических волокон Glebova et al. Annu. Rev. Neurosci. 2005. 28:191–222 NPY : обнаруживается преимущественно в волокнах, иннервирующих сосуды скелетных мышц (по сравнению с сосудами кожи) присутствует в волокнах, иннервирующих артерии, но не вены брыжейки Morris et al. J. Comp. Neurol. 1999. 412:.147-160 Dehal et al. J Auton Nerv Syst 1992. 39: 61-72 Нейротрофины, секретируемые органом-мишенью, влияют на выживаемость ганглионарных нейронов, ветвление их аксонов в ткани, синтез медиаторов В потовых железах и надкостнице влияние органа-мишени определяет переключение медиаторного фенотипа нервных волокон с адренергического на холинергический Работает ли этот механизм для норадреналина и его «коллег»? Холинергический фенотип Адренергический фенотип
АТФ вызывает быстрое и кратковременное сокращение сосудов : - в первые секунды раздражения нервов секреция АТФ преобладает над секрецией норадреналина; - на постсинаптической мембране АТФ взаимодействует с ионотропными P2X рецепторами, которые характеризуются чрезвычайно быстрой кинетикой активации; - при действии АТФ сократительный аппарат гладкомышечных клеток может в значительной мере активироваться ионами Ca 2+, входящими в клетку через каналы P2X рецепторов. Поскольку сокращение гладкомышечных клеток происходит без участия вторичных мессенджеров (кроме Са 2 +), оно развивается очень быстро; - при продолжительной активации симпатических нервов вклад АТФ в сократительный ответ быстро уменьшается в результате снижения секреции медиатора и/или десенситизации постсинаптических рецепторов; - выделившись из симпатических нервов, АТФ быстро гидролизуется растворимыми нуклеотидазами и эктонуклеотидазами, что также обеспечивает транзиторность пуринергического сократительного ответа. NPY вызывает медленное и длительное сокращение сосудов
После инактивации -адрено-рецепторов Артерии кожи Артерии почки Артерии скелетной мышцы Раздражение нервов (1 Гц) АТФ участвует в передаче симпатических влияний к артериям брыжейки, почки и кожи, но не скелетной мышцы (эксперименты на изолированных сосудах) Контроль 1 мин Раздражение нервов ab -mATP Sjöblom-Widfeldt N. Acta Physiol.Scand. 138 ( Suppl. 587) : 1-52 (1990) Tarasova et al. Acta Physiol. Scand. 2003. V.177. P.157-166. А ртерии брыжейки Сила сокращения (мН) Сила сокращения (мН) НА+АТФ НА+АТФ Только НА АТФ АТФ Нет сокращения
Факторы, которые участвуют в реализации рабочей гиперемии сосудистого бассейна скелетных мышц Местные дилататорные метаболиты Осмоляльность Гистомеханический фактор Поток зависимая вазодилатация
Time course of vasodilation during initial 15 s after application of 2 mM (A), 5 mM (B), and 10 mM (C) potassium chloride (KCl) (from Wunsch S.A. et al. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 279: H1715-H1723, 2000) Gastrocnemius Soleus С Time Time (seconds) Time (seconds) Time (seconds)
Time course of vasodilation during initial 15 s after application of 10 8 (A)and 10 4 M (B) adenosine (from Wunsch S.A. et al. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 279: H1715-H1723, 2000) Gastrocnemius Soleus
(from Wunsch S.A. et al. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 279: H1715-H1723, 2000) Vasodilatory responses recorded for 15 s after application of 10 -8 (A) and 10 -4 M (B) sodium nitroprusside Gastrocnemius Soleus
(from Pohl U., C. de Wit. News Physiol. Sci. 14: 74-80, 1999) A model, consisting of two resistances, reveals that a decrease of the distal resistance alone increases flow much less than a combined decrease of both (from Pohl U., C. de Wit. News Physiol. Sci. 14: 74-80, 1999)
Механизмы структурной перестройки сосудов при адаптации к физическим нагрузкам
Структурное ремоделирование кровеносного русла может быть инициировано не только длительным, но и импульсным режимом гипоксической тренировки
1 1,5 0,75 Контроль Бег Гипоксия Гипоксия + Бег
фагоцит перицит перициты капилляр Э 1 2 3 4 эндотелиальная выстилка КЛАССИЧЕСКАЯ СХЕМА АНГИОГЕНЕЗА: С ПОМОЩЬЮ ОТРОСТКОВ ОТ ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ СОСУДОВ ПРОИСХОДИТ НОВООБРАЗОВАНИЕ КАПИЛЛЯРОВ
Спасибо за внимание!!!
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !
