Клиническая ангиология

- заболевания артерий и вен воспалительного и невоспалительного характера, этиология и патогенез, клиника и диагностика, лечение и профилактика сосудистых заболеваний.

Краткая характеристика структуры и функции сердечно-сосудистой системы. Артериальное давление и его регуляция

Система кровообращения служит для подвоза богатой кислородом и питательными веществами крови к работающим тканям (органам) и удаления из них углекислоты и продуктов обмена. По системе сосудов кровь продвигается в результате сокращений сердца и создания внутрисосудистого давления. Строение различных отделов сосудистой системы отражает их функцию. Стенка аорты и крупных артерий состоит главным образом из эластических волокон. По этим сосудам кровь быстро и под большим давлением поступает к разным органам и тканям. Сосуды эти амортизируют резкие колебания давления крови при выбросе ее сердцем. Во время сокращения сердца эластическая аорта растягивается, вмещая в себя выброшенную им кровь, затем вследствие напряжения эластических волокон сокращается и проталкивает кровь на «периферию». Благодаря этому и осуществляется поддержание достаточной величины артериального давления и непрерывность тока крови и в период диастолы (отдыха) сердца. Несмотря на эластическую амортизацию в аорте и крупных сосудах давление крови значительно колеблется в связи с циклом работы сердца: в период сокращения сердца (систола) артериальное давление повышается (систолическое или максимальное давление), в период расслабления (диастола) кровь оттекает из аорты и крупных сосудов в капилляры и давление снижается (диастолическое или минимальное). Артериальное давление несколько колеблется и в связи с дыхательным циклом, снижаясь на вдохе.

Стенка самых мелких артерий (артериол) состоит из мышечных волокон; при сокращении или расслаблении их просвет артериол суживается или расширяется, уменьшая или увеличивая поступления крови к данному органу. Таким образом, артериолы осуществляют рациональное перераспределение выброшенной сердцем крови в зависимости от активности функционирования в данный момент и потребности в кровоснабжении тех или иных органов. В артериолах кровь встречает самое большое сопротивление, поэтому в этих отделах резче всего снижается высота артериального давления и уменьшается величина его пульсовых колебаний (рис. 1). Величина пульсового давления (разница между систолическим и диастолическим давлением) у здоровых людей равна 40 мм рт. ст. Увеличение его отмечается при большом количестве крови, выброшенном сердцем при каждом сокращении, уменьшении эластичности аорты в связи с развитием атеросклероза или значительном повышении артериального давления с растяжением стенки аорты.

Кровь течет с неодинаковой скоростью не только в разных отделах сосудистой системы, но и в одном и том же сосуде. Так, слои, находящиеся в центре потока и содержащие в основном клеточные элементы крови, движутся быстрее, а располагающиеся у стенок сосуда из-за большего трения — медленнее. Чем меньше радиус сосуда, тем больше сила трения и резче снижается скорость кровотока (см. рис. 1). Поэтому в капиллярах кровь течет под меньшим давлением и медленнее, что способствует обмену веществ и кислорода между тканями и кровью. Последнему способствует и то, что капилляры составляют самое большое количество сосудов» в организме (100—160 млрд.) с самым большим суммарным просветом, превышающим просвет аорты в 800 раз, общей длиной 60—80 тыс. км и с самой большой общей площадью поверхности (1000 кв 2 ).

Из капилляров кровь поступает в вены, где движется под малым давлением; поэтому стенка вен намного тоньше, чем у артерий и содержит слабо развитый слой мышц. Продвижение крови по венам верхних отделов тела по. направлению к сердцу осуществляется главным образом под влиянием силы тяжести, из нижних — в значительной степени обеспечивается наличием в венах клапанов и сдавлением вен окружающими скелетными мышцами во время их сокращения. Из рис. 2 видно, что вены содержат наибольшую часть общего объема циркулирующей крови и поэтому их называют «емкостными» сосудами в отличие от артерий, которые называют «резистивными» или сосудами «сопротивления». Вены представляют собой как бы функциональное депо (резерв) крови. При увеличении потребности в кровоснабжении какого-либо органа, например мышц во время физической нагрузки, когда сердечный выброс увеличивается, мускулатура вен сокращается, давление в них возрастает и большее количество крови поступает к сердцу. При этом емкость вен и количество содержащейся в них крови уменьшается: она перемещается в расширенные сосуды работающих мышц.

Высота артериального давления зависит от количества крови, выбрасываемой сердцем в аорту и систему артерий, и от величины суммарного просвета артериол, определяющей общее периферическое сопротивление оттоку крови из артерий в капиллярную сеть. Чем меньше просвет артериол, тем больше сопротивление кровотоку и выше артериальное давление. Величина просвета артериол определяется не только степенью сокращения или расслабления мощного слоя гладких мышц, но и органическими изменениями сосудов, ведущими к утолщению их стенки: развитие соединительной ткани, увеличение содержания натрия, отечность стенки.

Организм находится под непрерывным воздействием большого числа внешних и внутренних часто меняющихся факторов. Однако основные жизненно важные параметры его (например, состав внутренней среды, объем крови, высота артериального давления и др.) сохраняют достаточное постоянство (гомеостаз) — человек как бы независим от изменений внешней среды. Поддержание этого постоянства, в частности высоты артериального давления, является жизненно важным фактором и обеспечивается четким, строго регулирующим взаимодействием нервной и эндокринной систем, а также работой почек. Головной мозг регистрирует и анализирует огромное число импульсов, поступающих извне и из тканей организма. В стенках сосудов много окончаний нервных волокон. Благодаря регуляторным влияниям нервной системы сердце и сосуды чутко реагируют на внешние раздражители. Так, тепло вызывает расширение кожных сосудов, холод — сужение. Если животное еще издали почувствует врага, сердце у него начинает сокращаться чаще. У человека даже воспоминание о неприятностях или предположение о возможности их может вызвать усиление деятельности сердечно-сосудистой системы.

Приспособление сердечно-сосудистой системы к изменениям внешней и внутренней среды осуществляется при помощи так называемой вегетативной, или автономной, нервной системы. Называется она так потому, что ведает трофическими (вегетативными) процессами — обмена, питания, кровообращения. Автономной ее называют в отличие от другой нервной системы, регуляция которой произвольна, зависит от нашего сознания. Например, мы в любой момент по своему желанию можем встать, пойти, взять что-либо в руку, писать и т. д. Регуляция же нервной системой деятельности желудка, кишечника, сердца, почек и других внутренних органов как бы автономна, независима от нашей воли.

Вегетативная нервная система делится на два отдела: симпатический и парасимпатический. Центры симпатической нервной системы расположены в боковых столбах грудного и поясничного отделов спинного мозга, парасимпатической — в головном мозге и в крестцовом отделе спинного мозга. Вегетативные нервные волокна на пути к органам прерываются в узлах; передача нервного импульса от центра к периферии через эти узлы осуществляется благодаря химическому веществу — ацетилхолину. Передача же раздражения от окончания нервного волокна на орган осуществляется в парасимпатической нервной системе при помощи ацетилхолина, а в симпатической — норадреналина. Раздражения этих отделов вегетативной нервной системы вызывают обычно различные по направленности сдвиги в деятельности органов (рис. 3).

«Автономность» вегетативной нервной системы весьма относительна — она составляет часть единой нервной системы. Так, известно, что страх, гнев, печаль, радость и смущение отражаются на частоте сердечных сокращений, деятельности желудка, кишечника и ряда других органов. Некоторые люди могут менять ритм сердечных сокращений и произвольно. Сама по себе вегетативная нервная система не может достаточно полноценно осуществлять регуляцию деятельности сердца и сосудов. Так, если в опыте перерезать или в результате травмы прервется связь между продолговатым и спинным мозгом, артериальное давление резко падает и наступает смерть. Это обусловлено тем, что в продолговатом мозге находится сосудодвигательный центр. Образующиеся в нем импульсы через симпатическую нервную систему повышают тонус артериол и вен, усиливают и учащают сокращения сердца, поддерживают артериальное давление на достаточно высоком уровне.

Активность сосудодвигательного центра регулируется подкорковыми центрами гипоталамуса, ретикулярной формации и лимбической системы. Гипоталамус — небольшое образование (всего 4 г при массе мозга 1400 г), расположенное на основании мозга. В нем содержится 32 пары ядер (группы клеток), регулирующих и координирующих деятельность эндокринных желез, сердечно-сосудистой системы, пищеварения, мочеотделения, всех видов обмена. Нарушение функции гипоталамуса наступает под влиянием инфекций, интоксикаций (в частности алкоголем), травмы, заболеваний внутренних органов, в пожилом возрасте. Эти центры координируют деятельность сердечнососудистой системы в зависимости от сигналов, поступающих из органов чувств (зрительного, слухового, тактильного), коры головного мозга, от рецепторов (Recipe — воспринимаю) — нервных окончаний, расположенных во всех органах и тканях и информирующих об изменении активности, накоплении продуктов обмена, давления крови. Чрезвычайно важное значение имеют рецепторы, расположенные в «стратегических» участках сосудистой системы — в «буферных» зонах; импульсы из них направлены на предотвращение, как бы амортизацию, резких колебаний артериального давления. Одни из этих образований реагируют на чрезмерное повышение, другие — на понижение артериального давления. На шее, в месте разветвления общей сонной артерии на две ветви, одна из которых питает мозг, расположен маленький, массой в 2 мг, клубочек (каротидный синус) нервных окончаний. Они реагируют на снижение артериального давления, угрожающее нарушить кровоснабжение головного мозга; импульсы из этих нервных окончаний тормозят деятельность сосудодвигательного центра. Как только давление крови падает, уменьшается растяжение стенки сонных артерий, снижается частота импульсов из нервных окончаний каротидного синуса, растормаживается деятельность сосудодвигательного центра, увеличивается его стимулирующее влияние: деятельность сердца усиливается, сосуды суживаются и артериальное давление повышается. В каротидном синусе находятся также нервные окончания, реагирующие на изменение химизма крови, которое может угрожать питанию мозга. Так, при малокровии, снижении содержания в крови кислорода или накоплении углекислого газа, кислых водородных ионов рефлекторно учащаются дыхание, сердечные сокращения, что ведет к обогащению крови кислородом и большей доставке ее к мозгу.

В области дуги аорты расположено скопление нервных окончаний, реагирующих на повышение артериального давления и растяжение стенки аорты; при этом усиливается импульсация, тормозящая сосудодвигательный центр, вследствие чего урежается число сердечных сокращений и снижается артериальное давление.

Богаты нервными окончаниями и другие участки сердечно-сосудистой системы, в частности в легких, и само сердце. Так, увеличение притока крови из вен в предсердия и повышение давления в них ведет к учащению сердечных сокращений и способствует «разгрузке» предсердий и лежащих выше их отделов сосудистого русла. Увеличение сопротивления выбросу крови из сердца, например при повышении артериального и внутрижелудочного давления, ведет к урежению числа сердечных сокращений.

Нервная регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы, поддержание определенной высоты артериального давления тесно связаны с функцией эндокринной системы (системой желез внутренней секреции). Так, гипофиз, являющийся частью головного мозга, влияет на деятельность других желез внутренней секреции, стимулируя (щитовидная железа, надпочечники) или тормозя (поджелудочная железа) выделение ими гормонов. Кроме того, гипофиз выделяет гормон вазопрессин, который вызывает спазм сосудов и влияет на почки, усиливая задержку воды в организме (рис. 4).

Нет, пожалуй, ни одной железы внутренней секреции, нарушение деятельности которой не влияло бы на функции сердечно-сосудистой системы и на величину артериального давления.

Щитовидная железа выделяет содержащий йод гормон — тироксин; при увеличении выделения гормона артериальное давление повышается, при уменьшении — снижается. При понижении функции поджелудочной железы уменьшается выделение гормона инсулина, в связи с чем развивается сахарный диабет. При этом заболевании легче и раньше возникают атеросклеротические изменения в сосудах, в частности сердца, мозга, а также поражаются почки, что ведет к повышению артериального давления. Кроме того, в поджелудочной железе вырабатывается вещество — калликреин, расширяющее мелкие сосуды, способствующее развитию коллатералей, улучшающее кровоснабжение органов и несколько снижающее артериальное давление. Гормоны половых желез также регулируют деятельность сердечно-сосудистой системы. При угасании их деятельности (климакс) легче и чаще развивается повышение артериального давления.

Чрезвычайно важное значение в поддержании нормального уровня артериального давления имеют надпочечники. Как показывает название, железы эти расположены над почками. В них различают корковый и мозговой слой. В мозговом слое вырабатываются гормоны адреналин и норадреналин, вызывающие повышение артериального давления. При этом адреналин учащает и усиливает сердечные сокращения, а норадреналин суживает мелкие сосуды — артериолы. Функция мозгового слоя надпочечников тесно связана с состоянием центральной нервной системы и осуществляется через симпатическую нервную систему. Эта тесная связь устанавливалась тысячелетиями эволюционного развития. Когда жизни животного угрожает опасность, сигналы из центральной нервной системы через симпатические нервы резко увеличивают выброс из надпочечников в кровь катехоламинов (адреналин и норадреналин). Гормоны эти действуют так же, как и симпатическая стимуляция: под их влиянием сердце начинает сокращаться сильнее, посылая больше крови к мышцам, в связи с тем что животное готовится к действию. Увеличение притока крови к мышцам обеспечивалось и тем, что под влиянием импульсов симпатической нервной системы, а также адреналина и норадреналина сосуды мышц расширяются. Одновременно суживаются сосуды кожи (поэтому часто человек при волнении бледнеет) и органов брюшной полости (кишечник, почки), кровоток в них уменьшается и кровь направляется к мышцам. Выраженные изменения происходят и в деятельности ряда других органов, в обмене веществ. С целью увеличения подачи питания к мышцам (сердца, скелетным) симпатические импульсы и циркулирующие в крови катехоламины мобилизуют выход из депо холестерина, жирных кислот и сахара, уровень их в крови повышается. Изменения, происходящие в организме, отражаются и на внешнем виде. Это можно наблюдать у кошки в момент опасности: зрачки становятся шире, сокращаются мелкие мышцы, поднимающие шерсть, что должно действовать на врага устрашающе. То же происходит и у людей. Недаром говорят, что «волосы зашевелились от страха». После устранения опасности, напряженной обстановки нервная система успокаивается, выработка гормонов мозгового слоя надпочечников уменьшается и исчезают все перечисленные выше сдвиги в обмене веществ, деятельности сердечно-сосудистой системы и других органов. Гормональные сдвиги и реакции сердечнососудистой системы, возникающие при стрессовой ситуации, одинаковы и у хищника, и у его жертвы.

Кора надпочечников выделяет различные гормоны. Так, внутренний ее слой вырабатывает анаболический гормон, усиливающий синтез белка. Средний слой выделяет гормоны, влияющие преимущественно на углеводный обмен и повышающие уровень сахара (глюкозы) в крови; поэтому они называются глюкокортикоидами. Эти гормоны влияют также на выраженность защитных иммунных процессов организма. Наибольшее значение для поддержания высоты артериального давления имеет гормон наружного слоя коры надпочечников — альдостерон. Действие его обусловлено влиянием на водно-электролитный (минеральный) обмен; поэтому данный гормон относится к минералокортикоидам. В процессе эволюции этому гормону была отведена роль поддержания постоянного объема циркулирующей крови. Если животное при травме теряло кровь и сосудистое русло «запустевало», раздражались нервные окончания в сосудистой стенке и усиливалась выработка альдостерона. Из-за потери крови меньше ее поступает к сердцу и, следовательно, меньше посылается к органам, в частности к почкам. В связи с ухудшением кровоснабжения почек выделяется ренин, стимулирующий выработку альдостерона.

Альдостерон способствует повышению артериального давления двумя способами. Во-первых, влияет на канальцы почек, уменьшая выделение мочи и задерживая натрий и воду в организме, в связи с чем увеличиваются объем циркулирующей крови, заполнение сосудистого русла и повышается артериальное давление. Во-вторых, альдостерон увеличивает содержание натрия внутри клеток, в частности гладкой мускулатуры сосудов. В связи с этим в сосудистой стенке задерживается и вода: стенки мелких сосудов утолщаются, просвет их суживается.

Почки играют ведущую роль в поддержании постоянства состава внутренней среды организма и нормальной высоты артериального давления.

Уже давно в результате многочисленных наблюдений врачей, а затем и опытов на животных установлена тесная связь между повышением артериального давления и поражением почек. С одной стороны, гипертония любого происхождения ведет к поражению сосудов почек, а затем и к гибели почечной ткани. Типичным примером может служить гипертоническая болезнь, развивающаяся вследствие нервного перенапряжения, переутомления. При этом чем выше артериальное давление и чем длительнее это повышение, тем резче выражено и чаще отмечается поражение почек. С другой стороны, не только гипертония различного происхождения ведет к поражению почек, но и различные формы поражения почек ведут к развитию гипертонии.

Регуляция высоты артериального давления почками осуществляется с помощью трех основных механизмов.

1. Усиленное выведение или задержка в организме натрия и воды. Так, у здоровых людей при чрезмерном потреблении соленой пищи быстро и резко увеличивается выведение натрия с мочой. С другой стороны, при кровопотере, недостаточном введении или значительной потере воды и натрия с потом, при поносе или рвоте почки резко уменьшают или прекращают выведение натрия и воды. Однако в ряде болезненных ситуаций под влиянием патологических нервно-эндокринных воздействий (даже при нормальном поступлении и содержании в организме натрия и воды) почки задерживают избыточное количество натрия и это ведет к гипертонии и отекам.

2. В случае уменьшения кровоснабжения почек (например при спазме или сужении их сосудов, падении артериального давления, кровопотере) специальные клетки в них выделяют особое вещество — ренин, которое в крови превращается в ангиотензин — одно из наиболее мощных сосудосуживающих и повышающих артериальное давление веществ. Кроме того, как указывалось выше, ренин стимулирует выработку гормона коры надпочечников альдостерона, задерживающего в организме натрий.

3. Мозговой слой почек вырабатывает вещества, расширяющие сосуды и снижающие артериальное давление, а также обладает способностью разрушать повышающие артериальное давление вещества. Таким образом, при поражении почек повышение выработки и недостаточное разрушение сосудосуживающих веществ, недостаточная выработка сосудорасширяющих веществ и стимуляция секреции альдостерона ведут к спазму сосудов, задержке натрия и воды и повышению артериального давления.

На высоту артериального давления большое влияние оказывают водно-электролитные нарушения. Один из основных факторов — объем циркулирующей крови, или, вернее, соотношение его с емкостью сосудистого русла. Если объем крови быстро и значительно уменьшится (например, при значительной кровопотере) или быстро увеличится емкость сосудистого русла в связи с падением тонуса его гладкой мускулатуры (например, при болевом или психическом шоке, при введении некоторых симпатолитических и блокирующих препаратов), артериальное давление падает. При быстром введении в сосудистое русло большого количества кровезаменяющих жидкостей, при усиленном образовании в организме воды или резком нарушении выведения из организма жидкости увеличивается объем крови.

В результате к сердцу поступает больше крови и увеличивается сердечный выброс, а следовательно, и повышается артериальное давление.

Натрий — основной внеклеточный ион, определяющий высоту осмотического давления и объем крови и внеклеточной жидкости. Повышение содержания натрия в крови или тканях обычно ведет к задержке жидкости и увеличению объема в соответствующем секторе. Концентрация натрия регулируется главным образом гормонами коры надпочечников (альдостероном и дезоксикортикостероном). При потере натрия резко увеличивается секреция альдостерона и уменьшается выделение натрия почками. Концентрация натрия в плазме крови и межклеточной жидкости равна 140 ммоль/л, а в клетках — всего 15 ммоль/л. Эта значительная разница поддерживается благодаря активной деятельности «насосов» мебраны, выводящих из клеток натрий и вводящих калий. При спазмах сосудов нарушается питание и деятельность этих ионных насосов, увеличивается содержание натрия в клетках гладкой мускулатуры, что ведет к задержке воды и утолщению сосудистой стенки. Это не только уменьшает просвет сосудов, но и повышает их чувствительность к раздражителям. Под влиянием даже слабых сосудосуживающих воздействий спазм сосудов наступает легче и выражен резче, больше повышается периферическое сопротивление кровотоку. Задержка натрия во внеклеточном пространстве ведет к отечности тканей и к увеличению объема циркулирующей крови. Повышение содержания натрия в клетках миокарда делает сердце более чувствительным к стрессовым влияниям, способствует возникновениям инфаркта миокарда и нарушений ритма.

Из приведенных данных видно, насколько сложной системой обеспечивается стабильность артериального давления. Повышение его может быть обусловлено нарушением функции каждого из звеньев регуляторной системы, которые упрощенно изображены на рисунке 4. Врач для того, чтобы поставить точный диагноз и назначить правильное лечение, определяет локализацию и характер этих нарушений.