Взаимодействие структур головного и спинного мозга в регуляции сердечно-сосудистых функций

1.

Взаимодействие структур
головного и спинного мозга в
регуляции сердечно-сосудистых
функций
Психофизиология
Д.б.н. Джебраилова Т.Д.,
Примечание: * обозначены слайды с факультативным материалом

2.

Схема системы кровообращения
Оттекающая от тканей венозная кровь
по верхней и нижней полым венам поступает
в правое предсердие, оттуда в правый
желудочек.
При
сокращении
правого
желудочка кровь поступает в легочную
артерию и протекает через легкие, где
обогащается кислородом и отдает углекислый
газ. Обогащенная кислородом кровь из легких
по легочным венам поступает в левое
предсердие. Легочные артерии, артериолы,
капилляры и вены образуют малый круг
кровообращения.
Из левого предсердия кровь поступает в
левый желудочек, при сокращении которого
кровь изгоняется в аорту, артерии, артериолы
и капилляры всех органов и тканей, далее по
венулам, венам и полым венам кровь
поступает а правое предсердие. Система этих
сосудов
образует
большой
круг
кровообращения.

3.

Свойства сердечной мышцы. Автоматия
Основные
физиологическими
сердечной мышцы :
свойства
автоматия,
возбудимость,
проводимость
сократимость.
Автоматия – это способность сердца
сокращаться
под
влиянием
импульсов,
возникающих в нем самом.
В норме сердце сокращается под влиянием
импульсов,
возникающих
в
атипичных
кардиомиоцитах синоатриального узла (СУ).
Сердечная
мышца
образована
кардиомиоцитами
двух
видов:
типичных
сократительных
миоцитов
предсердий
и
желудочков
и
атипичных,
образующих
проводящую систему сердца.
Между клеточными мембранами соседних
кардиомиоцитов
имеются
места
тесных
контактов, которые называются нексусами.
Основной функцией проводящей системы сердца
является автоматическая генерация импульсов и
проведение их к сократительным кардиомиоцитам
предсердий и желудочков.

4.

Свойства сердечной мышцы. Проводимость
В норме возбуждение распространяется от
синусного к атриовентрикулярному узлу. Вначале
возбуждается правое, а затем - левое предсердия.
Из предсердий возбуждение направляется в
атриовентрикулярное соединение, где происходит
замедление его распространения атриовентрикулярная задержка
АВ задержка между возбуждением предсердий и
желудочков обеспечивает последовательное
скоординированное сокращение предсердий и
желудочков.
Далее возбуждение переходит на миокард
желудочков по волокнам пучка Гиса и Пуркинье и
достигает типичных кардиомиоцитов желудочков
сердца.

5.

Электрокардиограмма отражает распространение процесса возбуждения
по миокарду
Проекция вектора ЭДС на стороны
треугольника Эйнтховена при
регистрации ЭКГ в стандартных
отведениях

6.

Распространение возбуждения по миокарду и компоненты ЭКГ.
На ЭКГ различают зубцы (устойчивое отклонение от изолинии) и сегменты (изоэлектрическую линию) между
зубцами. Интервалы ЭКГ включают в себя зубцы и сегменты. Зубцы, сегменты и интервалы ЭКГ связаны с
потенциалами действия кардиомиоцитов предсердий и желудочков.
Деполяризация предсердий регистрируется на ЭКГ в виде зубца P. В норме возбуждение распространяется от
синусного к атриовентрикулярному узлу. Вначале возбуждается правое, а затем - левое предсердия.
Реполяризация предсердий отражения на ЭКГ не имеет
Атривентрикулярная задержка. Из предсердий возбуждение направляется в атриовентрикулярное соединение,
где происходит замедление его распространения. После некоторой задержки возбуждается пучок Гиса. Сегмент P-Q
(от конца зубца P до начала зубца Q) соответствует времени атриовентрикулярной задержки.
Интервал P-Q (от начала зубца P до начала зубца Q) - отражает время атриовентрикулярного проведения.
Деполяризация желудочков на ЭКГ регистрируется в виде комплекса QRS.
Сегмент ST соответствует полному охвату возбуждением обоих желудочков, когда разность потенциалов между
соседними участками отсутствует.
Зубец T отражает процесс быстрой конечной реполяризации желудочков.
Интервал QT – (от начала зубца Q до конца зубца T) называют электрической систолой желудочков.
Длительность сердечного цикла принято оценивать по длительности R-R- интервалов ЭКГ.

7.

Усиленные отведения от конечностей (Гольдбергер, 1942). Регистрируют разность потенциалов между
электродом, установленным на одной из конечностей (активный положительный электрод, правая рука - aVR, левая
рука - aVL, левая нога - aVF) и объединенным электродом (референтным) на двух других конечностях.
При грудных отведениях (Вильсон, 1934) активный электрод прикрепляют последовательно в шести местах
на грудной клетке (V1-6). Второй электрод (референтный) через сопротивления подсоединяют к трем конечностям
человека.
Регистрация ЭКГ в 12 отведениях в клинике дает возможность выявить характер и локализацию нарушений
проведения возбуждения в сердце при обследовании пациентов.

8.

Экстрасистолы на ЭКГ человека
* факультативно
Экстрасистола – внеочередное сокращение миокарда
Одиночные предсердные экстрасистолы могут наблюдаться на ЭКГ практически здорового
человека, как следствие повышения возбудимости миокарда, например, в ситуации эмоционального
напряжения.
Желудочковая экстрасистола
После желудочковой экстрасистолы возникает
компенсаторная пауза, связанная с тем, что
очередное возбуждение из синусового узла попадает в
рефрактерный период внеочередного возбуждения и
не проводится по миокарду

9.

Насосная (нагнетательная) функция сердца проявляется в последовательном ритмическом
сокращение (систола) предсердий и желудочков, чередующимся с их расслаблением
(диастола).
Сердечный цикл
При частоте сердечных сокращений (ЧСС) 75 в мин
длительность сердечного цикла – 0,8 с
Время (с)
Предсердия
Желудочки
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Систола
Диастола
Систола
0,1 с
0,7 с
0,1 с
Систола
Диастола
0,33 с
0,47 с
Ударный (систолический) объем (УО) –объем крови, выбрасываемый из каждого
желудочка во время систолы. УО в покое – 50-70 мл
Минутный объем кровообращения (МОК)
МОК = УО × ЧСС
в покое МОК составляет 4,5 – 5,0 л , при физической нагрузке – до 20-30 л.

10.

* факультативно
Сердечный цикл левого желудочка.
Показано изменение давления в аорте, левом предсердии и левом желудочке, а
также изменение объема левого желудочка.
АВ — атриовентрикулярный
Холл, Дж.Э. Медицинская физиология по Гайтону и
Холлу.М.: Логосфера, 2018.

11.

Механизмы регуляции сердечной деятельности
Гемодинамические
Гуморальные
Нервные
СНС
ПСНС
Гемодинамические механизмы
Закон Франка-Старлинга (закон сердца): Сила сокращения
пропорциональна степени растяжения кардиомиоцитов в диастолу.
миокарда
в
систолу
- обеспечивает изменение интенсивности деятельности миокарда в соответствии с
количеством притекающей к сердцу крови.
- закон работает только до определенной степени растяжения и в целостном организме существует
некоторая оптимальная степень увеличения длины кардиомиоцитов, соответствующая максимальной
силе сокращения

12.

Нервные механизмы регуляции
Симпатические нервы иннервируют весь
миокард.
Основной
медиатор
норадреналин,
взаимодействующий с бета-1 адренорецепторами.
Повышение возбудимости и проводимости
миокарда, увеличение частоты и силы сердечных
сокращений.
Блуждающие нервы иннервирует, главным
образом, предсердия. Ацетилхолин, взаимодействует
с М-холинорецепторами миокарда.
В условиях нормального кровенаполнения:
уменьшение возбудимости клеток СУ и АВ узлов.
Замедление проводимости, уменьшение частоты и
силы сердечных сокращений.
По блуждающим нервам к сердцу постоянно
поступают тормозные влияния, обусловленные
тонической
активностью
нейронов
ядер
блуждающих нервов

13.

Глазосердечный (Даньини-Ашнера), синокаротидный, солярный рефлексы вагусные, то есть при раздражении соответствующих рефлексогенных зон ведут к
стимуляции вагусных влияний на сердце и торможению сердечной деятельности.
Глазосердечный рефлекс (Даньини-Ашнера)
Надавливание на глазные яблоки, вызывает
раздражение
рецепторов
тканей
глаза,
импульсация от которых по афферентным
волокнам тройничного нерва поступает к
нейронам одноименного ядра. Далее возбуждение
передается к нейронам ядер блуждающих нервов,
приводит к повышению их тонуса и усилению
тормозного влияния блуждающих нервов на
сердечную деятельность.
Солярный - нерезкое
давление кулаком в
эпигастральной области (область «солнечного
сплетения»)
Синокаротидный – легкое надавливание на зону
проекции сонной
бифуркации
Солярный
артерии
в
области
ее

14.

Экстракардиальные рефлексы
Барорецепторный
депрессорный
рефлекс
—
возвращение АД к исходному уровню при его увеличении
за счет раздражения барорецепторов сосудов. От
барорецепторов возбуждение проводится по буферным
нервам в сосудодвигательный центр продолговатого мозга,
что приводит к возбуждению депрессорного и торможению
прессорного отдела. Повышение тонуса ядер блуждающих
нервов приводит к усилению тормозных влияний на
сердце.
Торможение
сердечной
деятельности
и
уменьшение сосудистого тонуса вызывает снижение АД до
исходного уровня.
Рефлекс Бейнбриджа — возвращение венозного
давления к исходному уровню при его повышении за счет
раздражения механорецепторов правого предсердия. От
рецепторов возбуждение проводится в продолговатый мозг,
далее в нисходящем направлении к симпатическим
преганглионарным нейронам грудных сегментов спинного
мозга и по симпатическим нервам к миокарду. Усиление
симпатических влияний и стимуляция сердечной
деятельности снижает венозное давление до исходного
уровня.
Нормальная физиология. Под ред. К.В.Судакова.
Москва. ГЭОТАР-Медиа. 2012

15.

Дыхательно-сердечный рефлекс Геринга
При значительном растяжении легких (глубокое дыхание) афферентация от
рецепторов в центры продолговатого мозга резко усиливается, что, вследствие
повышения тонуса ядер блуждающих нервов, вызывает замедление работы сердца.
Рецепторы растяжения легких активируются во время вдоха → афферентные волокна
блуждающих нервов → продолговатый мозг → повышение тонуса ядер блуждающих нервов
→ эфферентные волокна блуждающих нервов → торможение сердечной деятельности
Дыхательная синусная аритмия
Вдох
Выдох
Периодические изменения длительности кардиоциклов, соответствующие фазам дыхания. Как правило, ЧСС
увеличивается во время вдоха и уменьшается во время выдоха.
Связывают с периодическим изменением тонуса ядер блуждающих нервов в соответствии с фазами
дыхания, причиной которого может быть увеличение частоты импульсации от рецепторов растяжения легких
во время вдоха и взаимодействие дыхательного и сердечного центров продолговатого мозга

16.

Гуморальная регуляция
Ионы кальция способствуют увеличению частоты и
силы сердечных сокращений. При избытке – остановка в
систолу
При увеличении концентрации калия в крови и
межклеточной
жидкости
происходит
снижение
возбудимости кардиомиоцитов, уменьшение силы и
частоты сердечных сокращений. При избытке – остановка
в диастолу
Адреналин увеличивает частоту и силу сердечных
сокращений
Ацетилхолин уменьшает частоту и силу сердечных
сокращений
Основные гормоны, стимулирующие сердечную деятельность: адреналин и тироксин.
Ангиотензин –II повышает сократимость миокарда.

17.

Давление крови - это сила, действующая со стороны крови на стенки
сосуда, приходящаяся на единицу площади.
Важнейшие факторы, определяющие
уровень давления крови:
• - работа сердца;
• -тонус сосудов;
• -объем циркулирующей крови;
• -вязкость крови.

18.

Давление крови в разных участках сосудистого русла
(большой круг кровообращения)
В аорте и крупных артериях давление изменяется от систолического (120 мм рт. ст.) до
диастолического (80 мм рт. ст.) уровня. По мере продвижения по сосудистому руслу
давление снижается, наиболее резко в артериолах, здесь же исчезают пульсовые
колебания. В капиллярах большого круга давление снижается от 35 мм рт. ст. в
артериальной части до 10-15 мм рт. ст.– в венозной части. В полых венах давление
уменьшается до нуля.
Разница между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым давлением . ПД = АДс – АДд.
Нормативное значение 35-55 мм рт. ст.
Среднее давление (СрД) рассчитывают по формуле СрД = ПД/3 + ДД (диастола длится дольше, чем систола)

19.

Тонус сосудов и его регуляция
Сосудодвигательный центр продолговатого мозга
расположен на дне IV желудочка и состоит из
прессорного и депрессорного отделов.
Просвет сосудов связан с
наличием у них тонуса:
-базальный миогенный
-симпатические влияния
Все сосуды имеют
симпатическую иннервацию
Примерно 20% сосудов, наряду
с симпатической, имеют и
парасимпатическую
иннервацию.
Влияния, идущие от сосудосуживающего центра продолговатого
мозга, поступают к преганглионарным нейронам симпатической
нервной системы, расположенным в боковых рогах серого
вещества грудных и поясничных сегментов спинного мозга,
активация которых поддерживает необходимый тонус
кровеносных сосудов.
Артерии и артериолы находятся под непрерывным
сосудосуживающим влиянием симпатических нервов.
(опыт Клода Бернара)
Анатомия симпатической регуляции кровообращения
Пунктир - парасимпатические влияния блуждающих
нервов на сердце

20.

Сужение сосудов:
вазопрессин,
адреналин (альфа1-адренорецепторы),
ангиотензин-2
К веществам с сосудорасширяющим действием относятся
адреналин (бета-2-адренорецепторы)
ацетилхолин, образующийся в окончаниях всех парасимпатических нервов, а также гистамин. Оба
вещества обладают местным действием на сосуды. Ацетилхолин расширяет преимущественно просвет
мелких артерий, гистамин — капилляров.
продукты метаболизма: углекислый газ, аденозин, молочная кислота
другие вещества

21.

Основные сосудистые рефлексогенные зоны
Барорецепторные зоны (обозначены коричневым
цветом) в области бифуркации сонной артерии
(sinus caroticus) иннервируются ветвями
языкоглоточного нерва (синусные нервы), IX пара
черепных нервов.
В дуге аорты (arcus aortae) барорецепторы
иннервируются аортальными ветвями
блуждающих нервов (Х пара).
Периферические хеморецепторы (обозначены голубым
цветом)
Каротидные тельца (glomus caroticum) в месте
разветвления сонной артерии иннервируются ветвями
языкоглоточного нерва (синусные нервы), IX пара
черепных нервов.
В дуге аорты – аортальные тельца (glomera aortica)
иннервируются аортальными ветвями блуждающих
нервов (Х пара).
В нормальных условиях в буферных нервах импульсация носит фазный (пачечный) характер,
совпадающий с ритмом работы сердца. Каждый залп импульсов соответствует повышению давления
во время систолы. При повышении давления импульсация приобретает непрерывный характер, ее
частота повышается.

22.

Барорецепторный рефлекс
Депрессорный барорецепторный рефлекс.
При повышении давления в артериях характер
импульсации от расположенных в их стенках
барорецепторов изменяется, она становится
регулярной и высокочастотной. Высокочастотная
импульсация приводит к торможению нейронов
-
прессорного отдела ( ), вследствие чего
уменьшается
импульсация
к
спинальным
нейронам симпатической нервной системы, и
тонус
кровеносных
сосудов
рефлекторно
снижается. Одновременно повышается тонус
нейронов депрессорного отдела (+), что
приводит к дополнительному расширению
сосудов,
имеющих
парасимпатическую
иннервацию.
Высокочастотная
импульсация
от
барорецепторов
повышает
тонус
ядер
блуждающих
нервов
(+),
что
приводит
к
-
усилению тормозных влияний на сердце ( ),
уменьшению силы и частоты сердечных
сокращений.
-+
-
+

23.

В случае падения АД, например, при кровопотерях, уменьшении частоты импульсации от
барорецепторов вызывает возбуждение симпатического сердечно-сосудистого центра ствола
мозга и торможение парасимпатического отдела ВНС, что вызывает усиление и ускорение работы
сердца, сужение просвета сосудов и, в конечном результате, повышение системного АД до
уровня, оптимального для метаболизма. Одновременно происходит активация РААС.
Ортостаз
При переходе человека в вертикальное
положение изменяется вектор силы земного
притяжения по отношению к телу. Происходит
перераспределение крови из-за увеличения
кровотока в мышцах ног и депонирования до
7 - 10% циркулирующей крови в емкостных
сосудах нижних конечностей.
Кровоснабжение
органов,
расположенных выше сердца, уменьшается.
Снижение давления приводит к изменению
импульсации от барорецепторов каротидного
синуса.
В
норме
для
компенсации
ортостатических изменений активируется
симпатическая нервная система. В целях
поддержания
системного
давления
увеличивается
ЧСС
и
повышается
систолическое и среднее АД (происходит
сужение сосудов - мелких артерий и артериол
в нижних конечностях и внутренних органах)
(график 1).

24.

РААС
ПНУФ
Ангиотензиноген (печень)
уменьшает
Ренин
(почки)
АТ-I
расширение
АПФ (легкие)
сужение
сосуд
уменьшает
снижает
АТ-II
Альдостерон
(кора надпочечников)
повышает
Реабсорбция Na+ и воды
в почках