Оценка степени напряжения регуляторных механизмов:
1)подсчет пульса;
2)измерение АД: диастолическое (минимальное давление - высота в основном определяется степенью проходимости прекапилляров, ЧСС и степенью эластичности кровеносных сосудов. Тем выше, чем больше сопротивление прекапилляров, чем ниже эластическое сопротивление крупных сосудов и чем больше ЧСС. В норме у здорового человека – 60-80 мм рт. ст. После нагрузок и различного рода воздействий не меняется или несколько понижается (до 10 мм рт. ст.). Резкое снижение во время работы или его повышение и медленный (более 2 мин) возврат к исходным значениям расценивается как неблагоприятный симптом), систолическое (максимальное давление - весь запас энергии, которым фактически обладает струя крови в данном участке сосудистого русла. Лабильность давления зависит от сократительной функции миокарда, систолического объема сердца, состояния эластичности сосудистой стенки, гемодинамического удара и частоты сердечных сокращений. В норме у здорового человека от 100 до 120 мм рт. ст. При нагрузке увеличивается на 20-80 мм рт. ст., после прекращения возвращается к исходному уровню в течение 2-3 мин. Медленное восстановление исходных значений рассматривается как свидетельство недостаточности сердечно-сосудистой системы. При оценке изменений под влиянием нагрузки сопоставляют полученные сдвиги максимального давления и ЧСС с этими же показателями в покое), пульсовое, среднединамическое;
3)минутный объем крови;
4)периферическое сопротивление.
Исследование начальных и конечных показателей при проведении тестовых воздействий:
1)проба Мартинета - оценка способности к восстановлению после физической нагрузки (в качестве нагрузки в зависимости от контингента обследуемых могут применяться 20 приседаний за 30 секунд и приседания в том же темпе в течение 2 мин);
2)проба с приседанием - характеристика функциональной полноценности сердечно-сосудистой системы (методика проведения: у человека до нагрузки двукратно подсчитывается ЧСС и АД. Обследуемый выполняет 15 приседаний за 30 с либо 60 — за 2 мин);
3)проба Флака - позволяет оценить функцию сердечной мышцы (методика проведения: обследуемый в течение максимально возможного времени поддерживает в U-образной трубке ртутного манометра диаметром 4 мм давление 40 мм рт. ст.);
4)проба Руфье - переносимость динамической нагрузки (коэффициент выносливости) (обследуемый находится в положении стоя в течение 5 мин. За 15 с подсчитывается пульс (Ра), после чего выполняется физическая нагрузка (30 приседаний за минуту). Повторно подсчитывается пульс за первые (Рб) и последние (Рв) 15 с первой минуты восстановления).
Оценка вегетативного статуса:
1)индекс Кердо - степень влияния на сердечно-сосудистую систему ВНС;
2)активная ортостатическая проба - уровень вегетативно-сосудистой устойчивости;
3)ортостатическая проба - для характеристики функциональной полноценности рефлекторных механизмов регуляции гемодинамики и оценки возбудимости центров симпатической иннервации;
4)глазосердечная проба - для определения возбудимости парасимпатических центров регуляции сердечного ритма;
5)клиностатическая проба - характеризует возбудимость центров парасимпатической иннервации;
6)расчётный индекс адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы.
Гладкомышечные элементы стенки кровеносного сосуда постоянно находятся в состоянии умеренного напряжения – сосудистого тонуса. Существует три механизма регуляции сосудистого тонуса: ауторегуляция, нервная регуляция, гуморальная регуляция.
Ауторегуляция обеспечивает изменение тонуса гладкомышечных клеток под влиянием местного возбуждения. Миогенная регуляция связана с изменением состояния гладкомышечных клеток сосудов в зависимости от степени их растяжения – эффект Остроумова-Бейлиса. Гладкомышечные клетки стенки сосудов отвечают сокращением на растяжение и расслаблением – на понижение давления в сосудах. Значение: поддержание на постоянном уровне объема крови, поступающей к органу (наиболее выражен механизм в почках, печени, легких, головном мозге).
Нервная регуляция сосудистого тонуса осуществляется ВНС, которая оказывает сосудосуживающее и сосудорасширяющее действие. Симпатические нервы - вазоконстрикторы (сужают сосуды) для сосудов кожи, слизистых оболочек, ЖКТ и вазодилататоры (расширяют сосуды) для сосудов головного мозга, легких, сердца и работающих мышц. Парасимпатический отдел нервной системы оказывает на сосуды расширяющее действие.
Гуморальная регуляция осуществляется веществами системного и местного действия. К веществам системного действия относятся: ионы кальция, калия, натрия, гормоны. Ионы кальция вызывают сужение сосудов, ионы калия оказывают расширяющее действие.
Действие гормонов на тонус сосудов:
-вазопрессин повышает тонус гладкомышечных клеток артериол, вызывая сужение сосудов;
-адреналин оказывает одновременно и суживающее и расширяющее действие, воздействуя на альфа1-адренорецепторы и бета1-адренорецепторы, при незначительных концентрациях адреналина происходит расширение кровеносных сосудов, при высоких – сужение;
-тироксин стимулирует энергетические процессы и вызывает сужение кровеносных сосудов;
-ренин вырабатывается клетками юкстагломерулярного аппарата и поступает в кровоток, оказывая воздействие на белок ангиотензиноген, который переходит в ангиотезин II, вызывающий сужение сосудов.
Метаболиты (углекислый газ, ПВК, молочная кислота, ионы водорода) воздействуют на хеморецепторы сердечно-сосудистой системы, приводя к рефлекторному сужению просвета сосудов.
К веществам местного воздействия относятся:
1)медиаторы симпатической нервной системы – сосудосуживающее действие, парасимпатической (ацетилхолин) – расширяющее;
2)БАВ – гистамин расширяет сосуды, серотонин сужает;
3)кинины – брадикинин, калидин – оказывают расширяющее действие;
4)простогландины А1, А2, Е1 расширяют сосуды, F2α сужает.
В нервной регуляции тонуса сосудов принимают участие спинной, продолговатый, средний и промежуточный мозг, кора головного мозга. Кора головного мозга и гипоталамическая область оказывают опосредованное влияние на тонус сосудов, изменяя возбудимость нейронов продолговатого и спинного мозга.
В продолговатом мозге локализуется сосудодвигательный центр, который состоит из двух областей – прессорной и депрессорной. Возбуждение нейронов прессорной области приводит к повышению тонуса сосудов и уменьшению их просвета, возбуждение нейронов депрессорной зоны обусловливает понижение тонуса сосудов и увеличение их просвета.
Тонус сосудодвигательного центра зависит от нервных импульсов, постоянно идущих к нему от рецепторов рефлексогенных зон. Особенно важная роль принадлежит аортальной и каротидной рефлексогенным зонам.
Рецепторная зона дуги аорты представлена чувствительными нервными окончаниями депрессорного нерва – веточки блуждающего нерва. В области сонных синусов располагаются механорецепторы, связанные с языкоглоточным (IX пара) и симпатическими нервами. Естественный их раздражитель - механическое растяжение, которое наблюдается при изменении величины АД.
При повышении АД в сосудистой системе возбуждаются механорецепторы. Нервные импульсы от рецепторов по депрессорному нерву и блуждающим нервам направляются в продолговатый мозг к сосудодвигательному центру. Под влиянием этих импульсов снижается активность нейронов прессорной зоны сосудодвигательного центра, что приводит к увеличению просвета сосудов и снижению АД. При уменьшении АД - противоположные изменения активности нейронов сосудодвигательного центра, приводящие к его нормализации.
В восходящей части аорты, в наружном слое, располагается аортальное тельце, в области разветвления сонной артерии – каротидное тельце, в котором локализованы хеморецепторы, чувствительные к изменениям химического состава крови, особенно к сдвигам содержания углекислого газа и кислорода.
При повышении концентрации углекислого газа и понижении содержания кислорода в крови происходит возбуждение этих хеморецепторов, что обусловливает увеличение активности нейронов прессорной зоны сосудодвигательного центра. Это приводит к уменьшению просвета кровеносных сосудов и повышению АД.
Рефлекторные изменения давления, возникающие в результате возбуждения рецепторов различных сосудистых областей, - собственные рефлексы сердечно-сосудистой системы. Рефлекторные изменения АД, обусловленные возбуждением рецепторов, локализованных вне сердечно-сосудистой системе, - сопряженные рефлексы.
Сужение и расширение сосудов в организме имеют различное функциональное назначение. Сужение сосудов обеспечивает перераспределение крови в интересах целого организма, в интересах жизненно важных органов, когда в экстремальных условиях отмечается несоответствие между объемом циркулирующей крови и емкостью сосудистого русла. Расширение сосудов обеспечивает приспособление кровоснабжения к деятельности того или иного органа или ткани.
Выделительная функция организма определяется деятельностью выделительной системы. Выделительная система – многокомпонентная система организма, работа которой направлена на выведение разнообразных веществ для поддержания относительного постоянства состава и свойств внутренней среды.
Основные органы выделения:
1)почки - играют ведущую роль в выведении с мочой конечных продуктов азотистого обмена, чужеродных веществ, избытка воды и органических и неорганических веществ;
2)легкие;
3)кожа. Выделительная функция определяется деятельностью, в основном, потовых, в меньшей степени сальных желез;
4)пищеварительный тракт. Выделение происходит с желчью, с секретами слюнных, желудочных, кишечных и поджелудочной желез.
Почкам принадлежит важнейшая роль в поддержании гомеостазиса. Наряду с экскреторной, почки выполняют другие значимые функции:
1)волюморгеулирующая – поддержание водного баланса (изоволемия);
2)осморегулирующая – поддержание солевого баланса (изоосмия);
3)ионорегулирующая – обеспечение ионного постоянства (изоиония);
4)поддержание кислотно-основного состояния;
5)инкреторная – участие в гуморальной регуляции, за счет инкреции ряда БАВ: эритропоэтина (стимуляция эритропоэза), урокиназы (активация фибринолиза), кальцитриола (регуляция баланса кальция), ренина (участника РААС), аутокоидов (простагландинов, аденозина, брадикинина (местно-действующих БАВ));
6)метаболическая – участие в обмене белков, липидов и углеводов.
Обеспечение любой из этих функций зависит от эффективности работы основных морфологических элементов почки.
Морфофункциональная единица почки - нефрон, которых в обеих почках человека около 2 млн. В каждом нефроне несколько отделов:
1)почечное тельце - представлено клубочком артериальных капилляров (открыт в 1661 г Марчелло Мальпиги). Капилляры представляют собой разветвление приносящего сосуда (vasa afferens), собирающиеся в выносящий сосуд (vasa efferens). Этот клубочек заключен в двухслойную капсулу Шумлянского-Боумена (Александр Михайлович Шумлянский в 1782 г. описал, что капиллярный клубочек помещен в капсулу, Уильям Боумен в 1842 г. рассмотрел эпителиальные клетки в капсуле). Капиллярные петли в клубочке (которых около 50) поддерживаются, подобно листве дерева, ствол и ветви которого состоят из мезангиальных клеток. Мезангиоциты могут сокращатся под действием БАВ (ангиотензин II), меняя площадь поверхности клубочкового фильтра, обладают фагоцитарной активностью;
2)проксимальный каналец, - петля Генле - состоящая из нисходящей и восходящей тонких ветвей, восходящая толстая ветвь (дистальный прямой каналец);
3)в месте, где дистальный прямой каналец контактирует с сосудами клубочка того же нефрона расположено плотное пятно (macula densa). Эта зона - юкстагломерулярный аппарат. В стенке приносящей артериолы расположены юкстагломерулярные клетки, вырабатывающие ренин – фермент, играющий важную роль в процессах регуляции функций почек. В ЮГА синтезируются и другие БАВ - аденозин и эритропоэтин;
4)далее следует дистальный извитой каналец;
5)собирательная трубочка - последняя часть канальцевой системы, в связи с иным эмбриональным происхождением (из выроста мочеточника) не относится к нефрону. В одну собирательную трубочку впадают канальцы нескольких нефронов.
В почке выявлено несколько типов нефронов, которые различаются по расположению в коре клубочков и по структуре и функциям канальцев. Это поверхностные или (суперфициальные) нефроны (20-30%) – в верхней части коры, интракортикальные (60-70%) – в средних зонах коры и юкстамедуллярные нефроны (10-15%) – в наружном мозговом слое.
Клубочковая фильтрация - процесс фильтрации из плазмы крови, протекающий через капилляры клубочка в полость капсулы почечного клубочка воды и растворенных в плазме веществ (за исключением крупномолекулярных соединений). Фильтрация в клубочках осуществляется через поры эндотелия, базальную мембрану, щели между клетками эпителия внутренней стенки капсулы.
Через почечный фильтр проходят молекулы, молекулярная масса которых не превышает 60 тысяч дальтон, при молекулярной массе от этого уровня до 70 тысяч дальтон (гемоглобин, альбумин) через поры базальной мембран проходят 1-3% молекул, молекулярная масса порядка 80 тысяч дальтон - абсолютный предел для прохождения молекул через поры мембраны. Клубочковая фильтрация зависит от:
1)гидростатического давления крови в капиллярах клубочка (70 мм рт. ст.);
2)онкотического давления белков плазмы крови (20 мм рт. ст.).;
3)давления в капсуле Шумлянского, - от внутрипочечного давления (15 мм.рт.ст.).
Клубочковая фильтрация обусловлена разностью между гидростатическим давлением в капиллярах и величинами онкотического и внутрипочечного давления. ФД = ГД - (ОД + ВД) (где ФД - фильтрационное давление, ГД - гидростатическое давление, ОД - онкотическое давление крови, ВД - внутрипочечное давление). Фильтрационное давление составляет 70мм рт. ст - (20мм рт. ст. + 15мм рт. ст.) = 35 мм рт. ст. В 1 минуту через почки проходит около 1200 мл крови. При этом образуется 120 мл фильтрата (первичная моча), - скорость клубочковой фильтрации, в норме составляет 11-125 мл/мин. За сутки образуется 150-170 л первичной мочи. Содержание неорганических и органических веществ (за исключением белков) в первичной моче такое же, как и в плазме крови.
Коэффициент фильтрации (КФ) зависит от проницаемости мембраны. При патологии, когда увеличиваются поры почечного «сита», значительно изменяется скорость фильтрации.
За сутки образуется 150-180 л фильтрата (первичной мочи). Вся плазма крови очищается почками 60 раз в сутки.
Регуляция скорости клубочковой фильтрации осуществляется за счет механизмов местной, нервной и гуморальной регуляции. Эффекторы регуляторных влияний - гладкомышечные клетки приносящей и выносящей артериол, мезангиальные клетки и подоциты почечного тельца.
Два внутрипочечных механизма ответственны за ауторегеуляцию:
1)миогенная ауторегуляция определяется свойством гладкомышечных элементов приносящих артериол при растяжении сокращаться. Этот феномен - феномен Бейлиса-Остроумова;
2)канальцево-клубочковая обратная связь. При повышении скорости тока жидкости по канальцам и увеличении порции реабсорбированных Na+, Cl- в ЮГА увеличивается выработка аденозина, который местно обладает вазоконстрикторным эффектом, повышая сопротивление приносящей артериолы и снижает скорость клубочковой фильтрации.
Существует целый ряд гормонов, обеспечивающих гуморальную регуляцию скорости клубочковой фильтрации. Среди них, в основном, вазоактивные вещества.
Механизм нервной регуляции - рефлекс. Эфферентное звено представлено симпатическими адренергическими волокнами. Преганглионарный нейрон расположен в нижних сегментах грудного отдела спинного мозга, далее переключение происходит в симпатическом ганглии, постганглионарное волокно подходит к приносящей и выносящей артериолам.
В центральное звено ренальных рефлексов входят: сосудодвигательный центр продолговатого мозга, гипоталамус, лимбическая система, кора. Ретикулярная формация модулирует активность этих структур.
Основные рефлексогенные зоны данных рефлексов:
1)барорецепторы – механорецепторы в областях высокого давления – дуге аорты и каротидном синусе (пример: ↑АД -↑СКФ);
2)волюморецепторы – периферические (устья полых вен, предсердия) и центральные (супраоптические и паравентрикулярные ядра гипоталамуса). (пример: ↑ОЦК - ↑СКФ).
3)хеморецепторы – периферические и центральные (Пример: Гипоксия - ↓СКФ).