Тарасова О.С. Кафедра физиологии человека и животных биологического факультета МГУ

1. Мудрость тела человека и сердечно-сосудистая система Тарасова О.С. Кафедра физиологии человека и животных биологического факультета МГУ

2. О чем сегодня пойдет речь • Мудрость телачеловека: в чем она состоит и на чем базируется • Система кровообращения: роль в регуляции гомеостаза • Новости регуляции кровообращения • Нарушения кровообращения: почему они возникают и как с ними бороться • В здоровом теле – здоровый дух!

3. 1932 г.

4. Мудрость нашего тела заключается в поддержании постоянства внутренней среды организма Клод Бернар (Claude Bernard) (1813-1878) “Постоянство внутренней среды есть условие свободной, независимой жизни.” Внутренняя среда организма: кровь, тканевая жидкость, лимфа. Уолтер Кэннон (Walter Bradford Cannon) (1871-1945) Гомеостаз - поддержание относительного постоянства внутренней среды организма (homeo – такой же, сходный; stasis – стабильность, равновесие).

5. Главный принцип гомеостаза – принцип отрицательной обратной связи Сравнение реальной величины с установочной точкой «Установочная точка»

7. Главный принцип гомеостаза – принцип отрицательной обратной связи Сравнение реальной величины с установочной точкой «Установочная точка» Уменьшение отклонений параметра от заданной величины

8. Регуляция по принципу отрицательной обратной связи в нашем организме ГИПОТАЛАМУСзадает установочные точки для многих параметров внутренней среды Сравниваетпоказания рецепторов с установочным значением Если они различаются – дает команды регуляторным механизмам Регулятор Сам же гипоталамус или один из центров ствола головного мозга Принцип дублирования влияний регуляторных механизмов Медленные Быстрые Интерорецепторы химический состав, насыщение О2 и СО2, осмотическое давление, температура, давление крови в сосудах

9. Парасимпатический отдел Симпатический отдел Сужение зрачка Расширение зрачка Обильное слюноотделение Выделение небольшого кол-ва слюны Сужение бронхов Расширение бронхов Торможение сердца Превращение гликогена в глюкозу Стимуляция сердца Стимуляция перистальтики и секреции пищеварительных соков Подавление перистальтики и секреции Подавление сокращений Сокращение Сужение кровеносных сосудов

10. Преобладает симпатическая регуляция Борьба или бегство Преобладает парасимпатическая регуляция Покой и возобновление ресурсов организма

11. Почему эффекты так сильно различаются? Парасимпатический отдел Симпатический отдел Сужение зрачка Расширение зрачка Обильное слюноотделение Выделение небольшого кол-ва слюны Регуляторные сигналы передаются с помощью веществ-нейромедиаторов Сужение бронхов Расширение бронхов Торможение сердца Превращение гликогена в глюкозу Стимуляция сердца Стимуляция перистальтики и секреции пищеварительных соков Подавление перистальтики и секреции Подавление сокращений Сокращение Сужение кровеносных сосудов

12. Симпатические нервные волокна сосудах В этих расширениях содержатся пузырьки с нейромедиаторами А В 1 μm На постганглионарных волокнах есть расширения (варикозы)

13. "The night before Easter Sunday of that year I awoke, turned on the light, and jotted down a few notes on a tiny slip of thin paper. Then I felt asleep again. It occurred to me at six o'clock in the morning that I had written down something most important, but I was unable to decipher the scrawl. The next night, at three o'clock, the idea returned. It was the design of an experiment to determine whether or not the hypothesis of chemical transmission that I had uttered seventeen years ago was correct. I got up immediately, went to the laboratory, and performed a simple experiment on a frog heart according to the nocturnal design."

14. Опыт О.Леви Раздражение блуждающего нерва Раздражение парасимпатического нерва Б А А Б

15. Медиаторы вегетативной нервной системы Вегетативная нервная система Cимпатическая Парасимпатическая Преганглионарные волокна Ацетилхолин Симпатический ганглий Парасимпатический ганглий Норадреналин Постганглионарные волокна Ацетилхолин Сердце, гладкие мышцы, железы

16. Парасимпатический отдел Симпатический отдел Сужение зрачка Расширение зрачка Обильное слюноотделение Выделение небольшого кол-ва слюны Сужение бронхов Расширение бронхов Превращение гликогена в глюкозу Торможение сердца Стимуляция сердца НАДПОЧЕЧНИКИ: Секреция адреналина и норадреналина в кровь Стимуляция перистальтики и секреции пищеварительных соков Когда человек боится – выделяет адреналин. Это знают собаки и лая, бегут за ним... (А. Вознесенский) Подавление сокращений Сокращение Сужение кровеносных сосудов

17. Гипоталамус и гипофиза: регуляция других желез внутренней секреции Гипоталамус Передняя доля гипофиза Вторичная капиллярная сеть Задняя доля гипофиза ТРОПНЫЕ ГОРМОНЫ Тиреотропный гормон (стимуляция работы щитовидной железы) Гормон роста (соматотропный гормон)стимулирует рост скелета и мышц, а также расщепление жира) Пролактин(стимулирует продукцию молока и инстинкты ухода за потомством ) Кортикотропный гормон(стимулирует продукцию гормонов коры надпочечников ) Гонадотропные гормоны(стимулируют продукцию половых гормонов)

18. Гипоталамус: интеграция вегетативных, гормональных и соматических регуляторных механизмов Рассмотрим это на примере регуляции температуры тела

19. Гипоталамус: интеграция вегетативных, гормональных и соматических регуляторных механизмов Рассмотрим это на примере регуляции температуры тела Обратная связь Обратная связь Нормализация температуры тела

20. Система кровообращения: роль в регуляции гомеостаза

21. Функции кровеносной системы • Транспортная: переносит питательные вещества и продукты жизнедеятельности клеток, дыхательные газы (O2 и CO2), витамины, гормоны, ферментыи др. • Терморегуляторная: распределение тепла в организме • Защитные: - свертывание крови (предотвращение кровопотери);- иммунитет.

22. Системное артериальное давление Минутный объем сердца («сердечный выброс») Общее периферическое сопротивлениесосудов = × Нормальные значения: систолическое – до 130 мм рт.ст. диастолическое – до 85 мм рт.ст. 5 – 6 л/мин

23. Revd Stephen Hales - 1733 г.

24. Измерение артериального давления в плечевой артерии Измерение с использованием автоматических тонометров Прослушивание «тонов Короткова» (1905) Николай Сергеевич Коротков

25. Непрерывная регистрация артериального давления у человека методом разгруженной артерии («volume clamp», J. Penaz, 1973) Прибор PORTAPES

26. Математическая модель регуляции сердечно-сосудистой системы (А. Гайтон и сотр.)

27. Рецепторы артериального давления: барорецепторы В этих же участках сосудистой системы находятся хеморецепторы, которые измеряют концентрацию кислорода и углекислого газа в крови

28. Барорефлекс работает по принципу отрицательной обратной связи Кора больших полушарий и гипоталамус (задают установочный уровень давления) Чувствительные нервные пути Сердечно-сосудистый центр продолговатого мозга + Барорецепторы (детекторы) Сердце и сосуды (исполнители) ПОВЫШЕНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ +

29. Барорефлекс работает по принципу отрицательной обратной связи Кора больших полушарий и гипоталамус (задают установочный уровень давления) Чувствительные нервные пути - Сердечно-сосудистый центр продолговатого мозга Парасимпа-тический отдел (активация) Симпатический отдел (торможение) + + Барорецепторы (детекторы) Сердце и сосуды (исполнители) ПОВЫШЕНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ +

30. Барорефлекс работает по принципу отрицательной обратной связи Кора больших полушарий и гипоталамус (задают установочный уровень давления) Чувствительные нервные пути - Сердечно-сосудистый центр продолговатого мозга Парасимпа-тический отдел (активация) Симпатический отдел (торможение) + + Барорецепторы (детекторы) Сердце и сосуды (исполнители) ПОВЫШЕНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ - + Уменьшение частоты и силы сердечных сокращений, расширение сосудов, нормализация артериального давления

31. Буферная роль артериального барорефлекса: уменьшение отклонений АД от среднего уровня (снижение вариабельности АД) В норме Гистограмма распределения значений АД, зарегистрированных в течение суток (среднее значение АД не изменяется, но увеличивается вероятность отклонений от среднего уровня) Артериальное давление (мм рт.ст.) В норме После денервации % встречаемости После денервации Примеры регистрации АД у собак с интактными барорецепторами и через 2-3 недели после денервации барорецепторов дуги аорты и каротидных синусов Уровень АД (мм рт.ст.)

32. Регуляция артериального давления почками СНИЖЕНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ + + Ренин + + Ангиотензиноген (выделяется из печени) Ангиoтензин I Ангиoтензин II Ангиoтензин-превращающий фермент (в эндотелии легких)

33. Ингибиторы АПФ (капотен, эналаприл и др.) используются для лечения артериальной гипертензии Активация симпатической системы Активный транспорт Повышение реабсорбции Na+ и секреции K+ Ангиотензин- превращающий фермент (в капиллярах легких) Печень Пасивный транспорт Кора надпочеч-ников Ангио-тензин II Альдостерон Ангио-тензин I Ангио-тензиноген Задержка в организме соли и воды Увеличение объема циркулирующе й крови Увеличение общего периферического сопротивления Ренин Сужение сосудов Секреция антидиуретического гормона 1. Снижение артериального давления 2. Действие симпатических нервов 3. Увеличение концентрации Na+ в моче Гипофиз Повышение реабсорбции Н2О в собирательных трубочках Стимуляция жажды - - Отрицательная обратная связь Ренин-ангиотензин-альдостероновая система

34. Новости регуляции кровообращения

35. Prof. Geoff Burnstock Do some nerve cells release more than one transmitter? Neuroscience 1976;1(4):239-248

36. Множественностьмедиаторов симпатической нейропередачи АТФ вызывает быстрое и кратковременноесокращение сосудов: - секретируется сразу после активации нервов; - вызывает быстрое сокращение гладкой мышцы; - быстро разрушается – эффект кратковременный Стабилизация уровня АД в спокойном состоянии Нейропептид Y вызывает медленное и длительное сокращение сосудов. Секреция NPY увеличивается при увеличении частоты импульсации симпатических нейронов Регуляция кровообращения при стрессе

37. Лауреаты Нобелевской премии в области физиологии и медицины 1998 г. Роль эндотелия в регуляции тонуса сосудов

38. Как было доказано, что эндотелий секретирует регуляторные факторы (начало 80-х гг. XX века) 1. «Сэндвич» - система Измерение силы сокращения Сосуд с эндотелием «Сэндвич-система»: при действии ацетилхолина наблюдается расслабление Препарат сосуда без эндотелия: сокращение в ответ на ацетилхолин Эндотелием секретируются: - Оксид азота (NO)- Продукты метаболизма арахидоновой кислоты - Эндотелин (пептид)

39. Эндотелий – железа внутренней секреции Механическое действие потока крови Гормоны Эндотелий NO (оксид азота) Эндотелин Расслабление Сокращение Гладкая мышца Эндотелин NO В здоровом организме

40. Эндотелий – железа внутренней секреции Механическое действие потока крови Гормоны Эндотелий NO (оксид азота) Эндотелин Расслабление Сокращение Гладкая мышца NO Эндотелин Эндотелин NO При нарушении эндотелия (действие вредных веществ, атеросклероз, сахарный диабет, ожирение, повышение артериального давления…) В здоровом организме

41. Пути лекарственной коррекции NO-системы Экзогенные доноры NO (нитроглицерин) Ингибирование фермента, разрушающего цГМФ (силденафил)

42. Газообразные регуляторы функций организма H2S NO CO Продуцируются в небольшом количестве многими типами клеток, участвуют в регуляции тонус сосудов, активности нервных клеток и др.

43. Нарушения кровообращения: почему они возникают и как с ними бороться

44. Dead end… Умение совладать со стрессами помогает избежать сердечно-сосудистых расстройств

45. Склонность к тромбо-образованию Ожирение МЕТАБОЛИ-ЧЕСКИЙ СИНДРОМ Изменение липопротеино-вого профиля Уменьшение чувствительности клеток к инсулину Повышение давления крови Метаболический синдром (синдром Х)

46. Вещества, секретируемые жировой тканью Продукты расщепления жира Медиаторы воспаления Гормоны: адипонектин, лептин и др. (регуляция аппетита и обмена веществ) Активные формы кислорода Вещества, суживающие сосуды Вещества, расширяющие сосуды (в т.ч. H2S)

47. Вещества, секретируемые жировой тканью Продукты расщепления жира Медиаторы воспаления Гормоны: адипонектин, лептин и др. (регуляция аппетита и обмена веществ) Активные формы кислорода Вещества, суживающие сосуды Вещества, расширяющие сосуды (в т.ч. H2S) Вещества, расширяющие сосуды (в т.ч. H2S) При метаболическом синдроме В здоровом организме

48. Атеросклероз Атеросклеротическая бляшка в ветви левой коронарной артерии Зона инфаркта

49. Атеросклероз Атеросклеротическая бляшка в ветви левой коронарной артерии Зона инфаркта Ангиопластика: расширение просвета артерии путем установки стента

50. Возможно ли другое решение проблемы?