Кровообіг в окремих ділянках організму

32

                                                                      

ВСТУП

Розподіл серцевого викиду між різними частинами тіла у нормальної людини в стані спокою наведено у табл. 32-1. Головні принципи кровообігу, описані у попередніх розділах, можна застосовувати до всіх цих частин тіла, хоча у більшості органів простежуються специфічні риси. Портальний кровообіг передньої частки гіпофіза розглянуто у Розділі 14, легеневий — у Розділі 34, а нирковий — у Розділі 38. Кровообіг у скелетних м’язах описано у Розділі 33 разом з фізіологією скорочення. У цьому розділі ми зосередимось на кровообігу у головному мозку, серці, органах черевної порожнини, шкірі, плаценті та плоду.

                                                                                                                                                                                                                                                                                    

ЦЕРЕБРАЛЬНИЙ КРОВООБІГ

                                                                                                                                                                  

АНАТОМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ Судини

Головний притік артеріальної крові до головного мозку відбувається через чотири артерії: дві внутрішні сонні та

дві вертебральні. Вертебральні артерії об’єднуються, утворюючи базилярну артерію, яка разом із сонними формує під гіпоталамусом коло Віллізія. Це коло дає початок шести великим артеріям, які постачають кров до кори головного мозку. У деяких тварин вертебральні артерії є великими, а внутрішні сонні — дрібними, однак у людей порівняно невелика частка загального артеріального кровоплину надходить через вертебральні артерії. У випадку ін’єкції речовин в одну із сонних артерій простежується відповідне однобічне надходження у велику півкулю. В нормі перехрест не фіксують, ймовірно, з огляду на тиск, який є однаковим з обох боків. Та навіть якщо тиск різний, анастомози не пропускають значної кількості крові. Закупорення однієї із сонних артерій, зокрема у людей похилого віку, часто призводить до серйозних симптомів церебральної ішемії. У людей та деяких інших видів є прекапілярні анастомози між церебральними артеріолами та іншими судинами, проте кровоплин через ці судини переважно недостатній для підтримки кровообігу та запобігання інфаркту внаслідок закупорення мозкової артерії.

Венозний відтік від мозку у людини відбувається через глибокі вени та порожнини синусів твердої мозкової оболонки головно у внутрішню яремну вену, хоча невелика кількість венозної крові проходить через очне та венозне

Таблиця 32-1. Кровоплин у стані спокою та поглинання 02 у різних органах (дорослий чоловік масою 63 кг, середнім артеріальним тиском 90 мм рт. ст. та поглинанням 02 250 мл/хв)1

Ділянка

Маса,

кг

Кровоплин

Артеріовенозна різниця вмісту 02, мл/д

Поглинання

о2

Опір,

R-одиниці1

Відношення до загального, %

мл/хв

мл/100

г/хв

мл/хв

мл/100

г/хв

абсо

лютні

на кг

серцевого

викиду

поглинання

кисню

Печінка

2,6

1500

57,7

34

51

2,0

3,6

9,4

27,8

20,42

Нирки

0,3

1260

420,0

14

18

6,0

4,3

1,3

23,3

7,2

Мозок

1,4

750

54,0

62

46

3,3

7,2

10,1

13,9

18,4

Шкіра

3,6

462

12,6

25

12

0,3

11,7

42,1

8,6

4,8

Скелетні м’язи

31,0

840

2,7

60

50

0,2

6,4

198,4

15,6

20,0

Серцевий м’яз

0,3

250

84,0

114

29

9,7

21,4

6,4

4,7

11,6

Решта тіла

23,8

336

1,4

129

44

0,2

16,1

383,2

6,2

17,6

Цілий організм

63,0

5400

8,6

46

250

0,4

1,0

63,0

100,0

100,0

1 Відтворено за дозволом з Bard Р [editor]: Medical Physiology. 11th ed. Mosby, 1961.

2 R-одиниці — це тиск (мм рт. ст.) розділений на кровоплин (мл/с).

сплетення обличчя, через емісарні вени у скальп, а також вниз по системі паравертебральних вен у спинномозковий канал. У інших видів внутрішня яремна вена невелика, і венозна кров від головного мозку змішується з кров’ю, що відтікає від інших структур.

Мозкові судини мають певні специфічні анатомічні особливості. У судинному сплетенні є проміжки між ендо-теліальними клітинами капілярної стінки, однак ворсинчасті епітеліальні клітини, що відокремлюють їх від спинномозкової рідини (СМР) з’єднані між собою щільними контактами. Капіляри у тканині мозку нагадують нефенест-ровані капіляри скелетного м’яза (див. Розділ ЗО), проте між ендотеліальними клітинами є щільні зв’язки, які обмежують проходження речовин. Крім того, у цитоплазмі ендотелію міститься порівняно невелика кількість міхурців, що відображає незначне везикулярне транспортування. Капіляри мозку оточені кінцевими відростками астроцитів (рис. 32-1). Ці відростки щільно зв’язані з базальною пластинкою капілярів, однак не вкривають капілярну стінку повністю. Між відростками є проміжки розміром близько 20 нм. Відростки забезпечують щільні контакти у капілярах (див. Розділ 2). Протоплазма астроцитів виявлена також навколо синапсів, де вона ізолює синапси мозку один від одного.

                                                                                                                                                                  

Іннервація

Три системи нервів іннервують мозкові кровоносні судини. Тіла постгангліонарних симпатичних нейронів розміщені у верхніх шийних гангліях, їхні закінчення містять норадреналін та нейропептид Y. Холінергічні нейрони, які, ймовірно, починаються у гангліях, теж іннервують мозкові судини, і постгангліонарні холінергічні нейрони кровоносних судин містять ацетилхолін, ВІП та РНМ-

Рис. 32-1. Мембрана кінцевого відростка (1) фіброзного астроцита навколо мозкового капіляра (2). Ліворуч відростки астроцита (3) охоплюють також частину дендритів сусідніх нейронів (4) (відтворено за дозволом з Krstic RV: Die Gewebe des Menschen und der Saugetiere. Springer, 1978).

27 (див. Розділ 26). Ці нерви закінчуються переважно на великих артеріях. Чутливі нерви виявляються на дистальних артеріях. їхні клітинні тіла розташовані у трійчастому вузлі і містять речовину Р, нейрокінін А та CGRP. Речовина Р, CGRP, ВІП та РНМ-27 спричинюють вазодила-тацію, тоді як нейропептид Y — вазоконстрикцію. Натягування мозкових судин або дотик до них супроводжуються болем.

                                                                                                                                                                  

СПИННОМОЗКОВА РІДИНА Утворення та абсорбція

СМР заповнює порожнини шлуночків та субарахної-дального простору. У людини об’єм СМР становить 150 мл. Щодня утворюється близько 550 мл СМР, отже, кожного дня склад рідини повністю поновлюється 3,7 раза. В експериментах з тваринами було з’ясовано, що 50-70% СМР утворюється у судинному сплетенні, а решта — довкола судин та стінок шлуночків. В організмі людини ці процеси не мають принципових відмінностей. СМР із шлуночків рухається через отвори Маженді та Люшка у суб-арахноїдальний простір, де її абсорбують арахнощальні ворсинки у вени, переважно мозкових венозних синусів. Ворсинки — це виступи, що утворюються після злиття павутинної оболонки та ендотелію синусів у венозні синуси. Подібні, однак менші ворсинкоподібні виступи у вени простежуються довкола корінців спинномозкових нервів. Остаточно не зрозуміло, як ці виступи відіграють роль клапанів, що забезпечують основний потік (спрямований плин) СМР у венозну кров. Основний потік через ці ворсинки становить близько 500 мл/день, крім додаткової невеликої кількості СМР, що абсорбується шляхом дифузії у мозкові кровоносні судини.

Склад СМР (табл. 32-2) такий же, як і склад ПКР головного мозку, яка за життя людини становить 15% від об’єму мозку. У дорослих є вільні зв’язки між інтерстиційною рідиною та СМР, хоча відстань дифузії від деяких ділянок мозку до СМР значна. З огляду на це досягнення рівноваги потребує деякого часу, а отже, можуть виникати ситуації, коли склад позаклітинної речовини цього мікрооточення тимчасово відрізняється від складу СМР. Інтерстиційна рідина мозку — це ультрафільтрат плазми (див. табл. 32-2), склад якого дещо модифікований завдяки транспортним процесам в ендотеліальних клітинах капілярів мозку та ворсинчастому епітелії. Простежуються активне транспортування та посилена дифузія в обох напрямах — з мозку та у мозок. Є також деякі відмінності у транспортуванні через ендотеліальні клітини та ворсинчастий епітелій (рис. 32-

2), та внаслідок змішування ці відмінності не спричинюють стійких локальних змін у складі рідини мозку.

Тиск СМР у люмбальному відділі в нормі становить 70-180 мм СМР. Навіть за тиску, що значно перевищує цей рівень, кількість утвореної СМР не залежить від внуштріш-ньошлуночкового тиску. Проте абсорбція, яка відбувається переважно завдяки основному потоку, пропорційна до тиску (рис. 32-3). За тиску 112 мм СМР, який є середнім нормальним тиском СМР, фільтрація та абсорбція врівноважені. Зі зниженням тиску менше 68 мм СМР абсорбція припиняється. Значна кількість рідини може нагромаджу-

КРОВООБІГ В ОКРЕМИХ ДІЛЯНКАХ ОРГАНІЗМУ / 561

Таблиця 32-2. Вміст різноманітних речовин у СМР та плазмі людини

Речовина

СМР

Плазма

Відношення

СМР/плазма

Na+, мекв/кг Н20

147,0

150,0

0,98

К+, мекв/кг Н20

2,9

4,6

0,62

Мд2+, мекв/кг Н20

2,2

1,6

1,39

Са2+, мекв/кг Н20

2,3

4,7

0,49

СІ, мекв/кг Н20

113,0

99,0

1,14

НСОЗ», мекв/л

25,1

24,8

1,01

Рсо2. ММ РТст

50,2

39,5

1,28

РН

7,33

7,40

Осмоляльність,

мосмоль/кг Н20

289,0

289,0

1,00

Білок, мг/дл

20,0

6000,0

0,003

Глюкоза, мг/дл

64,0

100,0

0,64

Неорганічний Р, мг/дл

3,4

4,7

0,73

Сечовина, мг/дл

12,0

15,0

0,80

Креатинін, мг/дл

1,5

1,2

1,25

Сечова кислота, мг/дл

1,5

5,0

0,30

Молочна кислота,

мг/дл

18,0

21,0

0,86

Холестерол, мг/дл

0,2

175,0

0,001

ватись у випадку зменшення здатності до реабсорбції в арахноїдальних ворсинках (зовнішня гідроцефалія, комунікативна гідроцефалія). У разі блокади отворів Маженді та Люшка або обструкції у системі шлуночків рідина скупчується у відділах, проксимальних до місця блокади, та розтягує шлуночки (внутрішня гідроцефалія, некому-нікативна гідроцефалія).

                                                                                                                                                                  

Захисна функція

Мозкові оболонки та СМР захищають головний мозок. Тверда мозкова оболонка щільно зв’язана із кісткою. В нормі “субдурального простору44 немає. Павутинна оболонка зв’язана із твердою завдяки поверхневому натягу тонкого шару рідини між двома оболонками. Як показано на рис.

32-4, сам мозок охоплений павутинною оболонкою з судин, нервових стовбурів та множинних фіброзних трабекул павутинної оболонки. Маса мозку у повітрі дорівнює 1400 г, а у “водяній ванні” СМР він важить лише 50 г. Плавучість мозку у СМР дає змогу порівняно тонким структурним з’єднанням ефективно підтримувати орган. Під час удару в голову павутинна оболонка ковзає по твердій оболонці, і мозок рухається, однак цей рух пом’якшує подушка з СМР і трабекули павутинної оболонки.

Важливість СМР для підтримання мозку підтверджують больові відчуття, які виникають за нестачі СМР. Видалення частини СМР під час люмбальної пункції може спричинити сильний біль голови після процедури, оскільки мозок “висить” на судинах та нервових корінцях, і їхнє розтягнення стимулює больові відчуття. Біль можна полегшити внут-рішньотекальним уведенням стерильного ізотонічного фізіологічного розчину.

Хороїдальний епітелій

Рис. 32-2. Угорі: транспортування через мозкові капіляри. Внизу: транспортування через клітини хороїдального сплетення (модифіковано з Fishman RA: Cerebrospinal Fluid in Diseases of the Nervous System, 2nd ed. Saunders, 1992).

                                                                                                                                                                  

Травми голови

Без захисного впливу СМР та мозкових оболонок мозок не зміг би протистояти щонайменшим щоденним побутовим травмам. За такого ефективного захисту потрібні досить таки значні сили для того, щоб спричинити ушкодження.

Найчастіше ушкодження мозку простежуються внаслідок переломів черепа, коли кістка проникає у тканину (вбитий перелом черепа) або коли мозок зміщується достатньо для розриву тонких з’єднувальних вен від кори до кістки або ж тоді, коли мозок із прискоренням, що виникає під час удару в голову ударяється до кісток черепа або з боку, протилежного до основного удару (ушкодження в разі контрудару).

Рис. 32-3. Утворення й абсорбція СМР у людини за різних тисків. Зверніть увагу, що у разі тиску 112 мм утворення СМР дорівнює її абсорбції, а у разі тиску 68 мм абсорбція дорівнює нулю (модифіковано та відтворено за дозволом з Cutler RWP et al: Formation and absorption of cerebrospinal fluid in man. Brain 1968;91:707).

                                                                                                                                                                  

ГЕМАТОЕНЦЕФАЛІЧНИЙ БАР’ЄР

Наявність щільних контактів між ендотеліальними клітинами капілярів мозку та епітеліальними клітинами судинного сплетення ефективно запобігає проникненню білків у мозок дорослих та сповільнює пенетрацію менших за розміром молекул. Прикладом може бути повільне проникнення сечовини (рис. 32-5). Рівень проходження молекул обернено пропорційний до її розміру та прямо пропорційний їхній розчинності у жирах. Цей унікальний обмежений обмін речовин називають гематоенцефалічним бар’єром. Деякі фізіологи використовують цей термін лише для опису бар’єру в капілярній стінці, тоді як для опису бар’єру у судинному сплетенні застосовують термін гемато-СМР бар’єр. Та оскільки обидва бар’єри мають багато спільного, то доцільно використовувати один термін до обох структур. Крім того, незважаючи на те, що везикулярне транспортування через мозкові капіляри порівняно невелике, є багато транспортних систем із залученням носіїв. Отже, говорячи про ступінь проходження будь-якої речовини через гематоенцефалічний бар’єр, мають на увазі проникнення через описані бар’єри і транспортування за допомогою систем ендотеліальних клітин.

Проходження речовин з головного мозку у кров відрізняється від руху у протилежному напрямі і є набагато вільнішим завдяки основному потоку СМР у венозне русло через ворсинки павутинної оболонки (див. вище). До того ж, у стінці капілярів є трансферні системи, опосередковані носіями, які забезпечують переважний рух речовин з мозку у кров.

                                                                                                                                                                  

Проникнення речовин у головний мозок

Вода, С02 та 02 легко проникають у мозок. Те ж можна сказати про вільні жиророзчинні сполуки та стероїдні гормони, тоді як їхні форми, зв’язані з білками, та загалом усі білки і поліпептиди не можуть туди проникнути. Легка пенетрація С02 протистоїть повільному проникненню Н+

Зовнішня пластинка черепа

Трабекулярна

кістка

Внутрішня пластинка черепа

Тверда мозкова оболонка

Субдуральний

(потенційний)

простір

Павутинна

оболонка

Субарахноїдний

простір

Арахноїдальні

трабекули

Артерії

М’яка оболонка

Периваскулярні

проміжки

Мозок

Рис. 32-4. Розміщення оболонок головного мозку та їхнє співвідношення з черепом і тканиною мозку (відтворено за дозволом з Wheater PR et al: Functional Histology. Churchill Livingstone, 1979).

та НС03«, що має фізіологічне значення для регулювання дихання (див. Розділ 36).

Глюкоза є головним джерелом енергії для нервових клітин. Вона повільно проходить через гематоенцефалічний бар’єр, водночас її транспортує через капілярні стінки транспортна молекула GLUT 1. У головному мозку міститься дві молекули GLUT 1: GLUT 1 55 К та GLUT 1 45 К. Обидві вони кодовані тим самим геном, однак відрізняються за ступенем глюкозування. GLUT 1 55 К є у високій концентрації в мозкових капілярах (рис. 32-6). У дітей з вродженою недостатністю GLUT 1 простежується низький рівень глюкози в СМР за нормального її рівня в плазмі, що супроводжується судомами та сповільненим розвитком.

Іншою транспортною системою у мозкових капілярах є унікальні Ма++-2СГ-котранспортери, стимульовані ЕТ-1ІЕТ-З та, імовірно, індуковані гуморальними факторами астроцитів. Це допомагає підтримувати концентрацію К+ у мозку на низькому рівні. Крім того, є транспортери для тиреоїдних гормонів, декількох органічних кислот, холіну, попередників нуклеїнових кислот та нейтральних, лужних і кислих амінокислот.

КРОВООБІГ В ОКРЕМИХ ДІЛЯНКАХ ОРГАНІЗМУ / 563

Рис. 32-5. Проникнення сечовини у м’яз (1), головний мозок (2), спинний мозок (3) та спинномозкову рідину (4). Сечовину вводили шляхом постійної інфузії (модифіковано та відтворено за дозволом з Kleeman CR, Davson Н, Levin Е: Urea transport in the central nervous system. Am J Physiol 1962;203: 739).

                                                                                                                                                                  

Навколошлуночкові органи

Після введення у плазму білків, зв’язаних з барвниками, забарвлюється багато тканин, однак речовина головного мозку не є забарвленою. Це спостереження, зроблене багато років тому, стало основою для створення концепції гематоенцефалічного бар’єру. Однак чотири невеликі ділянки у стовбурі мозку або біля нього забарвлюються так само, як і тканини поза мозком. До них належать задня частка гіпофіза (нейрогіпофіз) та прилегла вентральна частина серединного горба гіпоталамуса, задня ділянка, судинний орган кінцевої пластинки (СОКП, супраоп-тичний перехрест) та субфорнікальний орган (СФО).

Ці відділи разом утворюють навколошлуночкові органи (рис. 32-7). Всі вони містять фенестровані капіляри і з огляду на їхню проникність уважають, що вони перебувають “поза гематоенцефалічним бар’єром”. Деякі з них діють як нейрогемальні органи, тобто ділянки, де поліпептиди, секретовані нейронами, потрапляють у крово-плин. Наприклад, окситоцин та вазопресин виділяються у системний кровообіг у задній частці гіпофіза, а гіпофізо-тропні гормони гіпоталамуса секретують у портальну гіпо-фізарну систему у серединному горбі. Інші навколошлуночкові органи містять рецептори для різних пептидів та інших речовин і діють як хеморецепторні зони, тобто ділянки, де речовини із крові, що циркулює, можуть зумовити зміни функції мозку, обминаючи гематоенцефалічний бар’єр. Задня ділянка є хеморецепторною зоною, що спричинює блювання у відповідь на зміни хімічного складу плазми (див. Розділ 14). Вона також пов’язана з регулюванням серцево-судинної системи, і у багатьох випадках циркулювальний ангіотензин II діє на задню ділянку, зумовлюючи підвищення артеріального тиску. Ангіотензин II діє також на СФО та, можливо, на СОКП, посилюючи споживання води. Крім того, виявилось, що СОКП є ділянкою розміщення осморецепторів, які контролюють секрецію

Рис. 32-6. Розміщення різних транспортерів GLUT у головному мозку (відтворено за дозволом з Maher F, Vannucci SJ, Simpson IA: Glucose transporter proteins in brain. FASEB J 1994;8:1003).

вазопресину (див. Розділ 14); є дані про те що ІЛ-1 крові спричинює гарячку, впливаючи на навколошлуночкові органи.

Субкомісуральний орган (див. рис. 32-7), щільно зв’язаний з епіфізом, за гістологічною будовою нагадує навко-

Рис. 32-7. Навколошлуночкові органи. Нейрогіпофіз (НГ); судинний орган кінцевої пластинки (СОКП, супраоптичний перехрест), субфорнікальний орган (СФО), та задня ділянка (ЗД) показані у саґітальному перерізі мозку людини; СКО -субкомісуральний орган; Е — епіфіз.

лошлуночкові органи. Однак у ньому нема фенестрованих капілярів, не зафіксовано високої проникності, і основна функція не визначена. Шишкоподібна залоза та передній гіпофіз містять фенестровані капіляри та перебувають поза гематоенцефалічним бар’єром, однак обидва органи належать до ендокринних залоз і не є частиною головного мозку.

                                                                                                                                                                  

Функція гематоенцефалічного бар’єру

Гематоенцефалічний бар’єр, імовірно, забезпечує стабільність мікрооточення нейронів у центральній нервовій системі. Ці нейрони настільки залежать від концентрації К+, Са2+, Mg2+, Н+ та інших йонів у рідині, яка оточує їх, що навіть незначні зміни ведуть до серйозних наслідків. Сталий склад ПКР у всіх частинах тіла підтримують множинні гомеостатичні механізми (див. Розділи 1 та 39), однак з огляду на чутливість кіркових нейронів до змін йонного складу немає нічого дивного у наявності додаткового захисного механізму для їхнього збереження. Аналогічно, гематотестикулярний бар’єр захищає склад рідини, що оточує гермінативний епітелій, а плацентарний бар’єр — склад тканинної рідини плоду.

До інших можливих функцій гематоенцефалічного бар’єру можна зачислити захист мозку від ендо- та екзогенних токсинів у крові та запобігання потраплянню ней-ротрансмітерів у загальний кровообіг.

                                                                                                                                                                  

Розвиток гематоенцефалічного бар’єру

В експериментальних тварин багато дрібних молекул проникають у мозок легше в пери- та неонатальний періоди, ніж у зрілої особини. На цьому ґрунтується твердження про те, що гематоенцефалічний бар’єр у новонародженого є незрілим. Люди під час народження є зрілішими, ніж щурі та інші види експериментальних тварин, проте точних даних про пасивну проникність гематоенцефалічного бар’єру у людини немає. Однак у дітей з вираженою жовтяницею, високим рівнем вільного білірубіну у плазмі та незрілою системою кон’югації білірубіну у печінці вільний білірубін проникає в мозок і за наявності асфіксії вражає базальні ганглії (керніктерус, ядерна жовтяниця). Еквівалентом цього стану у пізнішому періоді життя є синдром Криглера-Найяра, за якого простежується вроджена недостатність глюкуронілтрансферази. У таких осіб може бути дуже високий рівень вільного білірубіну у крові з наступним розвитком енцефалопатії. У разі інших станів рівень вільного білірубіну недостатньо високий для спричинення ушкоджень тканини мозку.

                                                                                                                                                                  

Клінічне значення

Лікарі повинні знати ступінь проникнення ліків у головний мозок для того, щоб лікувати захворювання нервової системи грамотно. Проникнення медикаментів, як і інших речовин, залежить від багатьох факторів. Наприклад, деякі антибіотики проникають у мозок дуже обмежено, тоді як інші — досить легко. З клінічних спостережень відомо, що аміни дофамін та серотонін проникають у тканину мозку незначно, а їхні кислотні попередники — L-ДОФА та 5-гід-рокситриптофан — порівняно легко (див. Розділи 12 та 15).

Інше важливе клінічне спостереження таке: гематоенцефалічний бар’єр може руйнуватись у зонах інфекційного

та іншого ушкодження. Пухлинний ріст супроводжується утворенням нових судин, і новоутворені капіляри не мають контактів з нормальними астроцитами. Тому не формуються щільні контакти, і судини можуть бути навіть фене-строваними. Відсутність бар’єру допомагає визначити локалізацію пухлини; такі сполуки, як значений йодом альбумін, проникають у нормальну тканину мозку дуже повільно, а у пухлинну — швидко. Тому пухлина є ніби “островом радіоактивності” серед навколишньої нормальної тканини мозку. Гематоенцефалічний бар’єр може бути також тимчасово зруйнований у разі раптового значного підвищення артеріального тиску або внутрішньовенного введення гіпертонічних розчинів.

                                                                                                                                                                  

МОЗКОВИЙ КРОВОПЛИН Метод Кеті

Згідно із принципом Фіка (див. Розділ 29) кровоплин у будь-якому органі можна виміряти шляхом визначення кількості конкретної речовини (Qx), видаленої з кровопли-ну органом за одиницю часу, поділеної на різницю між концентрацією речовини в артеріальній та венозній крові з цього органа (Ах — Vx). Отже,

Q

Мозковий кровоплин (МК) =——.

Ах “ Чс

Це можна виміряти клінічно, застосовуючи вдихання N20 (метод Кеті). Середній мозковий кровоплин у молодих осіб становить 54 мл/100 г/хв. У середньому маса мозку дорослої людини — близько 1400 г, тому кровоплин через весь мозок становить 756 мл/хв. Важливо зазначити, що метод Кеті дає змогу визначити середні показники для ділянок з нормальною перфузією, однак він не дає інформації про різницю кровоплину і, оскільки він залежить від поглинання N20, то вимірюється кровоплин тільки у ділянках перфузії головного мозку. Якщо ж притік крові до певної ділянки порушений (оклюзія), то змін у вимірюваннях кровоплину не буде, бо у ділянках, де немає перфузії, N20 не поглинається.

                                                                                                                                                                  

Кровоплин у різних частинах головного мозку

Значним досягненням останніх років була розробка техніки моніторингу регіонального плину крові у живому організмі зі збереженою свідомістю. Серед найдорожчих методів є позитронна емісійна томографія (ПЕТ) та споріднені технології, за яких використовують короткоживучі ізотопи для позначення сполуки, яку визначають, та сполуки, яку вводять. Надходження та виведення позначеної сполуки фіксують батареєю сцинтиляційних детекторів, розміщених на голові. Дані з детекторів переходять до комп’ютера і можуть бути зображені на дисплеї або кольоровому телевізійному екрані так, що колір, який відповідає розміщенню певного детектора, є пропорційним до плину крові, який визначають. Оскільки плин крові залежить від рівня метаболізму, то місцеве поглинання 2-деоксиглюкози теж є добрим показником кровоплину (див. далі та Розділ 8). Якщо 2-деоксиглюкозу позначити позитронним еміте

КРОВООБІГ В ОКРЕМИХ ДІЛЯНКАХ ОРГАНІЗМУ / 565

ром з коротким періодом півжиття, таким як 18F, пО або 150, то її концентрацію можна виміряти у будь-якому від ділі головного мозку. Іншим важливим методом є ядерно-магнітний резонанс (ЯМР). ЯМР ґрунтується на визначенні резонансних сигналів із різних тканин у магнітному полі. Оскільки відновлений гемоглобін стає парамагнітним, то він збуджує сигнали, що надходять від крові. Отже, можна визначити рівень оксигенованого та неоксигенованого гемоглобіну з наступним показником кровоплину (функцій-ний ядерно-магнітний резонанс; фЯМР). Розділення за фЯМР сьогодні є ліпшим, ніж у разі ПЕТ.

У стані спокою середній кровоплин у сірій речовині становить 69 мл/100 г/хв порівняно з 28 мл/10 г/хв у білій речовині. Цікавою особливістю функції головного мозку є значна варіабельність локального кровоплину у разі змін активності мозку. Приклади показані нарис. 16-1 та 32-8. В осіб, що прокинулись, однак перебувають у стані спокою, найбільший кровоплин простежується у премоторній та лобовій ділянках. Це відділи мозку, що пов’язані з кодуванням та аналізом зовнішньої інформації та з інтелектуальною активністю. Під час свідомого стискання правої руки кровоплин збільшується у відділах лівої моторної кори, що відповідають за руку, та у відповідних чутливих ділянках постцентральної звивини. Якщо ж рухи, які потрібно виконати, є послідовними, то кровоплин збільшується у додаткових моторних ділянках. Коли людина розмовляє, фіксують двобічне посилення кровоплину у чутливих та моторних відділах, що відповідають обличчю, язику та ротовій порожнині, а також у верхній премоторній корі у категорійній (звичайно лівій) півкулі. Якщо мова стереотипна, то у центрах Брока та Верніке не буде посиленого кровоплину, а якщо вона буде з елементами творчості, тобто новими ідеями, то кровоплин посилиться в обох ділянках. Читання зумовлює поширене посилення кровоплину. Вирішення завдань, пошук причин та моторні уявлення без рухів зумовлюють посилений кровоплин в окремих ділянках премоторної та фронтальної кори. Під час виконання завдань, пов’язаних з пізнанням, багато ділянок мозку активуються попередньо, так ніби мозок створює внутрішню модель запланованого завдання. У правшів кровоплин до лівої півкулі буде більшим, якщо відбувається

виконання словесного завдання, і відповідно, — до лівої, якщо завдання просторове.

ПЕТ та фЯМР використовують для вивчення різних захворювань. Гіперемія охоплює епілептичні вогнища під час судом, тоді як в інших відділах кровоплин послаблений. Між судомами кровоплин у вогнищах інколи послаблюється, що спричинює судоми. У хворих із симптомами агнозії (див. Розділ 16) простежується послаблений кровоплин у тім’яно-потиличних ділянках. У разі хвороби Альц-геймера найбільш ранніми ознаками є зниження рівня метаболізму та кровоплину у верхніх відділах кори тім’яної частки з наступним поширенням на кору скроневої та лобової часток. Простежується відносне збереження пре- та постцентральних звивин, базальних гангліїв, таламуса, стовбура мозку і мозочка. У випадку хореї Гентінґтона фіксують двобічне послаблення притоку крові до хвостатого ядра, і ці зміни розвиваються на ранніх стадіях захворювання. У разі маніакально-депресивних станів (біполярних афективних станів), на відміну від уніполярної депресії, простежується загальне послаблення кровоплину в корі у стадії депресії. Є дані про те, що у випадку шизофренії кровоплин послаблюється у лобових та скроневих частках і базальних гангліях. У хворих на мігрень під час аури двобічне послаблення плину крові починається у корі потиличних часток і поширюється на скроневі та тім’яні частки.

                                                                                                                                                                  

Мозковий судинний опір

Мозковий судинний опір (МСО) дорівнює мозковому перфузійному тиску, поділеному на мозковий кровоплин. МСО у лежачому стані, ймовірно, можна обчислити на підставі середнього тиску плечової артерії (не враховуючи порівняно низького мозкового венозного тиску) без значної похибки. Визначений таким способом нормальний МСО становить приблизно 10 R-одиниць на 1 кг мозку (7,2 R-одиниці на весь мозок) (див. табл. 32-1).

                                                                                                                                                                  

РЕГУЛЮВАННЯ МОЗКОВОГО КРОВООБІГУ

Незважаючи на значні зміни мозкового кровоплину залежно від нервової активності, мозковий кровообіг регу-

Рис. 32-8. Активність головного мозку людини відображена на п’яти різних горизонтальних рівнях тоді, коли суб’єкт підбирав відповідні дієслова до іменників, запропонованих дослідником. Інтелектуальне завдання привело до активування лобової частки кори (рівні 1-4), передньої частини поясної закрутки (рівень 1) та задньої частини скроневої частки (рівень 3) з лівого боку та мозочка (рівні 4 і 5) з правого боку. Світлий колір — помірне активування; темний колір — значне активування.

льований так, що загальний кровоплин є порівняно стабільним. Фактори, задіяні у регулюванні плину крові, показані на рис. 32-9.

                                                                                                                                                                  

Роль внутрішньочерепного тиску

У дорослих головний і спинний мозок та спинномозкова рідина разом із мозковими судинами розміщені у щільній (ригідній) кістковій структурі. Порожнина черепу в нормі містить мозок масою близько 1400 г, 75 мл крові та 75 мл спинномозкової рідини. Оскільки тканина мозку та СМР не можуть стискатись, об’єм крові, спинномозкової рідини та мозку весь час повинні бути незмінними (доктрина Монро-Келльє). Важливо, що мозкові судини стискаються у всіх випадках підвищення внутрішньочерепного тиску. Будь-які зміни венозного тиску одразу зумовлюють такі ж зміни внутрішньочерепного. Отже, підвищення венозного тиску послаблює мозковий кровоплин шляхом зниження ефективного перфузійного тиску та стискання мозкових судин. Ці взаємодії допомагають компенсувати зміни артеріального тиску нарівні голови. Наприклад, якщо тіло рухається догори з прискоренням (позитивне g), то кров рухається до ніг, і артеріальний тиск на рівні голови знижується. Однак венозний та внутрішньочерепний тиски також знижуються, внаслідок чого тиск на судини зменшується і плин крові змінюється набагато слабше, ніж можна було б передбачити. І навпаки, під час прискореного руху донизу сила, що діє на голову (негативне g), підвищує артеріальний тиск на рівні голови, однак водночас підвищується й внутрішньочерепний тиск, тому судини не розриваються. Мозкові судини підтримуються напруженими під час дефекації та пологів таким же способом.

                                                                                                                                                                  

Вплив змін внутрішньочерепного тиску на системний тиск крові

Якщо внутрішньочерепний тиск підвищується більше ніж на 33 мм рт. ст. за короткий період, то мозковий кро-

Рис. 32-9. Схематичний підсумок чинників, що впливають на мозковий кровообіг.

воплин значно послаблюється. Ішемія, що виникає внаслідок цього, стимулює вазомоторний центр (див. Розділ 31), і системний тиск крові підвищується. Механізми регулювання, забезпечувані блукаючим нервом, спричинюють брадикардію. Простежується також сповільнене дихання. Підвищення тиску крові, описане Кушінґом (інколи його називають рефлексом Кушінга) допомагає підтримувати мозковий кровоплин. У широких межах підвищення системного тиску крові пропорційне до підвищення внутрішньочерепного тиску, хоча досягається рівень, після якого зміни внутрішньочерепного тиску випереджають зміни артеріального, й інтенсивність мозкового кровообігу зменшується.

                                                                                                                                                                  

Авторегулювання

Авторегулювання мозку є важливим (рис. 32-10). Цей процес, за допомогою якого плин крові до багатьох тканин підтримується на порівняно сталому рівні, незважаючи на різний перфузійний тиск, описаний у Розділі 31. У мозку шляхом авторегулювання підтримується нормальний мозковий кровоплин, якщо артеріальний тиск становить 65-140 мм рт. ст.

                                                                                                                                                                  

Роль вазомоторних та чутливих нервів

Іннервація великих мозкових кровоносних судин пост-гангліонарними симпатичними та парасимпатичними нервами та додаткова дистальна іннервація чутливими нервами описана вище. Роль цих нервів є темою дискусій. Суперечливі погляди й щодо генерування потенціалу дії у норадренергічних нервах за значного підвищення тиску крові. Це послаблює остаточне пасивне збільшення плину крові, що виникає в такій ситуації та допомагає захистити гематоенцефалічний бар’єр від можливого ушкодження (див. вище).

Отже, вазомоторні механізми впливають на авторегулювання. У випадку симпатичного стимулювання ділянка однакових показників, або плато, показаних на рис. 32-10, зміщується праворуч, тобто значне підвищення тиску може відбуватись без посилення кровоплину. З іншого боку, вазо-дилататор гідралазин та інгібітор АСЕ каптоприл зменшує довжину плато.

70 140

Атреріальний тиск, мм рт. ст.

Рис. 32-10. Авторегулювання мозкового кровоплину (МК) у стані спокою. Штрихова лінія відображає ушкодження, зумовлене симпатичним стимулюванням під час авторегулювання.

КРОВООБІГ В ОКРЕМИХ ДІЛЯНКАХ ОРГАНІЗМУ / 567

                                                                                                                                                                  

МЕТАБОЛІЗМ У ГОЛОВНОМУ МОЗКУ І ПОТРЕБИ КИСНЮ

                                                                                                                                                                  

Поглинання та виділення речовин головним мозком

Якщо відомий мозковий кровообіг, то можна обчислити поглинання чи виділення мозком 02, С07, глюкози або будь-якої іншої речовини, що міститься у крові. Для цього потрібно помножити значення мозкового кровоплину на різницю концентрацій речовини в артеріальній крові та у мозковій венозній крові (табл. 32-3). Негативне значення означає, що головний мозок виділяє цю речовину.

                                                                                                                                                                  

Поглинання кисню

Поглинання кисню мозком людини (мозковий метаболічний рівень 02; ММР 02) коливається близько 3,5 мл/ 100 г мозку/хв (49 мл/хв для всього мозку) у дорослого. Ці цифри становлять приблизно 20% від загального поглинання кисню організмом у стані спокою (див. табл. 32-1). Мозок надзвичайно чутливий до гіпоксії, і зупинка кровопостачання призводить до втрати свідомості протягом 10 с. Вегетативні структури у стовбуровій частині є стійкішими до гіпоксії, ніж кора, і хворі можуть одужувати, наприклад, після серцевих нападів та інших станів, що спричинюють тривалу гіпоксію, зі збереженням вегетативних функцій та значною незворотною втратою інтелектуальних можливостей. У базальних гангліях рівень поглинання кисню дуже високий, і симптоми хвороби Паркінсона з порушеннями функції мислення можуть бути зумовлені хронічною гіпоксією. Таламус та нижні горбки теж дуже чутливі до гіпоксичного ушкодження.

                                                                                                                                                                  

Джерела енергії

Глюкоза є найважливішим джерелом енергії для мозку; у нормальному стані 90% енергії, потрібної для підтримки йонних градієнтів біля мембран та передавання електричних імпульсів, надходять із цього джерела. Глюкоза потрапляє у мозок за допомогою GLUT 1 у мозкових капілярах (див вище). Інші транспортні молекули розподіляють її між нейронами та гліальними клітинами.

Глюкоза захоплюється із крові у значній кількості, і дихальний коефіцієнт (див. Розділ 17) у тканині мозку становить 0,95-0,99 у нормі. Загалом споживання глюкози у стані спокою відповідає кровоплину та споживанню кисню. Це не означає, що глюкоза є єдиним джерелом енергії. Під час тривалого голодування простежується значне поглинання інших речовин. Справді, є дані, що 30% глюкози, спожитої у нормальних умовах, перетворюється в амінокислоти, жири та білки, а інші речовини метаболі-зують задля енергії під час конвульсій. Можливе також поглинання амінокислот крові, незважаючи на те, що артеріовенозна різниця кількості амінокислот у мозку мінімальна. Більшість клітин мозку не потребують інсуліну для поглинання глюкози.

Наслідки гіпоглікемії для функції нервової системи описані у Розділі 19.

                                                                                                                                                                  

Видалення глютамату й аміаку

Поглинання мозком глютамату приблизно врівноважене виділенням глютаміну. Глютамат, потрапляючи у мозок,

Таблиця 32-3. Поглинання та виділення речовин у головному мозку дорослої людини in vivo

Речовина

Поглинання (+) або виділення (-) на 100 г мозку/хв

Загальний/хв

Речовини, що поглинаються

Кисень

+3,5 мл

+49 мл

Глюкоза

+5,5 мг

+77 мг

Глутамат

+0,4 мг

+5,6 мг

Речовини, що виділяються

Двоокис вуглецю

-3,5 мл

-49 мл

Глютамін

-0,6 мл

-8,4 мг

Речовини, що не використовуються та не утворюються у стані ситості: лактат, піруват, загальні кетони, а-кетоглю-тарат.

сполучається з аміаком та виділяється у вигляді глютаміну (див. Розділ 17). Перетворення глютамат-глютамін у мозку — протилежне до процесу у нирках, де утворений аміак проникає у канальці — ймовірно, слугує детоксикаційним механізмом для вивільнення мозку від аміаку. Аміак дуже токсичний для нервових клітин, і отруєння аміаком є основною причиною різноманітних неврологічних симптомів у разі печінкової коми.

                                                                                                                                                                  

Інсульт

За порушеного кровопостачання у ділянці мозку ішемія призводить до ушкодження або загибелі клітин у цій зоні, спричинюючи симптоми інсульту. Розрізняють два головні типи інсультів: геморагічний та ішемічний. Геморагічний інсульт виникає внаслідок розривання мозкової артерії або артеріоли, іноді, однак не завжди, у місці розташування невеликої аневризми. Ішемічний інсульт буває, коли плин крові у судині зменшується з огляду на наявність атеросклеротичної бляшки, ускладненої тромбозом. Тромби, крім того, можуть утворюватись і в інших місцях (у передсерді в хворих з фібриляцією передсердь) та проникати у мозок як емболи.

Донедавна мало що можна було зробити для поліпшення перебігу інсульту та його наслідків. Однак сьогодні вже зрозуміло, що у ділянці, яка оточує зону найбільшого ушкодження, ішемія послаблює поглинання глютамату, а локальне збільшення кількості спричинює ексцитоток-сичне ушкодження та загибель нейронів (див. Розділ 4). Препарати, що попереджують ексцитотоксичне ушкодження, значно зменшують наслідки інсульту. Крім того, тром-болітичні медикаменти, такі як t-PA (див. Розділ 27), є ефективними. Обидва види лікування — ексцитотоксичне та t-PA — потрібно застосовувати якнайшвидше для забезпечення максимального ефекту, тому інсульт сьогодні розцінюють як стан, за якого вчасна діагностика та лікування особливо важливі. Крім того, звичайно, потрібно визначити характер інсульту — ішемічний чи геморагічний, оскільки в разі геморагічного тромболізис протипоказаний.

                                                                                                                                                                  

КРОВООБІГ У ВІНЦЕВИХ СУДИНАХ

                                                                                                                                                                  

Анатомічні особливості

Обидві вінцеві артерії, що постачають кров у міокард, відходять від синусів позаду двох стулок аортального клапана в корені аорти (рис. 32-11). Вихрові потоки тримають клапани на відстані від ділянок відходження артерій, і вони є доступними протягом усього серцевого циклу. У 50% осіб кровоплин є більшим у правій вінцевій артерії, у 20% — у лівій, а в 30% він однаковий в обох судинах. Більша частина венозної крові відтікає до серця через вінцевий синус та передні серцеві вени (рис. 32-12), які дренують у праве передсердя. Крім того, є інші судини, що випорожнюються прямо у камери серця. До цієї групи належать артеріосинусоїдні судини, синусоїдні капіляроподібні судини, що з’єднують артеріоли з камерами, тебезієві вени, що з’єднують капіляри і камери, та декілька артеріо-люмінальних судин, які є дрібними артеріями, дренованими прямо у камери. Між вінцевими та позасерцевими артеріолами є декілька анастомозів, особливо біля входу великих артерій. Анастомози між вінцевими артеріями у людини пропускають часточки, діаметр яких до 40 мкм, однак є дані про те, що у хворих з коронарною хворобою ці канали розширюються.

                                                                                                                                                                  

Градієнт тиску та плин крові у вінцевих судинах

У серцевому м’язі, як і в скелетному, під час скорочення відбувається перетискання судин. Тиск у лівому шлуночку є дещо вищим, ніж в аорті під час систоли (табл. 32-4). Отже, плин крові відбувається в артеріях, що постачають субендокардіальні ділянки лівого шлуночка, тільки під час діастоли, хоча у поверхневих ділянках міокарда лівого шлуночка сила досить розсіяна для того, щоб забезпечити проходження крові через цю зону протягом серцевого циклу. Оскільки діастола стає коротшою за вищої частоти серцевих скорочень, то вінцевий кровоплин через ліву вінцеву артерію послаблюється в разі тахікардії. З іншого боку, різниця тиску між аортою та правим шлуночком, а також різниця між аортою та передсердям є дещо більшими під час систоли, ніж під час діастоли. Отже, вінцевий кровоплин у цих частинах серця не буде значно послаблюватись під час систоли. Кровоплин у правій та лівій вінцевих артеріях показаний на рис. 32-13. Відсутність кро-воплину у субендокардіальних відділах лівого шлуночка

Таблиця 32-4. Тиск в аорті, лівому та правому шлуночках під час ситоли та діастоли

Тиск, мм рт. ст.

Різниця тиску, мм рт. ст., між аортою і

Аорта

ЛШ1

ПШ1

ЛШ

ПШ

Систола

120

121

25

-1

95

Діастола

80

0

0

80

80

Права вінцева Ліва вінцева

артерія артерія

Рис. 32-11. Вінцеві артерії та їхні головні гілки у людини (відтворено за дозволом з Ross G: The cardiovascular system. In: Essentials of Human Physiology. Ross G [editor]. Year Book Medical Publishers, 1978).

під час систоли спричинює чутливість до ішемічного ушкодження. Ця ділянка найчастіше є місцем розвитку інфаркту міокарда. Приплив крові до лівого шлуночка послаблений у хворих зі стенозом отвору аортального клапана, оскільки в разі цього захворювання тиск у лівому шлуночку для виштовхування крові повинен бути набагато вищим, ніж тиск у аорті. Отже, вінцеві судини є значно стиснутими під час систоли. Хворі на таке захворювання дуже чутливі до розвитку симптомів ішемії міокарда, частково внаслідок цієї компресії, а частково тому, що міокард потребує більше енергії для проштовхування крові через звужений аортальний клапан. Вінцевий кровоплин також послаблений, коли аортальний діастолічний тиск знижується. Підвищення венозного тиску за таких станів, як

Позавінцеві Вінцеві

1 ПНІ — лівий шлуночок; ПНІ — правий шлуночок.

Рис. 32-12. Схема вінцевого кровообігу.

КРОВООБІГ В ОКРЕМИХ ДІЛЯНКАХ ОРГАНІЗМУ / 569

Рис. 32-13. Плин крові у лівій та правій вінцевих артеріях під час різних фаз серцевого циклу. Систола показана між двома штриховими лініями (відтворено за дозволом з Berne RM, Levy MN: Physiology. Mosby, 1983).

застійна серцева недостатність, послаблює вінцевий крово-плин, оскільки він зменшує ефективний тиск вінцевої пер-фузії.

Вінцевий кровоплин вимірюють шляхом уведення катетера у вінцевий синус та застосування методу Кеті до серця з урахуванням того, що вміст N20 у вінцевій венозній крові є типовим для всієї крові, що проходить через міокард. У людини в стані спокою він становить 250 мл/хв (5% від серцевого викиду). Різні методи із застосуванням радіонуклідів, радіоактивних міток, які можна виявити детекторами радіації поверх грудної клітки, використовують для вивчення регіонарного кровоплину у серці та для виявлення ділянок ішемії й інфаркту, а також для оцінки функції шлуночків. Такі радіонукліди, як талій 201 (* 201Т1), потрапляють у серцевий м’яз завдяки Na+-K+-AT<D-a3i та врівноважуються з внутрішньоклітинним пулом К+. Протягом перших 10-15 хв внутрішньовенного введення розподіл

201Т1 прямо пропорційний до кровоплину в міокарді, і ділянки ішемії можна виявити завдяки їхньому низькому поглинанню. Поглинання ізотопу часто визначають одразу після навантаження і через декілька годин після нього для того, щоб виявити ділянки, де напруження спричинило найвираженіші зміни кровоплину. На відміну від цього, радіофармацевтичні сполуки, такі як олов’яний пірофосфат технеціуму 99т (99тТс-РУР), селективно поглинаються у

зоні інфаркту завдяки незрозумілим механізмам і дають змогу виявляти інфаркт як “гарячі плями” на сцинтіоска-нограмах грудної клітки. Вінцеву ангіографію можна комбінувати з вимірюванням вимивання 133Хе (див. вище) для детального аналізу вінцевого кровоплину. Радіонепроник-ний контраст спочатку вводять у вінцеві артерії, після чого застосовують рентгенівське опромінення для виявлення його розподілу. Ангіографічну камеру можна заміняти багатокристалічною сцинтиляційною камерою для подальшого вимірювання вимивання 133Хе. Приклад нормального розподілу крові після введення сполуки у ліву вінцеву артерію показано на рис. 32-14.

                                                                                                                                                                  

Варіанти вінцевого кровоплину

У стані спокою серце споживає 70-80% кисню з кожної одиниці крові, що надходить (див. табл. 32-1). Значно підвищити споживання кисню можна тільки у разі збільшення кровоплину. Тому не дивно, що плин крові посилюється з підвищенням рівня метаболізму в міокарді. Розмір просвіту вінцевих судин та залежний від нього вінцевий кровоплин пов’язані не тільки зі змінами тиску в аорті, а й з хімічними та нервовими факторами. Крім того, вінцевий плин крові значно зумовлений авторегулюванням.

Середній ЛІІІ кровоплин, 65 мл/100 г/хв

65мл/100г/хв 65 мл/100 г/хв

Рис. 32-14. Схема нормальної перфузії міокарда людини після ін’єкції 133Хе у ліву головну вінцеву артерію. Гілки артерії показані кольором, а їхня кількість та площа відповідають показникам кровоплину (мл/100 г/хв) у ділянках під кожним сцинтиляційним детектором; Огин — гілка, що огинає; ЛПН -ліва передня низхідна артерія; ЛІІІ — лівий шлуночок (відтворено за дозволом з Cannon PJ, et al; Evaluation of myocardial circulation with radionuclides. Cardiovasc Med 1978;2:371).

                                                                                                                                                                  

Хімічні фактори

Тісний взаємозв’язок між вінцевим плином крові та споживанням 02 у міокарді свідчить про те, що один або декілька продуктів метаболізму спричинює вінцеву вазо-дилатацію. Факторами, які, ймовірно, причетні до цього, є недостатність О0, підвищена локальна концентрація С02, Н+, Ю, лактату, простагландинів, аденінових нуклеотидів та аденозину. Можуть бути задіяні декілька вазодилата-торних метаболітів. Асфіксія, гіпоксія та внутрішньовін-цеві введення ціанідів посилюють вінцевий кровоплин на 200-300% як у денервованому, так і в інтактному серці. Для всіх трьох станів спільним є наявність гіпоксії волокон серцевого м’яза. Подібне посилення плину крові простежується у ділянці міокарда, де просвіт відповідної вінцевої артерії був спочатку обтурований, а потім вивільнений. Ця реактивна гіперемія нагадує процес у шкірі (див. далі). Вважають, що у серці це пов’язано із вивільненням аденозину. Аденозин додатково з’являється для поліпшення у разі ушкодження, зумовленого відновленням кровопли-ну (див. Розділ 33).

                                                                                                                                                                  

Нервові фактори

Вінцеві артеріоли містять ос-адренергічні рецептори, які зумовлюють вазоконстрикцію, та (3-адренергічні рецептори, які забезпечують вазодилатацію. Активування норад-ренергічних нервів серця та введення норадреналіну спричинює вінцеву вазодилатацію. Однак норадреналін підвищує частоту та силу серцевих скорочень, а вазодилатація розвивається вторинно завдяки утворенню вазодилататор-них метаболітів у міокарді у відповідь на посилення їхньої активності. Після того, як іно- та хронотропний ефекти внаслідок імпульсації у норадренергічних нервах блоковані p-адренергічними блокаторами, стимулювання норадренергічних нервів або введення норадреналіну у неанестезо-ваних тварин зумовлює вінцеву вазоконстрикцію. Отже, прямим ефектом норадренергічного стимулювання є швидше спазм, ніж розширення вінцевих судин. Подразнення волокон блукаючого нерва призводить до розширення вінцевих судин.

Зі зниженням системного тиску крові загальним ефектом від рефлекторного посилення імпульсації у норадренергічних синапсах буде посилення вінцевого кровоплину внаслідок метаболічних змін у міокарді тоді, коли судини шкіри, нирок та внутрішніх органів скорочуються. Отже, кровообіг у серці, подібно до мозку, підтримується,тоді як в інших органах він послаблюється.

                                                                                                                                                                  

Захворювання вінцевих артерій

З послабленням плину крові через вінцеві артерії до рівня, коли в міокарді розвивається гіпоксія, нагромаджується P-фактор та розвивається стенокардія (див. Розділ 7). Якщо ішемія міокарда виражена і тривала, то у серцевому м’язі настають незворотні зміни і внаслідок цього — інфаркт міокарда. Інфаркт міокарда є частою причиною смерті, особливо у розвинених країнах, з огляду на атеросклероз та гіперхолестеролемію. Ці взаємозв’язки описано у Розділі 17. Причиною стенокардії звичайно є закупорення щонайменше 75% просвіту вінцевої артерії. Кровоплин у стані спокою нормальний, однак рівень, до якого він може посилитись під час навантаження, обмежений. Якщо ж сте

ноз досягає 85%, то простежується також зниження тиску крові у стані спокою і схильність до тромбоутворення в ділянці звуження. У разі тромбозу виникають такі процеси: — спазм вінцевих артерій, транзиторна агрегація тромбоцитів у ділянці склерозу судини, а також розрив або геморагія в атеросклеротичну бляшку. Важливо зазначити, що введення ацетилхоліну спричинює швидше констрикцію, ніж дилатацію у ділянках стенозу вінцевих артерій, оскільки ушкодження ендотелію у стенозованих ділянках запобігає утворенню NO, і простежується прямий констрик-торний ефект ацетилхоліну на гладкі м’язи судин.

Крім високого рівня холестеролу у крові, фіксують позитивну кореляцію між атеросклерозом вінцевих артерій та рівнем циркулювального ліпопротеїну (a) (Lp(a)). Ліпо-протеїн Lp(a) впливає на фібриноліз, пригнічуючи утворення плазміну (див. Розділ 27). Виявлено також чіткі корелятивні зв’язки з рівнем гомоцистеїну, що циркулює у крові. Ця сполука ушкоджує ендотеліальні клітини. Вона перетворюється у нетоксичний метіонін за наявності фола-ту та вітаміну В12. Сьогодні тривають клінічні дослідження з виявлення впливу забезпеченості фолатами та вітаміном В)2 на частоту коронарної хвороби.

Останнім часом значну увагу приділяють можливій ролі запального компонента у розвитку атеросклерозу. У ділянках атеросклеротичних змін міститься запальний інфільтрат і простежується цікава кореляція між антитілами, що циркулюють у крові, до Chlamidia pneumonia та атеросклеротичних бляшок. Названий мікроорганізм містить у складі плазматичної мембрани амінокислоти, послідовність яких нагадує послідовність в а-міозинових тяжких ланцюгах серця. Введення цих послідовностей спричинює автоімунне запалення та фіброз вінцевих артерій у мишей, приклад молекулярної мімікрії (див. Розділ 27).

Електричні зміни, що виникають у разі ішемії чи інфаркту міокарда, та відповідні ознаки, які фіксують під час ЕКГ, розглянуто у Розділі 28. Ішемізовані клітини, перш ніж загинути, припиняють скорочення, і це припинення мао гомеостатичний ефект — незворотні зміни виникають пізніше. Причина втрати скоротливої активності не зрозуміла. У собак, у яких кровоплин до ділянки міокарда був припинений, через 20 хв починався некроз, однак він був незавершеним через 3-6 год.

З ушкоджених клітин у кровообіг виділяються ензими. Визначення підвищеної кількості ензимів та ізоензимів, що їх виводять клітини в разі інфаркту міокарда, відіграють важливу роль у діагностиці цього захворювання. До ензимів, які найчастіше визначають сьогодні, належать MB ізомер креатинкінази (СК-МВ), тропонін Т та тропонін І.

Нітрати, наприклад нітрогліцерин, часто допомагають припинити біль у випадку стенокардії. Ці сполуки приводять до утворення NO та розширюють нормальні артеріальні судини. Як зазначено вище, виділення NO порушується внаслідок атеросклеротичних змін судин. Однак головним ефектом нітратів є розширення периферійних ємнісних судин і, як наслідок, зменшене повернення венозної крові до серця. Це зменшує об’єм серцевого викиду, внаслідок чого зменшується споживання 02 міокардом.

Окремі ділянки звуження вінцевих артерій виявляють у разі артеріографії, їхню роль у порушеннях плину крові можна послабити завдяки імплантації трансплантата (аор-

КРОВООБІГ В ОКРЕМИХ ДІЛЯНКАХ ОРГАНІЗМУ / 571

токоронарне шунтування). Ця процедура часто приводить до стійкого припинення стабільної стенокардії. Останні дослідження свідчать, що така реваскуляризація поліпшує виживання клітин, частково шляхом відновлення скорочень у нефункнійному міокарді. Такий термін використовують для опису ділянок міокарда з хронічними ішемічними змінами, які не є мертвими, проте не скорочуються нормально, доки кровоплин не відновлений. Ці зміни треба відрізняти від міокардіального приголомшення — короткочасної транзиторної постішемічної міо-кардіальної дисфункції за нормального плину крові.

Під час лікування інфаркту міокарда головний акцент сьогодні роблять на припиненні обструкції та/або лізисі тромбу якомога швидше після початку болю для того, щоб забезпечити реперфузію та запобігти незворотним змінам. За однією із методик уводять катетер в уражену артерію, де його використовують для розширення в ділянці конструкції та формування тромбу (вінцева ангіопластика). Однак цей метод має високу частоту повторних оклюзій у віддалені терміни (понад 30% протягом року), що пов’язано зі схильністю до утворення тромбу та гіперплазією гладких м’язів у ділянці ушкодження ендотелію.

Іншим шляхом є лізис внутрішньовінцевого тромбу внаслідок внутрішньовенного або внутрішньовінцевого введення сполук, що продукують плазмін (див. Розділ 27). Один із препаратів, який часто застосовують, — стрепто-кіназа, білок із гемолітичного стрептокока, що перетворює плазміноген у плазмін (див. Розділ 27). Інший літичний фактор, що перетворює плазміноген у плазмін у тромбі, -активатор плазміногена тканинного типу (t-PA), природна протеаза, яку виробляють для використання у медицині методами рекомбінантної ДНК. Перевага t-PA в тому, що він переважно активує плазміноген, зв’язаний із фібрином і, отже, спричинює фібринолізис у тромбі й обмежує активування плазміногена в інших ділянках тіла. Однак все ще нез’ясовано чи t-PA є ефективнішим, ніж стрептокіназа, крім того, стрептокіназа значно дешевша. В будь-якому випадку, якщо в разі розвитку інфаркту міокарда літичний препарат уведено протягом перших декількох годин після початку больового приступу, то вінцева перфузія може бути поліпшена у більшості хворих. У решти стан підтримують уведенням антитромботичних та інших препаратів.

Вільям Ф. Ґанонґ. Фізіологія людини