Растяжения 

Чем особенная симпатическая система сердца. Влияние симпатических и парасимпатических нервов на сердце Влияние парасимпатической нервной системы на сердечную

Б. Лаун и Р. Л. Верье

РЕФЕРАТ. Увеличение тонуса парасимпатической нервной системы, вызванное либо стимуляцией вагуса, либо прямым воздействием на мускариновые рецепторы, значительно уменьшает склонность миокарда нормальных и ишемизированных желудочков к развитию фибрилляций. Этот защитный эффект является результатом антагонистического взаимодействия реакций миокарда на повышение нервной и гуморальной активности, влияющих на порог возникновения фибрилляций желудочков: Эти механизмы функционируют как у бодрствующего, так и у анестезированного животного. Полученные результаты, несомненно, имеют большое значение для клинической практики.

ВВЕДЕНИЕ

Вопрос о влиянии парасимпатической нервной системы на возбудимость клеток миокарда желудочков постоянно подвергается переоценке. В настоящее время общепринято, что вагусная иннервация не распространяется на миокард желудочков. С точки зрения клинициста, очевидно, что хотя холинергическое воздействие может оказать влияние на тахикардию, тем не менее место приложения ацетилхолина расположено вне желудочков. С другой стороны, проведенные в последнее время исследования позволяют утверждать, что воздействие со стороны парасимпатической нервной системы может изменять электрические свойства миокарда желудочков . Как было показано несколькими группами исследователей, стимуляция вагуса существенно влияет на возбудимость клеток желудочка и их склонность к фибрилляции . Эти эффекты могут быть опосредованы наличием богатой холинергической иннервации специализированной проводящей системы сердца, которая была обнаружена как в сердце собаки, так и в сердце человека .

Нами было показано, что влияние вагуса на вероятность возникновения фибрилляций желудочков (ФЖ) зависит от фонового уровня тонуса симпатических нервов сердца . Это положение вытекает из ряда экспериментальных наблюдений. Например, влияние вагуса возрастает у торакотомированных животных, у которых проявляется повышенный симпатический тонус, а также во время стимуляции симпатических нервов и инъекции катехоламинов. Такое действие вагуса на склонность желудочков к фибрилляции устраняется при блокаде |3-ре^ цепторов.

До сих пор точно не установлено, способна ли парасимпатическая нервная система изменять склонность желудочков к фибрилляции, развивающейся во время острой ишемии миокарда. Kent и Epstein с.соавт показали, что стимуляция вагуса значительно увеличивает порог ФЖ и уменьшает склонность ишемизированного сердца собаки к фибрилляции. Согг в. Gillis с соавт. обнаружили, что наличие интактных вагусных нервов предупреждает развитие ФЖ во время перевязки левой передней нисходящей артерии сердца наркотизированной хлоралозой кошки, но не дает никаких преимуществ при перевязке правой коронарной артерии. Yoon с соавт. и James с соавт. не смогли выявить какое-либо влияние стимуляции вагуса на порог ФЖ во время окклюзии левой передней нисходящей коронарной артерии собаки. Согг с соавт. даже обнаружили, что стимуляция парасимпатической нервной системы скорее усиливает, чем ослабляет, аритмии, которые возникают при снятии лигатуры с артерии, сопровождаемой реперфузией ишемизироваиного миокарда.

К этому также относится нерешенная проблема, модулирует ли тоническая активность парасимпатической нервной системы электрическую устойчивость клеток желудо"чка животного, находящегося в ненаркотизированном состоянии. Данные, полученные на наркотизированных животных при стимуляции нервов или введения лекарств, представляют собой ценную информацию, однако такие подходы в какой-то мере артефактны, и результаты требуют подтверждения на ненаркотизированном интактном организме. До последнего времени исследования животных в бодрствующем состоянии с такой целью не проводились в связи с отсутствием подходящих биологических моделий для оценки склонности миокарда к ФЖ. Однако эта трудность была преодолена, когда в "качестве надежного показателя склонности сердца к ФЖ использовали порог повторных экстравозбуждений, что позволило в результате отказаться от необходимости вызывать ФЖ и проводить сопутствующие реанимационные процедуры .

Задачи настоящего исследования заключались в следующем: 1) изучить влияние стимуляции вагуса и прямой активации метахолииом мускариновых рецепторов на склонность сердца к ФЖ во время острой ишемии миокарда и при репер-фузии, 2) определить, изменяет ли тоническая активность парасимпатической нервной системы склонность желудочков к фибрилляции при ненаркотизированном состоянии животного, и 3) оценить, имеют ли полученные на животных данные-какое-либо отношение к клиническим задачам.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследования на наркотизированных животных

Общие процедуры

Исследования были выполнены на 54 здоровых беспородных собаках массой от 9 до 25 кг. Не менее чем за 5 дней до-исследования под общим пентобарбитуратным наркозом проводили вскрытие грудной клетки с левой стороны в четвертом" межреберном пространстве. После обнажения сердца вокруг левой передней нисходящей артерии на уровне ушка левого" предсердия помещали баллончик, связанный с катетером и предназначенный для окклюзии. Катетер выводили под кожей наружу на затылке.

В день исследования собак наркотизировали с помощью а-хлорало"зы 100 мг/кг внутривенно. Искусственное дыхание поддерживали через эндотрахеальную трубку, соединенную с насосом Harvard, подающим смесь комнатного воздуха со 100% кислородом.Подачу кислорода в смеси осуществляли таким образом, чтобы артериальное рО2, находилось между 125 и 225 мм рт. ст. рН артериальной крови поддерживали в диапазоне от 7,30 до 7,55. Артериальное давление в брюшной аорте изменяли с помощью катетера, введенного через бедренную артерию и присоединенного к датчику давления Statham P23Db. Электрограмму (ЭГ) правого желудочка регистрировали с помощью монополярного внутриполостного отведения.

Исследование сердца

В течение всего эксперимента при помощи стимуляции правого желудочка поддерживали постоянный ритм сердца. Для поддержания искусственного ритма и нанесения тестирующих стимулов использовали биполярный катетер (Medtronic №5819), введенный через правую яремную вену и помещенный под флюороскопическим контролем в районе верхушки правого желудочка. Поддержание искусственного ритма достигалось "стимулами, амплитуда которых на 50-100% была выше порога, межстимуляциотаный интервал составлял от 333 до 300 мс, что соответствует частотам возбуждения желудочка от 180 до 200 в минуту.

Порог фибрилляции желудочков определяли с помощью одиночного стимула длительностью 10 мс. Это определение состояло в следующем: электрическую диастолу исследовали с помощью импульса 4 мА с интервалом 10 мс, начиная от конца эффективного рефрактерного периода до завершения Г-волны. Затем величину тока увеличивали с шагом 2 мА и при такой величине стимула продолжали исследование диастолы в течение 3 с. Наименьшую интенсивность стимула, вызывающую ФЖ, принимали в качестве порога ФЖ.

Использовали следующий протокол эксперимента: полная окклюзия левой передней нисходящей коронарной артерии достигалась надуванием заранее имплантированного катетера с баллоном и продолжалась в течение 10 мин. Во время окклюзии порог ФЖ оценивали с минутным интервалом. Через 10 мин после начала окклюзии резко уменьшали давление в баллоне и снова определяли порог ФЖ. Осуществляли две окклюзии с экспериментальным исследованием и без него, разделенных интервалом по крайней мере 20 мин .

Дефибрилляцию производили обычно за 3 с с помощью импульса постоянного тока, получаемого при разряде конденштора с энергоемкостью 50-100 Вт"С от дефибриллятора.11 лупа. Эта реанимационная процедура существенно не влияет на стабильность порога ФЖ.

Стимуляция вагуса

Шейный вагосимпатический ствол перерезали с двух сторон на 2 см ниже места бифуркации сонной артерии. К дисталь-иым концам перерезанного нерва прикрепляли изолированные биполярные электроды. Раздражение нерва производили с помощью прямоугольных импульсов длительностью 5 мс и напряжением 3-15 В при частоте стимуляции 20 Гц. Амплитуду раздражающих импульсов подбирали таким образом, чтобы при независимом раздражении либо правого, либо левого ство-дов вагуса достигалась остановка сердца. Порог фибрилляции желудочков определяли до, во время и после двусторонней стимуляции вагуса. Частоту сердечного ритма во время определения порога ФЖ постоянно искусственно поддерживали на уровне 200 ударов в минуту.

Введение метахолина

Внутривенное введение мускаринового агониста - хлорида ацетил-(Б,Ь)-бета-метилхолина (J. Т. Baker Company) в физиологическом растворе осуществляли со скоростью 5 мкг/ (кг-мин), используя инфузионный насос «Harvard». Максимальный эффект на порог ФЖ достигался через 30 мин после начала введения; в этот момент начинали проведение всей последовательности тестирований с окклюзией коронарной артерии и реперфузией. Введение вещества продолжалось в течение всего исследования.

ИССЛЕДОВАНИЯ НА БОДРСТВУЮЩИХ ЖИВОТНЫХ

Исследования проводили на 18 взрослых беспородных собаках массой от 10 до 15 кг.

Для проведения обратимой холодовой блокады парасимпатической активности нервов сердца был разработан специальный метод. Для этого выделяли часть вагосимпатического ствола длиной 3-4 см и помещали его на шее в кожную трубку. Таким образом, по обе стороны шеи были созданы «вагусные петли», которые отделяли изолированные сегменты нервов от других шейных структур. Это позволяло поместить вокруг вагусных петель охлаждающие наконечники для того, чтобы произвести обратимую блокаду нервной активности.

Относительный вклад активности вагусных афферентов и эфферентов в эффект, производимый охлаждением, определяли путем сравнения результатов, полученных при охлаждении вагуса с селективной блокадой вагусных эфферентов при внут-ривенно-м введении атропина.

Исследование сердца:

Для изучения склонности сердца к ФЖ использовали метод определения порога повторных экстравозбуждений (ПЭ) как описано ранее . Вкратце, порог склонности к ФЖ оценивался следующим образом: при поддержании постоянной частоты сердечного ритма 220 ударов в минуту сканирование повторным стимулом для определения порога ПЭ осуществляли при интенсивности стимула, равной двойному значению порога в середине диастолы, начиная с 30 мс после окончания рефрактерного периода. Тестирующий стимул подавали с каждым разом все раньше с шагом 5 мс, пока не подходили к концу рефрактерного периода. Если при этом не возникали ПЭ, амплитуду стимула увеличивали на 2 мА и повторяли процесс сканирования. Порог ПЭ считали равным минимальному значению тока, при котором ПЭ возникали в двух из каждых трех попыток. Порог ПЭ принимали в качестве порога уязвимости OK ФЖ.

Психологические условия

Для изучения влияния симпатических - парасимпатических взаимодействий в состоянии бодрствования собак помещали в стрессогенные условия, которые увеличивают поступление в сердце адренергических агониетов .

Стрессогенные условия заключались в закреплении собаки в станке Павлова, что вызывало ограничение двигательных возможностей. К сердечным катетерам подключали кабели для непрерывного наблюдения за ЭГ, подачи стимулов от искусственного водителя ритма и тестирующих стимулов. Отдельный удар электрическим током длительностью 5 мс осуществляли от дефибриллятора через медные пластины (80 см2), прикрепленные к грудной клетке. Собак оставляли в ремнях на 10 мин до нанесения электрического удара и еще на 10 мин после подачи тока. Процедуру повторяли 3 дня подряд. На 4-й день нанесения электрического удара исследовали влияние стрессогенных условий содержания на пороговый период уязвимости сердца к ФЖ до и во время блокады вагусных эфферентов атропином (0,05 мг/кг).

РЕЗУЛЬТАТЫ

15л и ниие стимуляции холинергических нервов на склонность сердца к ФЖ во время ишемии 1миокарда и при реперфузии

Изучение влияния стимуляции вагуса на порог ФЖ до и и<> время 10-минутного периода окклюзии передней левой нисходящей коронарной артерии с последующим внезапным иоостановлением кровотока было проведено на 24 собаках, наркотизированных хлоралозой. В отсутствие стимуляции вагуса окклюзия коронарной артерии и реперфузия приводили к значительному снижению порога фибрилляции (рис. 1), Снижение порога происходило в первые 2 мин после окклюзии и продолжалось от 5 до 7 мин. Затем порог быстро возвращался к значению, наблюдаемому в контроле до окклюзии. После восстановления проводимости коронарной артерии падение порога происходило почти мгновенно - за 20-30 с, но продолжалось недолго - менее 1 мин. Стимуляция вагуса значительно повышала порог ФЖ до окклюзии коронарной артерии (от 17±2 мА до З3.±4 мА, р<0,05) и уменьшала снижение порога, связанное с ишемией миокарда (18±4 мА по сравнению с 6±1 мА без стимуляции, р<С0,05). Во время реперфузии никакого защитного действия стимуляции вагуса не обнаружено (3±1 мА по сравнению с 5±1 мА без стимуляции).

Влияние селективной "Стимуляции мускариновых рецепторов с помощью метахолина на уязвимость сердца к ФЖ исследовали на 10 собаках. Введение метахолина приводило к результатам, качественно аналогичным тем, которые были получены при стимуляции вагуса. Так, метахолин повышал порог ФЖ до и во время окклюзии коронарной артерии, но был неэффективен при падении порога, связанном с реперфузи-ivii (рис. 2).

Влияние активности вагуса на склонность сердца

и спонтанным ФЖ при ишемии миокарда и реперфузии

Исследование влияния стимуляции вагуса на появление спонтанной ФЖ при окклюзии левой передней нисходящей коронарной артерии и артерии межжелудочковой перегородки было проведено дополнительно на 16 собаках. С помощью искусственной стимуляции желудочка поддерживали постоянную частоту сердечного ритма, равную 180 уд/мин. В отсутствие стимуляции вагуса окклюзия коронарной артерии вы-нвала ФЖ у 7 из 10 собак (70%), в то время как при одновременной стимуляции вагуса спонтанная ФЖ при окклюзии

Этот вопрос был изучен на 10 бодрствующих собаках, у которых оба вагуса были хронически выделены на шее в кожные трубки. Импульсацию в вагосимпатическом стволе обратимо блокировали при помощи охлаждающих наконечников, помещенных вокруг кожных вагусных петель. Холодовая блокада левой и правой вагусных петель увеличивала частоту сердечного ритма с 95+5 ударов в минуту до 115±7 и 172+ + 16 ударов в минуту соответственно. Когда обе вагусные петли были охлаждены одновременно, частота сердечного ритма увеличилась до 208+20 ударов в минуту. Все изменения частоты сердечного ритма были статистически достоверны с р< 0,01 (рис. 4).

Исследование влияния селективной блокады вагусных эф-! ферентов с помощью атропина на порог ПЭ было проведено на 8 бодрствующих собаках, содержавшихся в стрессогенных условиях, создаваемых с помощью иммобилизации в станке Павлова с нанесением чрезкожного удара электрическим током средней тяжести. До выключения воздействия на сердце вагусной импульсации порог ПЭ составлял 15+1 мА. При введении атропина (0,05 мг/кг) порог значительно снизился и составил 8±1 мА (снижение на 47%, р<0,0001) (рис. 5).

Этот эффект развивался независимо от изменений сердечного ритма, так как частота сердечного ритма поддерживалась постоянной на уровне 200 ударов в минуту в течение всего времени проведения электрического тестирования. Блокада вагуса с помощью атропина несущественно влияла на порог ПЭ у собак, содержавшихся в клетках с нестреосогенными условиями (22+2 мА и 19+3 мА до и при действии вещества соответственно).

ОБСУЖДЕНИЕ

В настоящее время накоплено значительное количество данных, указывающих на наличие прямого влияния парасимпатической нервной системы на хронотропные и изотропные свойства и возбудимость миокарда желудочков. Значительно меньше доказано, является ли величина этого влияния достаточной, чтобы объяснить некоторое защитное действие от возникновения ФЖ активности холинергических нервов в ише-мизированном сердце. Кроме того, мало известно о значении активности парасимпатических нервов в склонности сердца к ФЖ в двух различных условиях, которые, возможно, играют важную роль в возникновении внезапной смерти у человека а именно при внезапной окклюзии коронарной артерии и восстановлении ее проходимости с реперфузией ишемизиро-ванной области. До сих пор не определено значение тонической активности вагуса для уменьшения склонности к ФЖ. Еще один нерешенный вопрос состоит в том, может ли такая тоническая активность парасимпатической нервной системы влиять на склонность желудочков к фибрилляции при слабых психофизиологических стрессах. Настоящее исследование проливает некоторый свет на эти вопросы.

Эффект стимуляции вагуса во время ишемии миокарда и при реперфузии

Мы установили, что интенсивная парасимпатическая активность, возникающая при электрическом раздражении децентрализованного вагуса, или прямая стимуляция мускарино-вых рецепторов с помощью метахолина уменьшает склонность сердца собаки к ФЖ во время острой ишемии миокарда. Это также подтверждается наблюдениями, показывающими, что увеличение холинертичеокой активности значительно уменьшает падение порога ФЖ и склонность к спонтанным ФЖ во время окклюзии коронарной артерии. Эти эффекты не связаны с изменением сердечного ритма, так как его частоту поддерживали на постоянном уровне с помощью искусственного водителя ритма. Ни стимуляция вагуса, ни активация мускари-новых рецепторов не оказывали никакого положительного действия во время реперфузии.

Что же обусловливает различное влияние парасимпатической нервной системы на порог ФЖ во время ишемии миокарда и во время реперфузии? Предполагают, что склонность сердца к ФЖ при окклюзии "коронарной артерии и при реперфузии обусловлена различными механизмами . Вероятно, основную роль в увеличении склонности сердца к ФЖ во время острой окклюзии коронарной артерии играет рефлекторная активация симпатической нервной системы в сердце . Эту гипотезу подтверждает то, что изменение в поступлении адренергических веществ в сердце хорошо коррелирует с развитием во времени снижения порога ФЖ и появлением спонтанных ФЖ при окклюзии коронарной артерии . Если воздействие симпатических аминов на миокард уменьшено хирургическими или фармакологически-iin методами , то при этом достигается значительный защитный эффект против вызванных ишемией ФЖ. Таким образом, активность парасимпатической нервной системы уменьшает склонность сердца к ФЖ во время окклюзии коронарной артерии "благодаря противодействию профибриллятор-ному влиянию увеличенной адренергилеской активности. Такой положительный эффект увеличения холинергической активности может быть следствием ингибирования освобождения норадреналипа из симпатических нервных окончаний либо следствием уменьшения реакции рецепторов на воздействие катехоламинов .

Однако увеличение склонности миокарда к фибрилляции во время реперфузии, по-видимому, обусловлено неадренер-гическими факторами. Имеющиеся в настоящее время данные указывают на то, что это явление может быть связано продуктами метаболизма, вымываемыми в кровь при клеточной ишемии и некрозе . Было показано, что если кровоток в ишемическом миокарде восстанавливается постепенно или если перфузия производится раствором, лишенным кислорода, частота случаев появления желудочковых аритмий при восстановлении кровотока существенно снижается . Наблюдения, показывающие, что ФЖ возникает в течение нескольких секунд после внезапного восстановления коронарного артериального кровотока, также указывают на участие в этом процессе вымываемых из поврежденной зоны продуктов метаболизма . Предотвращение воздействия симпатических веществ на сердце с помощью хирургического или фармакологического вмешательства оказывается неэффективным для предупреждения ФЖ при восстановлении кровотока. А так как холинергические агонисты проявляют свое защитное влияние лишь через антиадренергическое действие, это может частично объяснить их неспособность уменьшить склонность миокарда к ФЖ во время реперфузии.

Сильное влияние активности парасимпатической нервной системы на частоту сердечного ритма может существенно изменить действие стимуляции вагуса на склонность желудочка к аритмиям. Например, Kerzner с соавт. показали, что стимуляция вагуса не полностью подавляет аритмии, возникающие при инфаркте миокарда. Напротив, эти исследователи обнаружили, что увеличение активности парасимпатической нервной системы или введение ацетилхолина неизменно вызывает желудочковую тахикардию во время спокойной без аритмий фазы инфаркта миокарда у собак. Такое аритмоген-ное действие полностью зависит от частоты сердечного ритма и может быть предупреждено с помощью искусственного водителя ритма.

Влияние тонической активности парасимпатической нервной системы на склонность желудочков к фибрилляции у животных, находящихся в бодрствующем состоянии

Результаты настоящего исследования указывают на то, ч:то в покое в состоянии бодрствования собаки ее сердце испытывает значительное тоническое влияние парасимпатической нервной системы. Холодовая блокада либо правого, либо левого вагуса приводит к существенным изменениям частоты сердечного ритма; однако эффект более выражен при блокаде правого вагуса (см. рис. 4). Это соответствует тому, что правый вагус оказывает преобладающее воздействие на синоат-риальный узел с некоторым наложением влияния от левого «агуса . Таким образом, максимальное увеличение частоты сердечного ритма возникает при одновременном охлаждении правого и левого вагусных нервов.

Установив, что тоническая активность парасимпатической нервной системы оказывает значительное влияние на пей-смекерную ткань, имеет смысл исследовать, можно ли выявить какое-либо влияние активности вагуса на электрические свойства желудочка. В этих экспериментах для селективной блокады активности вагусных эфферентов использовали атропин. Собак помещали в станок Павлова для иммобилизации с целью повышения симпатического влияния на сердце . Такая планировка эксперимента позволяла изучать влияние взаимодействия симпатических и парасимпатических реакций на склонность миокарда к ФЖ у бодрствующих животных. Нами установлено, что введение относительно низких доз атропина (0,05 мг/кг) приводит почти к 50% снижению порога фибрилляции желудочков. Это позволяет сделать вывод, что значительная тоническая активность вагуса у бодрствующего животного, содержащегося в стрессогенных условиях, ча-стично ослабляет профибрилляторное влияние эверсивных психофизиологических стимулов.

Кроме того, при использовании такой экспериментальной схемы защитное действие вагуса скорее всего обусловлено антагонистическим к адренергическому механизму действием. Это предположение подтверждается двумя типами наблюдений. Во-первых, наши предыдущие исследования показали, что склонность миокарда к фибрилляции в такой модели стрессогенных услоиий тесно коррелирует с уровнем циркулирующих в крови катехоламинов и что предупреждение симпатического влияния на сердце либо с помощью бета-блокады, либо при симпатэктомии существенно снижает вызванное стрессогенными условиями увеличение склонности к фибрилляции . Во-вторых, наблюдения De Silva с соавт. показывают, что увеличение тонического воздействия парасимпатической нервной системы при введении морфина собакам, находящимся в стрессогенных условиях иммобилизации, по-... вышает порог ФЖ до величины, наблюдаемой при отсутствии стрессорных воздействий. Когда активность вагусных эфферентов блокируется атропином, основная часть защитного действия морфина исчезает. Введение морфина в нестрессо-генных условиях не способно изменить порог ФЖ, видимо, потому, что в этих условиях адренергичеокое влияние на сердце слабое.

Эти данные указывают, что активация блуждающих нервов независимо от того, возникает ли она спонтанно или вызвана фармакологическим агентом, имеет защитное действие на миокард, снижая его склонность к ФЖ при стрессе. Это благотворное влияние скорее всего обусловлено антагонистическим влиянием повышенной активности парасимпатической нервной системы на эффект увеличения адренергической активности в сердце.

КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Более 40 лет назад было показано, что введение холинергического вещества - хлорида ацетил-бета-метилхолина, предупреждает желудочковые аритмии, вызванные у человека введением адреналина . В последнее время в ряде исследований сообщалось, что воздействия, аналогичные активации парасимпатической нервной системы, как, например, стимуляция каротидного синуса или введение ваготониче-ских агентов , снижают частоту желудочковых экстрасистол и предупреждают желудочковую тахикардию. Так как сердечные гликозиды увеличивают тоническое влияние блуждающего нерва на сердце, мы использовали это действие дигиталиса для подавления желудочковых аритмий . Однако в этой клинической области требуются дальнейшие исследования.

Это исследование было проведено Научно-исследовательской лабораторией сердечно-сосудистых заболеваний Гарвардской школы здравоохранения, Бостон, штат Массачусетс. Оно было также поддержано субсидией МН-21384 Национального института психического здоровья и субсидией HL-07776 Национального института сердца, легких и крови Национальных институтов здоровья, Бетезда, штат Мэриленд.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kent К . М ., Smith Е . R., Redwood D. R. et al. Electrical stability of acu-

tely ischemic myocardium: influences of heart rate and vagal stimulation.-Circulation, 1973, 47: 291-298.

2. Kent K. M., Epstein S. E., Cooper T. et al. Cholinergic innervation of the

canine and human ventricula conducting system: anatomic and elec-trophysiologic correlation.-Circulation, 1974, 50: 948-955.

3. Kolman B. S-, Verrier R. L., Lown B. The effect of vagus nerve stimula-

tion upon vulnerability of the canine ventricular. Role of cympathetic-parasympathetic interactions.-Circulation, 1975, 52: 578-585.

4. Weiss Т ., Lattin G. M., Engelman K. Vagally mediated supression of pre-

mature ventricular contractions in man.-Am. Heart J., 1977, 89: 700- 707.

5. Waxman M. В ., Wald R. W. Termination of ventricular tacycardia by an

increase in cardiac vagal drive.-Criculation, 1977, 56: 385-391.

6. Kolman B. S., Verrier R. L., Lown B. Effect of vagus nerve stimulation

upon excitability of the canine ventricle: role of sympathetic-parasympa-thetic interactions.-Am. J. Cardiol., 1976, 37: 1041-1045.

7. loon M. S., Han J., Tse W. W. et al Effects of vagal stimulation, atropine,

and propranolol on fibrillation threshold of normal and ischemic ventricles.-Am. Heart J., 1977, 93: 60-65.

8. Lown В ., Verrier R. L. Neural activity and ventricular fibrillation.-New

Engl. J. Med., 1976, 294: 1165-1170.

9. Coor P. В ., Gillis R. A. Role of the vagus in the cardiovascular chenges

induced by coronary occlusion.- Circulation 1974, 49: 86-87.

10. Coor P. В ., Pearle D. L., Gillis R. A. Coronary occlusion site as a determi

nant of the cardiac rhythm effects of atropine and vagotomy.-Am. He

art J., 1976, 92: 741-749.

11. James R. G. G., Arnold J. M. O., Allen 1. D. et al. The effects of heart

rate, myocardial ischemia and vagal stimulation on the threshold for ventricular fibrillation.-Circulation, 1977, 55: 311-317.

12. Corr P. В ., Penkoske P. A., Sobel В . Е . Adrenergic influences on arrhyrh-

mias due to coronary occlusion and reperfusion.-Br. Heart J., 1978, 40 (suppl.), 62-70.

13. Matta R. J., Verrier R. L., Lown B. The repetitive extrasystole as an in

dex of vulberability to ventricular fibrillation.-Am. J. Physiol., 1976,

230: 1469-1473.

14. Lown В ., Verrier R. L., Corbalan R. Psychologic stress and threshold

for repetitive ventricular response.-Science, 1973, 182: 834-836.

15. Axelrod P. J., Verrier R. L., Lown B. Vulnerability to ventricular fibril-

lation during acute coronary arterial occlusion and release.-Am. J. Car-diol, 1976, 36: 776-782.

16. Corbalan R., Verrier R. L., Lown B. Differing mechanisms for ventricular

vulnerability during coronary artery occlusion and release.-Am. Heart

Т ., 1976, 92: 223-230.

17. DeSilva R. A., Verrier R. L., Lown B. Effect of psycholofic stress and

sedation with morphine sulfate on ventricular vulnerability.-Am. Heart J., 1978, 95: 197-203.

18. Liang В ., Verrier R. L, Lown B. et al. Correlation between circulation

catecholamme levels and ventricular vulnerability during psychologic stress in conscius dogs.-Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1979, 161:266- 269.

19. Malliani A., Schwartz P. L, Zanchetti A. A sympathetic reflex elicited by

experimental coronary occlusion.-Am. J. Physiol., 1969, 217: 703-709.

20. Kelliher G. ]., Widmer C, Roberts J. Influence of the adrenal medulla

on cardiac rhythm disturbances following acute coronary artery occlu

sion.-Recent. Adv. Stud. Cardiac. Struct. Metab.; 1975, 10: 387-400.

21. Harris A. S., Otero H., Bocage A. The induction of arrhythmias by sym

pathetic activity before and after occlusion of a coronary artery in the

canine heart.-J. Electrocardiol., 1971, 4: 34 -43.

22. Khan M. L, Hamilton J. Т ., Manning G. W. Protective effects of beta-

adrenoceptor blockade in experimental occlusion in conscious dogs.- Am. J. Cardiol., 1972, 30: 832-837.

23. Levy M. N., Blattberg B. Effect of vagal stimulation on the overflow of

norepinephrine into the coronary sinus during cardiac sympathetic ner

ve stimulation in the dog.-Circ. Res.. 1976, 38: 81-85.

24. Watanabe A. M., Besch H. R. Interaction between cyclic adenosine mo-

nophosphate and cyclic guanosine monophosphate in guinea pig ventri

cular myocardium.-Circ. Res., 1975, 37: 309-317.

25. Surawicz B. Ventricular fibrillation.-Am. J. Cardiol., 1971

26. Petropoulos P. C, Jaijne N. G. Cardiac function during perfusion of the

circumflex coronary artery with venous blood, low molecular weignt

dextran in Tyrode solution.-Am. Heart J., 1964, 68: 370-382.

27. Sewell W. M., Koth D. R., Huggins С . Е . Ventricular fibrillation in dogs

after sudden return of flow to the coronary artery.-Surgery, 1955, 38

1050-1053.

28. Bagdonas A. A., Stuckey J. H., Piera J. Effects of ischemia and hypoxia

on the specialized conducting system of the canine heart.-Am. Heart

J., 1961, 61: 206-218.

29. Danese С Pathogenesis of ventricular fibrillation in coronary occlusion.-

JAMA, 1962, 179: 52-53.

30. Kerzner J., Wolf U., Kosowsky B. D. et al. Ventricular ectopic rhythms

following vagal stimulation in dogs with acute myocardial infarction.-

Circulation, 1973, 47:44-50.

31. Haggins С . В ., Vainer S. F., Braunwald E. Parasympathetic control of

the heart.-Pharmacol. Rev., 1973, 25: 119-155.

32. Verrier R. L., Lown B. Effect of left stellectomy on enhanced cardiac

vulnerability induced by psychologic stress (abstr.).-Circulation, 1977,

56:111-80.

33. Nathanson M. H. Action of acetyl beta methyolcholin on ventricular

hrythm induced by adrenalin.-Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1935, 32: 1297-1299.

34. Cope R. L. Suppressive effect of carotid sinus on premature ventricular

beats in certain instances.-Am. J. Cardiol., 1959, 4: 314-320.

35. Lown В ., Levine S. A. The carotid sinus: clinical value of its stimulati

on.-Circulation, 1961, 23: 776-789.

36. Lorentzen D. Pacemaker-induced ventricular tacycardia: reversion to

normal sinus rhythm by carotid sinus massage.-JAMA, 1976, 235: 282-283.

37. Waxman M. В ., Downar E., Berman D. et al. Phenylephrine (Neosyne-

phrine R) terminated ventricular tachycardia.-Circulation, 1974, 50:

38. Weiss Т ., Lattin G. M., Engelman K. Vagally mediated suppression of

premature ventricular contractions in man.-Am. Heart J., 1975, 89: 700-707.

39. Lown В ., Graboys Т . В ., Podrid P. J. et al. Effect of a digitalis drug on

ventricular premature beats (VPBs).-N. Engl. J. Med., 1977, 296: 301-306.

Гомеометрическая регуляция сердца.

Оказалось, что изменение силы сердечного сокращения зависит не только от исходной длины кардиомиоцитов в конце диастолы. В ряде исследований показано увеличение силы сокращения при увеличении ЧСС на фоне изометрического состояния волокон. Это вызвано тем, что возрастание частоты сокращения кардиомиоцитов приводит к увеличению содержания Са2 в саркоплазме мышечных волокон. Все это улучшает электромеханическое сопряжение и приводит к возрастанию силы сокращения.

Иннервация сердца и его регуляция.

Модуляция инотропного, хроно- тропного и дромотропного эффектов вызывается симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Кардиальные нервы ВНС состоят из двух видов нейронов. Тела первых нейронов расположены в ЦНС, а тела вторых нейронов образуют ганглии за пределами ЦНС. Преганглионарные волокна симпатических нейронов короче постганглионарных, тогда как у парасимпатических наоборот.

Влияние парасимпатической нервной системы.

Парасимпатическая регуляция сердца осуществляется сердечными ветвями правого и левого блуждающих нервов (X парой черепных нервов). Тела первых нейронов локализованы в дорзальном ядре блуждающего нерва продолговатого мозга. Аксоны этих нейронов в составе блуждающего нерва выходят из полости черепа и направляются к интрамуральным ганглиям сердца, где располагаются тела вторых нейронов. Постганглионарные волокна блуждающего нерва в большинстве случаев оканчиваются на кардиомиоцитах СА и АВ узлов, предсердий и внутрипредсердной проводящей системы. У правого и левого блуждающих нервов разное функциональное влияние на сердце. Область распределения правого и левого блуждающих нервов не симметрична и взаимно перекрывается. Правый блуждающий нерв оказывает влияние преимущественно на СА узел. Его стимуляция вызывает снижение частоты возбуждения СА узла. Тогда как левый блуждающий нерв оказывает преимущественное влияние на АВ узел. Возбуждение этого нерва приводит к атриовентрикулярным блокадам разной степени. Действие блуждающего нерва на сердце характеризуется очень быстрой как ответной реакцией, так и ее прекращением. Это вызвано тем, что медиатор блуждающего нерва аце- тилхолин быстро разрушается ацетилхолинэктеразой, которой много в СА и АВ узлах. Более того, ацетилхолин действует через специфические ацетил- холинрегулирующие К" каналы, у которых очень короткий латентный период (50-100 мс).

Подробности

Регуляцию тканевого кровотока в зависимости от метаболических потребностей тканей осуществляют местные механизмы самих тканей. Нервные механизмы регуляции гемодинамики выполняют такие общие функции, как перераспределение кровотока между разными органами и тканями , усиление или торможение насосной функции сердца и, что особенно важно, быстрый контроль над уровнем системного артериального давления .

В регуляции кровообращения принимает участие автономная (вегетативная) нервная система.

Важную роль в регуляции кровообращения играет симпатическая нервная система. Парасимпатическая нервная система также участвует в регуляции кровообращения, главным образом в регуляции деятельности сердца.

Симпатическая нервная система.

Симпатические сосудодвигательные волокна в составе спинномозговых нервов отходят от грудных и верхних поясничных сегментов спинного мозга. Они следуют к ганглиям симпатического ствола, который располагается по обе стороны от позвоночника. Затем симпатические волокна идут в двух направлениях:

  • в составе специфических симпатических нервов, которые иннервируют кровеносные сосуды внутренних органов и сердце, как показано в правой части рисунка;
  • в составе периферических спинномозговых нервов, которые иннервируют кровеносные сосуды головы, туловища и конечностей.

Симпатическая иннервация кровеносных сосудов.

В большинстве тканей все сосуды (за исключением капилляров, прекапиллярных сфинктеров и метартериол) иннервируются симпатическими нервными волокнами (симпатическими вазоконстрикторами).
Стимуляция симпатических нервов мелких артерий и артериол приводит к увеличению сосудистого сопротивления и, следовательно, к уменьшению кровотока в тканях.
Стимуляция симпатических нервов крупных кровеносных сосудов, особенно вен, приводит к уменьшению объема этих сосудов. Это способствует продвижению крови по направлению к сердцу и, следовательно, играет важную роль в регуляции сердечной деятельности, о чем будет сказано в следующих главах.

Симпатические нервные волокна сердца.

Симпатические нервные волокна иннервируют и кровеносные сосуды, и сердце. Симпатическая стимуляция приводит к усилению сердечной деятельности за счет увеличения частоты и силы сердечных сокращений.

Роль парасимпатических нервных волокон.

Хотя роль парасимпатической нервной системы в регуляции многих автономных функций (например, многочисленных функций пищеварительного тракта) чрезвычайно велика, она играет относительно малую роль в регуляции кровообращения . Самая значимая - регуляция частоты сердечных сокращений с помощью парасимпатических нервных волокон, идущих к сердцу в составе блуждающих нервов.
Скажем только, что стимуляция парасимпатических нервов вызывает существенное уменьшение частоты сердечных сокращений и незначительное снижение силы сокращений.
В составе симпатических нервов проходит огромное количество сосудосуживающих нервных волокон и совсем немного - сосудорасширяющих волокон. Сосудосуживающие волокна иннервируют все отделы сосудистой системы, но плотность распределения их в разных тканях различна. Симпатическое сосудосуживающее влияние особенно выражено в почках, тонком кишечнике, селезенке и коже, но гораздо меньше - в скелетных мышцах и головном мозге.

Сосудодвигательный центр головного мозга контролирует сосудосуживающую систему.

Он расположен билатерально в ретикулярной формации продолговатого мозга и нижней трети моста. Сосудодвигательный центр направляет парасимпатические импульсы по блуждающим нервам к сердцу, а также симпатические импульсы через спинной мозг и периферические симпатические нервы практически ко всем артериям, артериолам и венам организма.

Хотя детальные подробности организации сосудодвигательного центра пока не ясны, экспериментальные данные позволяют выделить в нем следующие важные функциональные зоны.

1. Сосудосуживающая зона , расположенная билатерально в верхней переднебоковой части продолговатого мозга. Аксоны нервных клеток, расположенных в этой зоне, проходят в спинной мозг, где возбуждают преганглионарные нейроны симпатической сосудосуживающей системы.

2. Сосудорасширяющая зона , расположенная билатерально в нижней переднебоковой части продолговатого мозга. Аксоны нервных клеток, расположенных в этой зоне, направляются к сосудосуживающей зоне. Они тормозят активность нейронов сосудосуживающей зоны и таким образом способствуют расширению сосудов.

3. Сенсорная зона , расположенная билатерально в пучке одиночного тракта в заднебоковой части продолговатого мозга и моста. Нейроны этой зоны получают сигналы, идущие по чувствительным нервным волокнам от сердечно-сосудистой системы главным образом в составе блуждающего и языкоглоточного нервов. Сигналы, выходящие из сенсорной зоны, контролируют активность как сосудосуживающей, так и сосудорасширяющей зон сосудодвигательного центра.

Так осуществляется рефлекторный контроль над системой кровообращения. Примером может служить барорецепторный рефлекс, контролирующий уровень артериального давления.

Функциональный симпатолиз.

При функциональном симпатолизе гладкомышечные элементы в очаге возбуждения не способны ответить на нервный сигнал при сохранности связи с неврым окончанием. Так проявляется регуляторное влияние симпатической нервной системы, подавляющее активность стимулирующих нервных импульсов.

Подробности

Хронотропное (частота сокращений), инотропное (сила сокращений) и дромотропное (проведение импульсов) влияение парасимпатических и симпатических волокон на сердце.

Эфференты . Парасимпатическая иннервация : волокна блуждающего нерва (n.vagi);

Локализация влияний:

  • правый – к правому предсердию и SA-узлу =>основной эффект – хронотропный,
  • левый – к AV-узлу =>основной эффект – дромотропный.

Парасимпатическое влияние слабо (в основном - за счет торможения симпатики).

Симпатическая иннервация : от боковых рогов грудных сегментов спинного мозга, переключаются в звездчататом и других ганглиях на постганглионарные =>сердечные нервы =>равномерно распред-ся в сердце.

Эффекты :

Хронотропия . Парасимп.: замедл-ся диастол.деполяризация => «−» эффект; Симп.: наоборот – «+»-эффект. Кроме того, усиливают автоматизм всех проводящих отделов (важно при выключении основного водителя ритма). Инотропия. В предсердиях: парасимп.: укорачивают ПД кардиомиоцитов => «−»-эффект; на желудочки пр.не действует. симп.: крутизны фазы 0 ПД кардиомиоцитов, скорость расслабления. «+»-эффект и в предсердиях, и в желудочках.

Дромотропия . парасимп.: ↓крутизны нарастания ПД в клетках AV-узла =>торможение проведения (иногда – атриовентрикул.блокада). симп.: «+»-эффект. Механизм действия. Парасимп.: прониц-ти возбуд.мембран для К+ (=>мембр.потенциал стремится к Eравн.К+ =>задержка ПД), ↓Са2+-проницаемости в клетках предсердий, блокада симп.влияния – в желудочках. Симп.: Са2+-проницаемость, стимулирует поступление Са2+ во внутриклет.депо (=>ускорение расслабления мышцы), медл.Са-тока (=>хронотропн.эффект)

Афференты – в составе n.vagi от механорецепторов (В-рецепторы – ответ на пасс.растяжение, А-рецепторы – на активное) +афференты от субэндокардиального сплетения безмякотных волокон (в составе симп.нервов).

Механизм влияний блуждающего нерва на сердце.

Ацетилхолин , который выделяется из окончаний блуждающего нерва, увеличивает проницаемость клеточных мембран для ионов калия. Ионы калия диффундируют из проводящих волокон во внеклеточную жидкость, что приводит к увеличению отрицательного заряда на внутренней поверхности клеточных мембран, т.е. к гиперполяризации . В этих условиях возбудимость проводящих волокон понижается .

В клетках синусного узла гиперполяризация приводит к изменению мембранного потенциала покоя с -55-60 мВ до более отрицательной величины, а именно до -65-75 мВ. Следовательно, требуется гораздо больше времени, чтобы мембранный потенциал от этого нового исходного уровня достиг пороговой величины за счет входа в клетку ионов натрия и кальция. Это резко уменьшает частоту генерации импульсов в клетках синусного узла. При достаточно сильной стимуляции блуждающих нервов автоматия синусного узла полностью подавляется.

В атрио-вентрикулярной проводящей системе гиперполяризация затрудняет генерацию потенциалов действия в мелких клетках предсердной переходной зоны, а также замедляет их передачу на узловые волокна. Следовательно, фактор надежности проведения импульсов от клеток переходной зоны непосредственно к А-В узлу уменьшается. Это приводит к задержке проведения возбуждения от предсердий к желудочкам , а при значительном снижении фактора надежности развивается полная А-В блокада.

Влияния симпатических нервов на сердечный ритм и проведение.

Симпатическая стимуляция вызывает противоположное влияние на сердце по сравнению с влиянием блуждающих нервов:

(1) происходит увеличение частоты генерации импульсов в клетках синусного узла;

(2) увеличивается скорость проведения импульсов во всех отделах сердца, что связано с общим увеличением возбудимости клеток;

(3) значительно увеличивается сила сокращения миокарда предсердий и желудочков. Таким образом симпатические нервы стимулируют сердечную деятельность. Максимальная их стимуляция приводит к увеличению частоты сердечных сокращений в 3 раза и увеличению силы сердечных сокращений более чем в 2 раза.

Механизм влияния симпатических нервов на сердце. Из симпатических нервных окончаний при их стимуляции выделяется медиатор норадреналин . Механизм действия этого медиатора на сердечную мышцу в настоящее время не совсем ясен, однако полагают, что он увеличивает проницаемость клеточных мембран для ионов натрия и кальция. В синусном узле увеличение натрий-кальциевой проницаемости приводит к сдвигу потенциала покоя к менее отрицательным значениям. В связи с этим скорость диастолической деполяризации, необходимой для достижения порогового уровня, увеличивается; способность клеток синусного узла к автоматии возрастает, что и приводит к увеличению частоты сердечных сокращений.

В А-В проводящей системе увеличение натрий-кальциевой проницаемости облегчает генерацию потенциала действия и последовательное проведение импульса по проводящим волокнам. Это приводит к уменьшению времени проведения возбуждения от предсердий к желудочкам.
Увеличение проницаемости клеточных мембран для кальция и увеличение притока ионов кальция в кардиомиоциты способствует усилению сердечных сокращений , т.к. ионы кальция играют важнейшую роль в развитии сократительного процесса .

Сердце иннервируется симпатическими и парасимпатическими нервами. Парасимпатические волокна, отходящие от блуждающего нерва, распределяются главным образом в СА-и АВ-узлах. Симпатические нервы распределены по всему сердцу.

Стимуляция парасимпатических нервов, идущих к сердцу, урежает ритм, задаваемый СА-узлом и замедляет скорость проведения возбуждения через АВ-узел.

Симпатическая стимуляция оказывает на частоту сердечных сокращений противоположное действие, увеличивая частоту спонтанного возбуждения СА- узла, уменьшая задержку при проведении через АВ-узел и увеличивая силу сокращения мышцы сердца. И блуждающие, и симпатические нервы оказывают на сердце 5 влияний:

  1. хронотропный (изменяют частоту сердечных сокращений);
  2. инотропный (изменяют силу сердечных сокращений);
  3. батмотропный (влияют на возбудимость миокарда);
  4. дромотропный (влияет на проводимость);
  5. тонотропный (влияют на тонус миокарда);

То есть они оказывают влияние на интенсивность обменных процессов.

Парасимпатическая нервная система - отрицательные все 5 явлений; симпатическая нервная система - все 5 явлений положительные.

Влияние парасимпатических нервов.

Отрицательное влияние n.vagus связано с тем, что его медиатор ацетилхолин взаимодействует с М-холинорецепторами.

Отрицательное хронотропное влияние - за счёт взаимодействия между ацетилхолином с М-холинорецепторами синоартиального узла. в результате открываются калиевые каналы (повышается проницаемость для К+), в результате уменьшается скорость медленной диастолической спонтанной поляризации, в итоге уменьшается количество сокращений в минуту (за счёт увеличения продолжительности действия потенциала действия).

Отрицательное инотропное влияние - ацетилхолин взаимодействует с М-холинорецепторами кардиомиоцитов. В результате тормозится активность аденилатциклазы и активируется гуанилатциклазный путь. Ограничение аденилатциклазного пути уменьшает окислительное фосфорилирование, уменьшается количество макроэргических соединений, в итоге уменьшается сила сердечных сокращений.

Отрицательное батмотропное влияние - ацетилхолин взаимодействует и М-холинорецепторами всех образований сердца. В резултате увеличивается проницаемость клеточной мембраны миокардиоцитов для К+. Величина мембранного потенциала увеличивается (гиперполяризация). Разность между мембранным потенциалом и Е критическим увеличивается, а эта разность показатель порога раздражения. Порог раздражения увеличивается - возбудимость уменьшается.



Отрицательное дромоторопное влияние - т. к. возбудимость уменьшается, то малые круговые токи медленнее распространяются, поэтому уменьшается скорость проведения возбуждения.

Отрицательный тонотропный эффект - под действием n.vagus не происходит активации обменных процессов.
Влияние симпатических нервов.

Медиатор норадреналин взаимодействует с бетта 1-адренорецепротами синоатриального узла. в результате открываются Са 2+ -каналы - повышается проницаемость для К + и Са 2+ . В результате увеличивается скорость мелоенной спонтанной диастолической деполяризации. Продолжительность потенциала действия уменьшается, соответственно частота сердечных сокращений увеличивается - положительный хронотропный эффект.

Положительный инотропный эффект - норадренолин взаимодействует с бетта1- рецепторами кардиоцитов. Эффекты:

  • активируется фермент аденилатциклаза, т. о. стимулируется окислительное фосфорилирование в клетке с образованием, увеличивается синтез АТФ - увеличивается сила сокращений.
  • увеличивается проницаемость для Са 2+ , который участвует в мышечных сокращениях, обеспечивая образование актомиозиновых мостиков.
  • под действием Са 2+ увеличивается активность белка кальмомодулина, который обладает сродством к тропонину, что увеличивает силу сокращений.
  • активируются Са 2+ -зависимые протеинкиназы.
  • под действием норадреналина АТФ-азная активность миозина (фермент АТФ-аза). Это самый важный для симпатической нервной системы фермент.

Положительный батмотропный эффект: норадреналин взаимодействует с бетта 1-адренорецепорами всех клеток, увеличивается проницаемость для Na + и Ca 2+ (эти ионы поступают внутрь клетки), т. о. возникает деполяризация клеточной мембраны. Мембранный потенциал приближается к Е критическому (критический уровень деполяризации). Это снижает порог раздражения, а возбуждаемость клетки увеличивается.



Положительное дромотропное влияние - вызвано повышением возбудимости.

Положительное тонотропное влияние - связано с адаптационно-трофической функцией симпатической нервой системы.
Для парасимпатической нервной системы наиболее важен отрицательный хронотропный эфект, а для симпатической нервной системы - положительное инотропное и тонотропное влияние.