Центр артериального давления в головном мозге

Сосудистая система организма очень важна. Ведь благодаря артериям и венам происходит доставка крови и кислорода. Без этой особенности люди не смогли бы жить. Отвечает за данную функцию организма сосудодвигательный центр. Как и все регуляторные механизмы, он находится в головном мозге. Его повреждение очень опасно и часто несовместимо с жизнью. Ведь благодаря сосудодвигательному центру происходит распределение крови к органам. Также он частично регулирует сердечную деятельность. Несмотря на автономность миокарда, контроль нервной системой всё же необходим.

Считается, что сосудодвигательный центр находится в продолговатом мозге. Но если брать в расчёт все структуры, влияющие на регуляторную функцию кровоснабжения, то это суждение не совсем верное. Так как нервные волокна сосудодвигательного центра берут начало со спинного мозга, а последним его звеном является корковый слой. Первые представляют собой аксоны – отростки клеток. Сами нейроны расположены в трёх верхних поясничных и всех грудных сегментах спинного мозга. Точная их локализация – это боковые рога. Из-за места своего расположения их называют спинальными сосудосуживающими центрами. Тем не менее, данное название неверно, так как волокна не способны оказывать влияние обособленно от других звеньев. Сосудодвигательный центр продолговатого мозга расположен в 4 желудочке. Он представляет собой скопление нервных клеток. Более точная локализация сосудодвигательного центра – это нижняя и средняя часть ромбовидной ямки. Часть нейронов расположена в ретикулярной формации.

Следующими отделами, относящимися к регуляторным звеньям центра, являются гипоталамус и средний мозг. Там расположены нервные волокна, отвечающие за изменения сосудистой активности. Конечным звеном считается кора головного мозга. В большей степени задействованы пре-, моторный и орбитальный отделы.

Если представить себе все звенья сосудодвигательной системы снизу вверх, следует начать с нейронов, находящихся в спинном мозге. От них отходят симпатические преганглионарные аксоны (волокна). Эти звенья не способны самостоятельно регулировать тонус, но они передают импульсы от других нервных клеток к сосудам. Впервые об их значении узнал учёный Овсянников, тем самым сделав большое открытие в физиологии. Он обнаружил, что при разделении головного и спинного мозга происходит падение артериального давления. Тем не менее, через некоторое время АД снова повышается (ниже исходного уровня) и самостоятельно поддерживается за счёт преганглионарных волокон. В продолговатом мозгу находится нервный центр – сосудодвигательный. Именно он отвечает за регуляцию спинального отдела. Его физиология такова: нейроны, находящиеся в данном центре, делятся на 2 вида. Первые отвечают за прессорную функцию (сужение сосудов). Вторая группа приводит к расслаблению эндотелия. Считается, что нейроны, отвечающие за вазоконстрикцию, преобладают в количестве. Клетки, имеющиеся в среднем мозге, способны вызвать повышение АД. Нейроны гипоталамической области, напротив, выступают в роли депрессоров, то есть приводят к расслаблению сосудов. Большая часть нервных волокон проходит через центр, находящийся в продолговатом мозге. Помимо этого, часть аксонов соединяют непосредственно спинальный отдел и гипоталамус. Передняя область коры головного мозга оказывает влияние как на усиление, так и на торможение активности нейронов, расположенных в нижележащих звеньях.

Учитывая то, что регуляцию осуществляют несколько звеньев нервной системы, можно выделять следующие отделы сосудодвигательного центра:

1. Спинной мозг. В боковых рогах грудных и поясничных сегментов находятся преганглионарные ядра. От них отходят аксоны – волокна.
2. Непосредственно сосудодвигательный центр. В этом отделе локализованы нейроны, отвечающие за расслабление эндотелия и вазоконстрикцию.
3. Средний мозг. Клетки, имеющиеся в этом отделе, способны вызывать сужение сосудистой стенки.
4. Гипоталамическая область. Нейроны, отвечающие за расслабление сосудистой ткани, связаны как с самим центром, так и отдельно с клетками спинного мозга.
5. Область коры. Несмотря на то что основная часть нейронов расположена в передней области, не исключено влияние и других участков головного мозга.

Несмотря на наличие 5 отделов, физиологи подразделяют сосудодвигательную регуляцию лишь на 2 звена. К ним относят волокна спинного мозга и бульбарную область. В её составе все остальные нервные клетки, оказывающие влияние на тонус сосудов. Обе классификации считаются верными.

Как известно, основным предназначением сосудодвигательного центра является регуляция тонуса. Каждый из его отделов выполняет собственную функцию. Тем не менее, выключение хотя бы одного звена приводит к нарушению работы сосудов всего организма. Выделяют следующие функции:

1. Проведение импульсов (сигналов) от корковых отделов и продолговатого мозга к периферии. Имеется в виду влияние нейронов на сосуды, кровоснабжающие органы. Данная функция осуществляется благодаря спинномозговым преганглионарным волокнам.
2. Поддержание тонуса сосудов. При нормальной работе каждого отдела артериальное давление поддерживается на должном уровне.
3. Расслабление и сужение сосудов. Непосредственное влияние оказывает центр, находящийся в продолговатом мозге.
4. Обеспечение адекватного кровотока и распределение его к каждому органу.
5. Терморегуляция. Эта функция осуществляется посредством изменений просвета сосудов. Их расширение наблюдается в тёплой среде, а сужение происходит при низкой температуре.

Помимо того, что сосудодвигательный центр отвечает за сужение и расширение эндотелиальной ткани, он также оказывает влияние и на сердечную мышцу. В этом задействованы клетки, находящиеся в латеральной части ямки 4 желудочка.

Оказать влияние на нейроны сосудодвигательного центра, находящегося в продолговатом мозге, могут корковые структуры. Ведь они являются основным механизмом регуляции всех нижележащих отделов. Нейроны коры могут вызвать как снижение, так и повышение активности сосудодвигательного центра. Помимо этого, имеется и рефлекторная регуляция. Она осуществляется с синусов сонных артерий и с дуги аорты. Это происходит благодаря механорецепторам. С их поверхности импульсы поднимаются по блуждающим и депрессорным нервам к сосудодвигательному центру. При этом активность депрессорной части этого отдела усиливается. В результате происходит расслабление сосудов и снижение артериального давления. Также вазодилатацию вызывает активация ядер блуждающих нервов.

Под воздействием различных факторов происходят нарушения регуляции. В результате изменяется тонус сосудодвигательного центра. В нормальных условиях это осуществляется благодаря рефлекторной регуляции. При патологиях происходит нарушение тонуса. Примером служат различные заболевания сосудов, атеросклероз, ожирение. Также снижение или увеличение тонуса может регулироваться под воздействием лекарственных препаратов (гипотензивные средства, вазопрессоры).

Непосредственное влияние на регулярные механизмы сосудистой системы могут оказывать химические вещества, находящиеся в организме. Примером является углекислый газ, который накапливается в крови при недостатке кислорода (асфиксии). Под воздействием этого вещества происходит стимуляция сосудодвигательного центра. В тяжёлых случаях длительный недостаток кислорода может привести к его параличу.

регулирует тонус сосудов, силу, частоту сердечных сокращений, объём циркулирующей крови, то есть артериальное давление.

Нервные клетки (нейроны), которые регулируют тонус сосудов, силу, частоту сердечных сокращений, объём циркулирующей крови, то есть артериальное давление (АД) находятся билатерально (симметрично с обеих сторон по отношению к срединной линии) в ретикулярной формации продолговатого мозга и в нижней трети Варолиева моста (ствол головного мозга, дно IV мозгового желудочка, область ромбовидной ямки, около ядер лицевого нерва). Их совокупность называется сосудодвигательным центром (СДЦ). Своё влияние на тонус сосудов, силу и частоту сердечных сокращений нейроны СДЦ реализуют через нейроны симпатической и парасимпатической вегетативной нервной системы (ВНС).

СДЦ состоит из прессорных, депрессорных и сенсорных нейронов.

Прессорные нейроны или вазоконстрикторы для поддержания нормального АД находятся в состоянии постоянного возбуждения, обеспечивая определённую силу сердечных сокращений и поддержание сосудов в состоянии частичного сокращения – в постоянном тонусе. Этот постоянный тонус сосудов называют симпатическим сосудосуживающим тонусом, который обеспечивается постоянной импульсацией от нейронов с частотой от 0,5 до 2 импульсов в секунду. При необходимости под влиянием регулирующих факторов возбуждение прессорных нейронов увеличивается, увеличивается импульсация от них. Это приводит к повышению тонуса сосудов (сужению сосудов), увеличению силы и частоты сердечных сокращений, объёма циркулирующей крови, то есть – к повышению АД. Прессорные нейроны размещены в передне-верхней части продолговатого мозга (бульбарный отдел продолговатого мозга).

Депрессорные нейроны или вазодилататоры, уменьшают активность прессорных нейронов и, таким образом, косвенно способствуют расширению сосудов (уменьшению тонуса сосудов), уменьшают силу и частоту сердечных сокращений, что приводит к снижению АД. Они размещены в передне-нижней части продолговатого мозга (в каудальном отделе продолговатого мозга).

Сенсорные (чувствительные) нейроны по чувствительным нервным волокнам блуждающего и языкоглоточного нервов принимают импульсы (информацию) от рецепторов сердечно-сосудистой системы. В зависимости от поступившей к ним информации, сенсорные нейроны оказывают возбуждающее действие на прессорные или депрессорные нейроны СДЦ. Сенсорные нейроны размещены в задней части продолговатого мозга и нижней трети Варолиева моста.

Прессорных нейронов больше, чем депрессорных. Сенсорные нейроны по размерам меньше, чем прессорные и депрессорные.

Функциональная активность прессорных и депрессорных нейронов регулируется не только сенсорными нейронами СДЦ, но и другими нейронами головного мозга. Нейроны боковой и верхней части ретикулярной формации, заднебоковой части и некоторые нейроны передней части гипоталамуса оказывают возбуждающее действие на прессорные нейроны. Нейроны срединной и нижней части ретикулярной формации и некоторые нейроны передней части гипоталамуса оказывают тормозящее действие на прессорные нейроны.

Опосредовано через гипоталамус нейроны двигательной зоны коры головного мозга оказывают возбуждающее действие на прессорные нейроны. Нейроны передней центральной извилины, передней височной и лобной доли, орбитальных областей лобной коры, передней части поясной извилины, миндалины, перегородки и гиппокампа головного мозга могут возбуждать или тормозить прессорные нейроны. Нейроны коры головного мозга влияют на СДЦ через нейроны гипоталамической области. Сильные эмоции: гнев, страх, тревога, волнение, большая радость, горе могут вызывать возбуждение прессорных нейронов СДЦ. В продолговатом мозге рядом с нейронами СДЦ размещены нейроны регулирующие дыхание (глубину и частоту дыхания). Их совокупность называется дыхательным центром. Такое соседство определяет то, что иногда при возбуждении прессорных нейронов СДЦ возбуждение охватывает и нейроны ДЦ.

Прессорные нейроны возбуждаются самостоятельно, если находятся в состоянии ишемии (состояние недостаточного поступления к ним кислорода с кровью). При этом АД повышается очень быстро и очень сильно.

Своё влияние на сосуды и сердце прессорные нейроны реализуют через нейроны вегетативной нервной системы (ВНС), которая состоит из симпатического и парасимпатического отдела.

В. Ф. Овсянниковым (1871) было установлено, что нервный центр, обеспечивающий определенную степень сужения артериального русла — сосудодвигательный центр — находится в продолго­ватом мозге. Локализация этого центра определена путем перерезки ствола мозга на разных уровнях. Если перерезка произведена у собаки или кошки выше четверохолмия, то АД не изменяется. Если перере­зать мозг между продолговатым и спинным мозгом, то максимальное давление крови в сонной артерии понижается до 60—70 мм рт.ст. От­сюда следует, что сосудодвигательный центр локализован в продолго­ватом мозге и находится в состоянии тонической активности, т. е. дли­тельного постоянного возбуждения. Устранение его влияния вызывает расширение сосудов и падение АД.

Более детальный анализ показал, что сосудодвигательный центр продолговатого мозга расположен на дне IV желудочка и состоит из двух отделов — прессорного и депрессорного. Раздражение прессорного отдела сосудодвигательного центра вызывает сужение артерий и подъем, а раздражение второго — расширение артерий и падение АД.

Считают, что депрессорный отдел сосудодвигательного центра вызывает расширение сосудов, понижая тонус прессорного отдела и снижая, таким образом, эффект сосудосуживающих нервов.

Влияния, идущие от сосудосуживающего центра продолговатого мозга, приходят к нервным центрам симпатической части вегета­тивной нервной системы, расположенным в боковых рогах грудных сегментов спинного мозга, регулирующих тонус сосудов отдельных участков тела. Спинномозговые центры способны через некоторое время после выключения сосудосуживающего центра продолговатого мозга немного повысить давление крови, снизившееся вследствие расширения артерий и артериол.

Кроме сосудодвигательных центров продолговатого и спинного мозга, на состояние сосудов оказывают влияние нервные центры промежуточного мозга и больших полушарий.

Как отмечалось, артерии и артериолы постоянно находятся в состоянии сужения, в значительной мере определяемого тонической активностью сосудодвигательного центра. Тонус сосудодвигательного центра зависит от афферентных сигналов, приходящих от перифе­рических рецепторов, расположенных в некоторых сосудистых об­ластях и на поверхности тела, а также от влияния гуморальных раздражителей, действующих непосредственно на нервный центр. Следовательно, тонус сосудодвигательного центра имеет как ре­флекторное, так и гуморальное происхождение.

По классификации В. Н. Черниговского, рефлекторные измене­ния тонуса артерий — сосудистые рефлексы — могут быть разделены на две группы: собственные и сопряженные рефлексы.

Собственные сосудистые рефлексы. Вызываются сиг­налами от рецепторов самих сосудов. Особенно важное физиологи­ческое значение имеют рецепторы, сосредоточенные в дуге аорты и в области разветвления сонной артерии на внутреннюю и наруж­ную. Указанные участки сосудистой системы получили название сосудистых рефлексогенных зон.

Рецепторы, расположенные в дуге аорты, являются окончаниями центростремительных волокон, проходящих в составе аортального нерва. Ционом и Людвигом этот нерв функционально был обозначен как депрессор. Электрическое раздражение центрального конца нер­ва обусловливает падение АД вследствие рефлекторного повышения тонуса ядер блуждающих нервов и рефлекторного снижения тонуса сосудосуживающего центра. В результате сердечная деятельность тормозится, а сосуды внутренних органов расширяются. Если у подопытного животного, например у кролика, перерезаны блужда­ющие нервы, то раздражение аортального нерва вызывает только рефлекторное расширение сосудов без замедления сердечного ритма.

В рефлексогенной зоне сонного синуса (каротидный синус, sinus caroticus) расположены рецепторы, от которых идут центростреми­тельные нервные волокна, образующие синокаротидный нерв, или нерв Геринга. Этот нерв вступает в мозг в составе языкоглоточного нерва. При введении в изолированный каротидный синус крови через канюлю под давлением можно наблюдать падение АД в сосудах тела (рис. 7.22). Понижение системного АД обусловлено тем, что растяжение стенки сонной артерии возбуждает рецепторы каротидного синуса, рефлекторно понижает тонус сосудосуживающего цен­тра и повышает тонус ядер блуждающих нервов.

Рецепторы сосудистых рефлексогенных зон возбуждаются при повышении давления крови в сосудах, поэтому их называют прессорецепторами, или барорецепторами. Если перерезать синокаротидные и аортальные нервы с обеих сторон, возникает гипертензия, т. е. устойчивое повышение АД, достигающее в сонной артерии собаки 200—250 мм рт.ст. вместо 100—120 мм рт.ст. в норме.

Сосудистые рефлексы можно вызвать, раздражая рецепторы не только дуги аорты или каротидного синуса, но и сосудов некоторых других областей тела. Так, при повышении давления в сосудах легкого, кишечника, селезенки наблюдаются рефлекторные изме­нения АД в других сосудистых областях.

Рефлекторная регуляция давления крови осуществляется при по­мощи не только механорецепторов, но и хеморецепторов, чувстви­тельных к изменениям химического состава крови. Такие хеморецепторы сосредоточены в аортальном и сонном гломусе (glomus caroticum, каротидные тельца), т. е. в местах локализации хеморецепторов.

Хеморецепторы чувствительны к СО2 и недостатку кислорода в крови; они раздражаются также СО, цианидами, никотином. От этих рецепторов возбуждение по центростремительным нервным волокнам передается к сосудодвигательному центру и вызывает повышение его тонуса. В результате сосуды суживаются и давление повышается. Од­новременно происходит возбуждение дыхательного центра.

Таким образом, возбуждение хеморецепторов аорты и сонной артерии вызывает сосудистые прессорные рефлексы, а раздражение механорецепторов — депрессорные рефлексы.

Хеморецепторы обнаружены также в сосудах селезенки, надпо­чечников, почек, костного мозга. Они чувствительны к различным химическим соединениям, циркулирующим в крови, например к ацетилхолину, адреналину и др. (В. Н. Черниговский).

Сопряженные сосудистые рефлексы. Это рефлексы, возникающие в других системах и органах, проявляются преиму­щественно повышением АД. Их можно вызвать, например, раздра­жением поверхности тела. Так, при болевых раздражениях рефлекторно суживаются сосуды, особенно органов брюшной полости, и АД повышается. Раздражение кожи холодом также вызывает ре­флекторное сужение сосудов, главным образом кожных артериол.

Кортикальная регуляция сосудистого тонуса. Влияние коры большого мозга на сосуды было впервые доказано путем раздражения определенных участков коры.

Кортикальные сосудистые реакции у человека изучены методом условных рефлексов. В этих опытах о сужении или расширении сосудов судят по изменению объема руки при плетизмографии. Если сосуды суживаются, то кровенаполнение, а следовательно, и объем органа уменьшаются. При расширении сосудов, наоборот, кровена­полнение и объем органа увеличиваются.

Если многократно сочетать какое-либо раздражение, например согревание, охлаждение или болевое раздражение участка кожи с каким-нибудь индифферентным раздражителем (звуковым, свето­вым и т. п.), то через некоторое число подобных сочетаний один индифферентный раздражитель может вызвать такую же сосудистую реакцию, как и безусловное раздражение.

Сосудистая реакция на ранее индифферентный раздражитель осуществляется условнорефлекторным путем, т. е. при участии коры большого мозга. У человека при этом часто возникает и соответст­вующее ощущение (холода, тепла или боли), хотя никакого раз­дражения кожи не было.

Влиянием коры большого мозга объясняется то, что у спортсменов перед началом упражнения или соревнования наблюдается повы­шение артериального давления, вызванное изменениями деятельно­сти сердца и сосудистого тонуса.