Физиологическая роль сосудистых рефлексогенных зон в интегративной регуляции функций дыхания и кровообращения

Стимуляция активности дыхательной и сердечно-сосудистой систем наблюдалась и при введении в СРЗ позвоночных и сонных артерий раствора гидрокарбоната натрия в концентрациях 310 - 700 ммоль/л. В этой серии осуществлено 207 наблюдений на ЗПА и 7 вмешательств на зоне каротид. Рефлекторные реакции стимуляции внешнего дыхания происходили в основном за счет увеличения его амплитуды (175 случаев). Иногда (90 случаев из 207) эта реакция сопровождалась также увеличением частоты дыхания, которая, однако, чаще оставалась без изменений (113 из 207). Одновременно с усилением дыхания достоверно и функционально однонаправленно происходила интенсификация гемодинамики, чаще выражавшаяся в повышении уровня САД (189 случаев). В 66 наблюдениях также увеличивалась ЧСС. В подавляющем количестве опытов (126 наблюдений) этот показатель работы сердца не изменялся.

Описанные рефлексы оказываются качественно однонаправленными с реакциями, возникающими при активации рецепторов ЗПА растворами молочной кислоты. На первый взгляд, эти данные следует признать как минимум любопытными, ведь гидрокарбонаты - фактически являются «химическими антагонистами» молочной кислоты. Логично ожидать, что их влияния на хеморецепторы СРЗ должны быть разнонаправленными. Объяснение этому «феномену» дано ниже.

В следующей серии экспериментов производилась активация хеморецепторов ЗПА раствором трисамина (трисбуфера) - вещества, обладающего основной буферной активностью, т.е. поддерживающего слабощелочную рН среды. Было произведено 40 вмешательств на 10 животных. При сдвиге рН среды в гуморально изолированной рефлексогенной ЗПА в щелочную сторону реализуются реакции одновременного сочетанного угнетения внешнего дыхания и снижения уровня САД. Угнетение внешнего дыхания происходит преимущественно за счет уменьшения амплитуды дыхательных движений (33 случая из 40 наблюдений), при этом глубина его уменьшается более чем на 1/3 (в среднем на 38,52+10,95%; р<0,01) от исходного уровня. В некоторых случаях (8 наблюдений) происходит также уменьшение частоты дыхания, однако этот параметр работы дыхательной системы чаще (27 наблюдений из 40) остается неизменным. При этом уровень САД снижается (39 случаев из 40 наблюдений) в среднем на 15,27+5,62 мм рт. ст. (р<0,01). В 2 случаях также происходило уменьшение ЧСС, однако в подавляющем большинстве наблюдений (37 случаев) этот параметр оставался стабильным. При одном вмешательстве произошло его незначительное увеличение. В 6 опытах было зарегистрировано увеличение глубины дыхания и в 5 случаях увеличение его частоты (малое количество подобных наблюдений не нарушает достоверности).

Все описанные реакции носят рефлекторный характер, выявляемый контрольными вмешательствами вышеописанными методами. Также за рефлекторное происхождение этих реакций систем дыхания и кровообращения свидетельствует ряд косвенных признаков: во-первых, короткая продолжительность латентного периода всех указанных реакций, которая составляла 0,5-2,5 с; во-вторых, наличие, кроме латентного, также периодов развития максимальной выраженности ответа и последействия, характерных для рефлекторных ответов; в_третьих, жесткая зависимость продолжительности реакций от времени действия раздражителя, после прекращения перфузии ЗПА раствором трисамина внешнее дыхание и САД стремятся вернуться к исходным или близким к ним величинам; в_четвертых, следует учитывать, что одним из признаков хеморефлексов является удлиненность периода последействия, что также наблюдалось в наших экспериментах.

Угнетение внешнего дыхания, осуществленное только за счет снижения амплитуды дыхательных движений, происходило, как было сказано выше, более чем на 1/3 исходной величины. Снижение системного артериального давления - в среднем на 15,27+5,62 мм рт. ст. В наших экспериментах афферентация поступала только от рецептивного поля одной артерии. Логично предположить, что в целостном организме выраженность данного рефлекса будет больше, так как импульсация будет поступать и от второй артерии этой СРЗ, а также от других зон, деятельность которых аллиирована. На основании вышесказанного можно сделать вывод, который не выдвигается на защиту в рамках настоящей диссертации. При реализации афферентации от различных СРЗ приоритетное значение имеет та, которая сигнализирует ЦНС об отклонении гомеостатического показателя от нормы. При этом дыхательный и сердечно-сосудистый центры запускают реализацию приспособительных рефлексов даже в том случае, если от других СРЗ поступает информация о неизменности гомеостаза. Очевидно, в этом случае выраженность рефлекса будет меньше, чем при суммации однотипной афферентации от нескольких рефлексогенных зон.

Какова целесообразность описанных хеморефлексов? Общепризнано, что конечной целью функционально сочетанного взаимодействия систем дыхания и гемодинамики, т.е. результатом кардиореспираторных реакций, является регуляция газообмена в тканях и их КОС (D.M. Grenfield, 1964; H.P. Koepchen, 1983; Ф.Г. Ситдиков, С.И. Русинова, 1992; Н.А. Агаджанян с соавт., 2003; В.М. Покровский с соавт., 2003; Ж.А. Донина с соавт., 2006; И.В. Мухина с соавт., 2007; В.Ф. Пятин с соавт., 2007; А.И. Елфимов с соавт., 2007, и мн. др.). В наших экспериментах прессорная реакция, сопровождающаяся стимуляцией внешнего дыхания и наблюдающаяся в ответ на введение в исследуемые зоны молочной кислоты, очевидно направлена на усиление кровотока в тканях, компенсацию развивающего в них ацидоза, увеличение доставки О2 и удаление СО2. Противоположные реакции угнетения внешнего дыхания и снижения уровня САД наблюдаются при развитии алкалоза. Это состояние в наших экспериментах моделировалось введением в зоны позвоночных артерий или каротидного синуса раствора тисамина (трисбуфера). Афферентация, возникающая в этом случае от хеморецепторов, реализует рефлексы, направленные на снижение интенсивности кровотока в тканях. При этом изменения в деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем направлены на достижение общих результатов: компенсаторное развитие на уровне тканей гипоксии, гиперкапнии и накопление в них кислых продуктов. Логично считать, что конечным результатом кардиореспираторных реакций в этом случае будет компенсация исходного защелачивания тканей.

Как объяснить однонаправленность реакций дыхательной и сердечно-сосудистой систем при активации хеморецепторов исследуемых зон как молочной кислотой, так и раствором стандартного гидрокарбоната (NaHCO3)? Следует учитывать, что кровь, как и межклеточная жидкость, является буферным раствором. Упрощенная формула гидрокарбонатного буфера может быть представлена следующим образом:

Становится понятным, что в отсутствии эффективных механизмов удаления H2O и CO2, введение в эту формулу любого одного из составляющих приведет к увеличению содержания всех других элементов буфера. В частности, при экзогенном увеличении концентрации NaHCO3 в изолированной СРЗ увеличивается и CO2. Отсутствие эффективных механизмов его удаления способствует постоянному высвобождению все новых (пусть даже и в малом количестве) порций протонов, которые вступают во взаимодействие с хеморецепторами ПА. Очевидно, СРЗ регистрируют изменения рН крови именно по содержанию в среде протонов и концентрации CO2, так как существование рецепторов на основания (в данном случае HCO3?) многими авторами отрицается (И.С. Бреслав, В.Д. Глебовский, 1981; Б.И. Ткаченко с соавт., 1992). Следовательно, на введение стандартного основания в среду, всегда богатую протонами, организм способен реагировать, как на ацидотическое воздействие.

Трисамин не является естественным буфером организма. Он (трисбуфер), участвуя в реакциях обмена, непосредственно связывает протоны, включая их в свою молекулу (М.Д. Машковский, 1984). Поэтому при введении трисамина в организме происходит не только повышение рН, но и фактическое уменьшение концентрации протонов, основного закисляющего вещества в организме.

Наиболее частыми причинами развития метаболического ацидоза в целостном организме являются нарушения выведения воды почками или углекислого газа через легкие. Хорошо известно, что при попытке компенсации ацидоза введением солевых растворов, после краткосрочного уменьшения кислотности крови, зачастую развивается еще большее, по сравнению с исходным состоянием, снижение рН. Из вышесказанного следует: в клинике компенсация развития ацидоза должна проводиться только препаратами, подобными трисамину/трисбуферу, которые непосредственно связывают ионы водорода и в дальнейшем препятствуют их высвобождению. Использование с этой целью солевых растворов гидрокарбонатов Na, K, Ca, фосфатных солей следует признать не только неэффективным, но даже опасным. В условиях выраженного (клинически значимого) ацидоза их введение в конечном итоге будет способствовать увеличению концентрации Н+ и может восприниматься организмом как дополнительный, чрезмерно избыточный закисляющий фактор.

Широкое использование в практической медицине озона определяет целесообразность более детального изучения его влияния на организм человека. В клинике используются такие его свойства, как бактерицидное (фунгицидное и вирицидное), обезболивающее, дезинтоксикационное, активирующее кислородозависимые процессы, оптимизирующее про- и антиоксидантные системы, гемостатическое и антикоагулянтное, иммуномодулирующее. Однако механизмы, посредством которых реализуются эти эффекты, изучены на настоящий момент недостаточно и объясняются исключительно его прямым действием на ткани или чужеродные агенты (E.-B. Haddad et al., 1996; V. Bocci, 1997; А.М. Иваненко, А.В. Орлов, 1999; Е.Н. Сизова с соавт., 2003; И.Д. Муратов, 2005; V. Dvorak, 2005, и мн. др.). В доступной литературе не удалось обнаружить сведений о влиянии озона на центральные механизмы регуляции гомеостаза и, в частности, на активность таких жизненно важных систем, как дыхательная и сердечно-сосудистая. Отсутствуют сведения об участии в обеспечении подобных реакций СРЗ, в том числе ЗПА.

На 18 животных проведено 68 наблюдений при перфузии ЗПА озонированным физиологическим раствором и 10 вмешательств на каротидах. В 31 случае реализовывались сочетанные реакции снижения уровня САД и угнетения внешнего дыхания. В 8 - реакции дыхательной и сердечно-сосудистой систем были разнонаправлены. Во всех случаях депрессорная реакция и уменьшение амплитуды дыхания всегда проявлялись в начале опыта. При повторных введениях озона в одну и ту же СРЗ позвоночных артерий (еще 20 вмешательств) реакции этих двух систем организма становились нестабильными с преобладанием прессии и стимуляции внешнего дыхания. Спустя 20 мин. после введения в зону позвоночных артерий 0,5 мл 2%_ого раствора новокаина все описанные реакции не воспроизводились (9 наблюдений), что указывает на их рефлекторную природу.

Во всех сериях экспериментов, как по изучению баро-, так и хемоактивности СРЗ, выраженность рефлексов оказывалась больше при активации хеморецепторов зоны каротидных синусов. В данной серии введение озонированного раствора в нее вызывало падение уровня САД на 20,83+2,17 мм рт. ст. и уменьшение амплитуды дыхательных движений на 92,0+9,6% от исходной величины. Частота дыхания и частота сердечной деятельности становились реже только в некоторых случаях. В 2/3 наблюдений при первичных введениях озонированного физиологического раствора частота внешнего дыхания и в 83,33% наблюдений частота работы сердца оставались неизменными. В остальных случаях происходило уменьшение обеих частотных характеристик. Не было зарегистрировано ни одного случая увеличения частотных характеристик работы дыхательной и сердечно-сосудистой систем.

При перфузии озоном ЗПА выраженность указанных кардиореспираторных реакций уменьшалась на 10,1+1,12 мм рт. ст. и 50,46+6,98% соответственно. Частота дыхания зачастую (в 40% случаев) оставалась неизменной. Также в 70% наблюдений неизменной была частота работы сердца. В остальных случаях первичных перфузий она (частота) снижалась. При многократных введениях озонированного раствора в одну и ту же позвоночную артерию или каротидную зону направленность и выраженность реакций становились неоднозначными с большим разбросом их численных выражений.

Таким образом, при первичной активации хеморецепторов зон позвоночных и сонных артерий раствором озона реализуются рефлексы угнетения внешнего дыхания и подавления гемодинамики, которые выражаются преимущественно уменьшением амплитуды дыхательных движений и снижением уровня САД. Урежение работы сердца и легких в данном случае не является основным рефлекторным механизмом достижения приспособительного результата. В опытах на одном животном при многократном введении озона в одну и ту же зону позвоночных артерий или каротидного синуса данная зависимость нарушается, направленность и выраженность рефлексов приобретают значительный разброс с преобладанием прессорного ответа.

Каков механизм и какова физиологическая целесообразность выявленных рефлексов на САД и дыхание при активации хеморецепторов зон позвоночных и сонных артерий озоном Известно, что молекула озона в растворе способна диссоциировать на свободный и атомарный кислород. Свободный О2 воздействует на хеморецепторы СРЗ, вызывая рефлекторное снижение САД и угнетение внешнего дыхания, т.е. реакции, противоположные действию на них СО2. Депрессорное влияние О2 на САД и дыхание с хеморецепторов классических СРЗ общеизвестно. Целесообразность такой депрессии связана с необходимостью уменьшить поступления О2 в ткани (Ф. Гродинз, 1966; А. Гайтон, 1969; Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин, 2004), т.к. избыточное напряжение О2 в клетках отрицательно влияет на обмен веществ (Чандан К. Сен, Осмо Хеныинен, 1995; Minuz Pietro et al., 2006). Описанные нами рефлексы дыхательной и сердечно-сосудистой систем приводят к снижению поступления излишнего количества О2 в ткани. При повторных на одном животном перфузиях исследуемых сосудистых зон озоном депрессорный рефлекс сменялся прессорной реакцией САД. Эта прессорная реакция устранялась введением новокаина в зону ПА. Как можно объяснить эту смену ответов Следует учитывать, что нарастающее при длительном использовании озона увеличение концентрации освобождающегося атомарного кислорода должно оказывать альтеративное влияние на хеморецепторы. Кроме того, недиссоциированный озон не является естественным стимулом для хеморецепторов организма. Он лишен специфической точки воздействия на организм. По данным литературы, повышенная концентрация атомарного О2 и недиссоциировавшего озона в жидких средах организма ведет к проявлению их агрессивных токсических свойств, которые нарушают целостность мембраны клеток организма, в первую очередь, исследуемых нами хеморецепторов, вследствие повышенного окисления их фосфолипидов и липопротеидов, повреждения полипептидных цепей и протеидов. Озон в больших концентрациях и при длительной его экспозиции активирует перекисное окисление липидов мембраны эритроцитов. Е.Н. Сизова (2003) наблюдала сокращение гладких мышц изолированной полоски коронарных сосудов, мышц матки, бронхов животных при прямом продолжительном действии на них растворов с повышенным содержанием озона. В ситуации длительного повторного введения озона в зону позвоночных артерий (или каротидных синусов) с хеморецепторов реализуется альтеративное неспецифическое влияние. Реакция организма на фактически болевой раздражитель всегда проявляется однотипно, в частности, повышением САД и стимуляцией внешнего дыхания.

Полученные результаты соответствуют данным подобных исследований ряда других авторов. Например, И.В. Мухиной с соавт. (2007) показана дозозависимость влияния парентерального введения озонированных физиологических растворов на динамику поведения и структуру головного мозга крыс. Так умеренное (1,7 мкг/л) использование данных растворов приводило к увеличению двигательной и ориентировочно-исследовательской деятельности. При многократном и длительном применении озона в высоких концентрациях (2,5 мкг/л) развивались его токсическое влияние, угнетение активности животных, нарушение структуры неокортекса и отек головного мозга. Таким образом, характер действия озона (как и любого лекарственного вещества, применяемого с лечебной целью) связан с его концентрацией в организме. Любое биологически активное соединение в зависимости от его дозы может оказывать лечебное и токсическое действие. Действие озона носит как местный гуморальный характер, хорошо описанный в литературе, так и общий рефлекторный, продемонстрированный в настоящей работе и оказывающий опосредованное влияние через СРЗ и ЦНС.

Обобщение данных всех вышеописанных серий экспериментов, а также результатов, изложенных в диссертации автора на соискание степени кандидата наук, позволило установить целесообразность сочетанного проявления баро- и хеморефлексов, возникающих с СРЗ позвоночных артерий и каротидного синуса. В целостном организме баро- и хеморецепторы СРЗ функционируют в тесном единстве по принципу обратного взаимовлияния (В.Ф. Молчатская, 1990; D. Heisted Donald et al., 1995). Сочетанные рефлексы с барорецепторов на внешнее дыхание и САД сопряжены с последующими изменениями газового состава крови, которые влияют на активность хеморецепторов. И наоборот, исходное изменение химизма крови вызывает такие хеморефлексы, которые приводят к активации барорецепторов СРЗ (Е.И. Малыгина, 1961; D.В. Kаtzin, Е.Н. Rubinstein, 1974; Г.А. Вакслейгер, 1978; Р.Ш. Габдрахманов с соавт., 1990). О важности изучения роли совместной механо- и хеморецептивной активности в регуляции деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем говорится в работах многих авторов (В.М. Хаютин, 1964; B. Folkow, E. Neil, 1971; Г.П. Конради, 1973; S. Hilton, 1982; В.М. Хаютин, Г.П. Конради, 1986; R.C. Fitzgerald, 2000; L. Glass, 2001; С.Г. Кривощеков с соавт., 2005, 2006).

При сопоставлении данных всех серий экспериментов выявляются следующие зависимости. Во-первых, порог раздражимости хеморецепторов СРЗ меньше, чем у барорецепторов. Во_вторых, средняя выраженность хеморефлексов больше, чем барорефлексов. Следовательно, не только порог возбудимости хеморецепторов СРЗ ниже, чем у барорецепторов, но и функциональная активность первых выше. Во всех других сериях наших экспериментов наблюдалась подобная же зависимость, которая характеризуется большей хеморецептивной активностью исследованных СРЗ в сравнении с активностью их барорецепторов. В_третьих, при реализации барорефлексов в наших экспериментах выраженность изменения внешнего дыхания и уровня САД была приблизительно в три раза меньше, чем их выраженность при реализации этими системами организма хеморефлексов (рис. 2). Наличие такой достаточно жесткой корреляции косвенно подтверждает их функционально системное взаимодействие, показывая объединение дыхательной и сердечно-сосудистой систем в единую функциональную систему (кардиореспираторную). В_четвертых, кардиореспираторные реакции в определенных условиях реализуется в основном за счет изменений амплитуды внешнего дыхания и уровня САД. При этом частотные характеристики (внешнего дыхания и работы сердца) оказываются менее реактивными или же остаются неизменными. Под этими определенными условиями, по нашему мнению, следует понимать силу баро- и хемораздражителей, которая в экспериментах находилась в пределах физиологических границ, характерных для существования организма при умеренной (не чрезмерной) нагрузке.

По своей хемо- и барорецептивной активности ЗПА, по аналогии с другими СРЗ, участвует в рефлекторном контроле уровня САД и интенсивности внешнего дыхания. Этот контроль осуществляется с одновременным участием сердечно-сосудистого и дыхательного центров. При развитии, например, гипоксии вначале повышается функциональная активность хеморецепторов СРЗ, которая направлена на увеличение вентиляции легких и оксигенацию крови. Этому также способствует одновременное повышение САД, увеличивающее доставку крови в легкие. Затем, когда газообмен в тканях организма нормализуется, повышается активность барорецепторов, которая обеспечивает снижение возрастающего уровня САД до нормы. Такое взаимодействие дыхательного и сердечно-сосудистого центров, имеющее рефлекторную природу, обеспечивает сохранение гомеостаза газообмена и обмена веществ в тканях организма. Очевидно, что данные рефлекторные реакции носят системно функциональный характер. По мнению К.В. Судакова (2000), одним из основных способов доказательства функционально-системного объединения реакций является демонстрация их корреляции. Нами проведен корреляционный анализ выраженности барорефлексов на внешнее дыхание и уровень САД с ЗПА и каротидного синуса. Для этого проведена статистическая обработка результатов 50 наблюдений, взятых из разных серий вышеописанных опытов. Выборка осуществлена случайным образом.

Прежде всего, был разработан метод расчета выраженности изменений внешнего дыхания при его регистрации в остром эксперименте способом трахеостомической пнеймографии. Основная сложность численного выражения изменения минутного объема дыхания (МОД) при такой его регистрации заключается в невозможности в разных опытах (особенно на различных животных) стандартизировать на кимограмме амплитуду волн пнеймограмм, выражающую величину изменения дыхательного объема (ДО). Было предложено определять МОД, ДО и изменения частоты дыхания (ЧД) в процентах к исходному уровню. При этом амплитуду дыхательных движений и частоту дыхания непосредственно до момента вмешательства считать за 100%. В этом случае общеизвестная формула МОД=ДО*ЧД принимает вид:

, где

МОД% - изменение интенсивности внешнего дыхания, выраженное в процентах к исходному уровню;

ДО% - изменение дыхательного объема, в процентах к исходному уровню;

ЧД% - изменение частоты дыхания, в процентах.

В литературе не было обнаружено описания подобного метода расчета выраженности изменения внешнего дыхания при его трахеостомической пнеймографии, и на него получено свидетельство о рационализаторском предложении (№ 1138 от 31.03.08). Подробное математическое обоснование данного метода дается в соответствующем разделе диссертации автора. Реакции гемодинамической составляющей кардиореспираторной системы, регистрируемые в наших экспериментах кровавым (прямым) способом, определялись в абсолютных единицах (мм рт. ст.) по выраженности изменения уровня системного артериального давления (р).

Корреляция определялась методом Пирсона. Этот метод позволяет в предположении существования зависимости между величинами x и y выявить истинность, степень и направление такой зависимости. Было показано, что между анализируемыми параметрами существует квадратичная зависимость (y = ax2 + bx + c), характеризуемая в этом конкретном случае достоверностью аппроксимации R2 = 0,56. Тот же массив данных был исследован на существование других зависимостей: линейной, экспоненциальной, степенной, логарифмической. Величины достоверности аппроксимации (R2) в этих случаях составили - 0,38; 0,28; 0,39 и 0,33 соответственно. Следовательно, в ряду выбранных зависимостей наиболее достоверной является именно квадратичная. Значение коэффициента корреляции q при этом составило +0,65, что соответствует прямой средней (ближе к сильной) связи между анализируемыми величинами. Например, большая выраженность рефлекторных ответов дыхательной системы соотносилась с большей выраженностью рефлексов на общее кровяное давление. Тем самым подтверждается существование механизма координации ответных реакций дыхательного и сердечно-сосудистого центров под влиянием афферентации от изученных сосудистых рефлексогенных зон. То есть данные рефлекторные реакции носят системно функциональный характер.

Этот вывод подтверждается и другим методом, основанным на расчете коэффициента Хильдебранта. Как известно, этот коэффициент, характеризующий межсистемные отношения в деятельности гемодинамики и респирации, в норме у человека равен 2,8 - 4,9. В наших экспериментах значение этого показателя в покое, т.е. до активации рецепторов зон позвоночных и сонных артерий, составило 3,25 - 5,6 (д = 0,14). Очевидно, что подобное отличие указанных величин связано с видовыми особенностями. При реализации рефлексов от изученных СРЗ, несмотря на фактические отклонения частотных характеристик в работе дыхательной системы и сердца, не происходит рассогласования в осуществлении кардиореспираторного взаимодействия. Данный показатель (коэффициент) практически не изменялся, оставаясь равным своей первоначальной (до вмешательства) величине.

Баро- и хеморефлексы, полученные в наших экспериментах с позвоночных и сонных артерий, были качественно однонаправленными (рис. 2), т.е. в деятельности этих двух зон проявляется синергизм. Однако, выраженность последних оказывалась больше, что свидетельствует о меньшем пороге рецепторов каротидного синуса и их большей функциональной активности. Кроме того, в исследованных условиях формируется тип кардиореспираторного ответа с доминированием дыхательной составляющей. Например, средняя выраженность реакций внешнего дыхания при его, например, стимуляции составила 187,42+82,17%, т.е. увеличивалась почти в 3 раза по отношению к исходному (до вмешательства) уровню (рис. 2). При этом повышение САД составляло 14,42+6,29 мм рт. ст., что соответствует менее 10% от исходного уровня систолического давления.

Таким образом, на основании проведенных комплексных физиологических исследований, качественного анализа результатов экспериментов, корреляционного анализа (с использованием различных математических методов) выявлено участие баро- и хеморецепторов СРЗ ПА и каротидного синуса в формировании сопряженных на систему дыхания и собственных на гемодинамику рефлексов, являющихся результатом интегративной регуляции деятельности КРС. Достижение этой функциональной системой общего приспособительного результата (регуляции гомеостаза газообмена и кислотности на уровне тканей) в заданных условиях достигается преимущественно за счет реакций внешнего дыхания и в меньшей степени за счет кардиального или васкулярного компонентов, а также за счет большей реактивности САД в сравнении с работой сердца.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящей работой показано, что в позвоночных артериях находится самостоятельная рефлексогенная зона, функциональный аналог классической зоны каротидного синуса. Их совместная баро- и хеморецептивная активность направлена на регуляцию деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем, которые в условиях исходного сдвига рН крови и/или кровяного давления объединяются в единую кардиореспираторную функциональную систему. Мотивирование этой функциональной системы осуществляется афферентацией от исследованных СРЗ, а деятельность проявляется описанными баро- и хеморефлексами. Собственные и сопряженные как хемо-, так и барорефлексы различных СРЗ, в частности ЗПА, направлены на достижение общего конечного полезного результата - коррекции КОС тканей и газообмена в них. Полученные лабораторные данные нашли применение в клинике, предложены новые методики оперативной диагностики развития состояний ацидоза или алкалоза. Разработана система экспресс_оценки КОС рожениц и новорожденных. Эта методика не выдвигается на защиту в рамках настоящей диссертации и упоминается здесь для демонстрации практического использования результатов наших исследований системообразующего значения баро- и хемоафферентации от СРЗ. Использование в гинекологической практике этих коэффициентов обусловлено простотой их определения и возможностью оперативно, а главное, объективно оценить состояние новорожденных и матерей. Обоснованным будет предположение, что методика оценки КОС, на которую получено авторское свидетельство (авт. св_во 4638208/30-14 от 13.01.89), может быть использована и в других областях практической медицины.

ВЫВОДЫ

Повышение давления в зоне позвоночных артерий вызывает рефлекторное снижение тонуса бедренной вены (177,83+6,01% от исходного состояния, p<0,05). Противоположный по знаку рефлекс возникает при исходном снижении давления в этой сосудистой рефлексогенной зоне (сужение на 56,16+4,89%, p<0,05). Барорефлексы с зоны позвоночных артерий на крупные вены спланхнического бассейна проявляются в виде увеличения их емкостных свойств (123,05+3,95%, p<0,05) в ответ на исходное повышение давления в этой сосудистой рефлексогенной зоне, а также в виде противоположной реакции уменьшения тонуса крупных вен кишечника (на 37,84+2,47%, р<0,05) при депрессорной активации барорецепторов позвоночных артерий.

Крупные вены скелетных мышц и спланхнического бассейна совместно с резистивным руслом активно реализуют одновременные однонаправленные барорефлексы с зоны позвоночных артерий. Повышение давления в гемодинамически изолированной позвоночной артерии вызывает рефлекторное снижение системного артериального давления (на 18,3+2,725 мм рт. ст., p<0,01) и одновременное увеличение емкости исследованных периферических вен и вен внутренних органов. В ответ на исходное снижение давления в этой сосудистой рефлексогенной зоне наблюдаются противоположные рефлексы увеличения уровня системного кровяного давления (на 10,63+3,5 мм рт. ст., p<0,05) и повышения тонуса указанных вен. Данные рефлексы на резистивное и емкостное русло направлены на оптимизацию возврата крови к сердцу и системное артериальное давление в условиях его исходного сдвига (повышения или снижения).

Перфузия зоны позвоночных артерий растворами молочной кислоты (0,5 - 3,0 ммоль/л) вызывает рефлекторные реакции стимуляции внешнего дыхания (увеличение амплитуды на 156,09+74,77% от исходной величины) и повышения уровня системного артериального давления (на 18,85+9,61 мм рт. cт.) (р<0,01). Качественно такие же, но достоверно более выраженные кардиореспираторные рефлексы наблюдаются при том же воздействии на синокаротидную зону.

Локальное введение в зону позвоночных артерий венозной крови вызывает рефлекторную стимуляцию кардиореспираторных реакций (повышение системного артериального давления на 9,67+3,17 мм рт. cт., увеличение амплитуды внешнего дыхания на 88,06+29,44% от исходной) (р<0,01).

Противоположные рефлексы угнетения внешнего дыхания (снижение амплитуды на 38,52+10,95% от исходной) и падения кровяного давления (на 15,27+5,64 мм рт. cт.) наблюдаются при введении в зону позвоночных артерий основного буферного (0,3 М) раствора трисамина/тригидроксиаминометана (р<0,01).

При введении озонированного физиологического раствора (400 - 1600 мкг/л) хеморецептивная активность зоны позвоночных обеспечивает реализацию достоверных реакций депрессии системного артериального давления (на 10,1+1,12 мм рт. ст., р<0,05) и угнетения внешнего дыхания (уменьшение его амплитуды на 50,46+6,98% от исходной), обуславливая рефлекторный компонент гипотензивного терапевтического эффекта при инфузионной озонотерапии.

Основным фактором стимуляции хеморецепторов зон позвоночных и сонных артерий является концентрация ионов водорода и/или двуокиси углерода. Содержание в крови гидрокарбонатных анионов имеет меньшее значение, хеморецепторы изученных сосудистых рефлексогенных зон к этим анионам обладают малым функциональным значением.

Хеморефлексы с зон позвоночных и сонных артерий качественно однонаправлены, однако выраженность последних оказывается больше, что является результатом большего порога раздражимости рецепторов позвоночных артерий и их меньшей функциональной активности.

Зона позвоночных артерий как по хемо-, так и по своей барорецептивной активности является функциональным аналогом синокаротидной зоны, что следует из корреляционного анализа (q = +0,65) выраженности и направленности рефлексов с этих зон на дыхательную и гемодинамическую системы.

На основе корреляционного анализа и определения коэффициента Хильдебранта до (3,25 - 5,6; д = 0,14) и после (3,1 - 5,6; д = 0,14) вмешательств выявлено, что баро- и хемоафферентация от сосудистых рефлексогенных зон позвоночных и сонных артерий принимает участие в формировании и регуляции кардиореспираторного взаимодействия. При однотипной активации рецептивных полей этих двух сосудистых рефлексогенных зон достоверно возникают качественно однозначные рефлексы на внешнее дыхание и системное артериальное давление, которые направлены на поддержание гомеостаза тканевого газообмена и регуляцию кислотности в них.

Комплексными физиологическими исследованиями регуляторных механизмов рефлексогенных зон позвоночных и сонных артерий установлено, что при физиологической (не чрезмерной) активации их баро- и хеморецепторов формируется тип кардиореспираторных реакций с доминированием дыхательного компонента (достоверность апроксимации R2=0,56).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Полученные данные о баро- и хеморецептивной активности зоны позвоночных артерий могут быть использованы в учебном процессе на кафедрах нормальной и патологической физиологии, нервных болезней, оториноларингологии, акушерства и гинекологии, терапии внутренних болезней. Приведенные данные могут учитываться в клинике при коррекции синдрома позвоночной артерии, синдрома Арнольда-Киари, болезни Меньера и лабиринтопатиях, озонотерапии, коррекции общих ацидозов и алкалозов, гипо- и гипертензивных состояний.

Экспериментально обоснована недопустимость использования в клинике щелочных растворов гидрокарбонатов при системных ацидозах, так как при их введении с хеморецепторов зоны позвоночных артерий и каротид (а также, возможно, и с других сосудистых рефлексогенных зон) реализуются рефлексы качественно однонаправленные с реакциями организма, возникающими при закислении крови. Для компенсации ацидоза у человека следует использовать только щелочные буферные растворы, аналогичные растворам трисамина/триаминометана.

При лечении гипертензий энтеральное введение физиологических растворов озона, очевидно, следует признать малоэффективным, так как в этом случае практически не задействуется рефлекторный компонент гипотензивного действия озона, реализуемый через сосудистые рефлексогенные зоны.

В острых опытах на животных и при анализе их результатов могут быть использованы разработанные нами и использованные в настоящей работе рационализаторские предложения и методики.

Выявленное особое значение баро- и хемоафферентации от сосудистых рефлексогенных зон в формировании кардиореспираторных реакций может учитываться при экспериментальном изучении деятельности этой функциональной системы регуляции газообмена в тканях и их кислотности.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Куприянов С.В., Семенова Л.М. О рефлекторных влияниях с барорецепторов позвоночных артерий на периферические сосуды и дыхание // Матер. Куйбышевской областной конференции «Физиология вегетативной нервной системы». Куйбышев, 1988. С. 107-108.

Куприянов С.В., Семенова Л.М. О рефлексах с зоны позвоночных артерий на тонус периферических сосудов // Физиология кровообращения и профилактика артериальной гипертонии. Чебоксары, 1988. С. 33-35.

Куприянов С.В., Семенова Л.М. Влияние стадий наркоза на рефлекторную регуляцию периферических сосудов с барорецепторов позвоночных артерий // Межвуз. сб. «Здоровье и медицинское обслуживание населения». Чебоксары, 1989. С. 60-64.

Куприянов С.В., Семенова Л.М. Физиологическая характеристика сосудистой рефлексогенной зоны позвоночных артерий // Матер. конфер. «Высшая школа народному хозяйству Чувашии». Чебоксары, 1992. С. 35.

Куприянов С.В., Семенова Л.М. Роль сосудистых рефлексогенных зон позвоночных артерий в регуляции кровообращения // Кровообращение в эксперименте и клинике. Чебоксары, 1992. С. 63.

Куприянов С.В., Семенова Л.М. О рефлексах позвоночных артерий на кровообращение // Межвуз. сб. «Коррекция кровообращения в эксперименте и клинике». Чебоксары, 1992. С. 5.

Куприянов С.В. Барорефлексы с позвоночных артерий на тонус периферических вен // Коррекция кровообращения в эксперименте и клинике. Чебоксары, 1993. С. 27-30.

Куприянов С.В. О влияниях рефлексогенных зон позвоночных артерий на венозные сосуды внутренних органов // «Научные достижения - в практику здравоохранения». Чебоксары, 1993. С. 206-207.

Kupriyanov S.V. The Role of Vertebral Arteries Reflexogenic Zone Hemoreceptors in Hypoxia // III-rd International Symposium on Hypoxia. Berlin, GFR, 1994. - Р. 48-49.

Куприянов С.В. О влиянии рефлексогенной зоны позвоночных артерий на дыхание и кровообращение // Матер. научн. конф. «Здоровье населения и физическое воспитание». Чебоксары, 1994. С. 39-41.

Куприянов С.В., Семенова Л.М. Физиологическая характеристика сосудистой рефлексогенной зоны позвоночных артерий // Успехи физиол. наук. 1994. Т. 25. № 3. С. 70.

Куприянов С.В., Семенова Л.М., Ю.Г. Александров. Адаптивный характер регионарных реакций резистивных, емкостных сосудов и дыхания при стимуляции барорецепторов позвоночных артерий // Матер. VII Междунар. симп. «Экологофизиологические проблемы адаптации». М., 1994. С. 142-143.

Куприянов С.В., Семенова Л.М. Сосудистая рефлексогенная зона позвоночных артерий // Мед. журн. Чувашии. 1994. № 1(2). С. 83-87.

Куприянов С.В. Хеморецепция рефлексогенной зоны позвоночных артерий // Актуальные вопросы оториноларингологии. Чебоксары, 1994. С. 57-61.

Куприянов С.В. Хеморецептивная активность зоны позвоночных артерий // Матер. II Съезда физиологов Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск, 1995. Ч. 1. С. 244.

Драндров Г.Л., Щепелев М.Е., Демаков А.Б., Куприянов С.В. Функциональная система поддержания кислотно-основного состояния организма животных и человека при алкалозах // Сборник ЧГУ, Чебоксары, 1995. № 2. С. 1-20.

Куприянов С.В. Состояние системного артериального давления у кошек при стимуляции хеморецепторов рефлексогенной зоны позвоночных артерий // Авиакосмическая и экологическая медицина. М., 1996.- Т. 30.- №1.- С. 60-62.

Куприянов В.С., Семенова Л.М., Куприянов С.В. Рефлексогенная зона позвоночных артерий // Известия Национ. Акад. наук и искусств Чуваш. Респ. 1996. № 3. С. 33-46.

Kupriyanov S.V. Vertebral Arteries Reflexogenic Zone // XII-th International Medical Student Congress. Istanbul. Turkey, 1996. P. 72.

Куприянов В.С., Куприянов С.В. Собственные и сопряженные рефлексы сосудистой рефлексогенной зоны позвоночных артерий // Известия Национ. Акад. наук и искусств Чуваш. Респ. 1997. № 2. С. 14-24.

Куприянов С.В. Роль резистивных и емкостных сосудов в регуляции кровообращения // Известия Национ. Акад. наук и искусств Чуваш. Респ. 1998. № 3. С. 33-41.

Драндров Г.Л., Димаков А.Б., Куприянов С.В. Системно-функциональные аспекты развития дыхательной недостаточности у новорожденных и рефлекторная регуляция газообмена // Матер. XVII Съезда физиологов России. Ростов-на-Дону, 1998. С. 360.

Агаджанян Н.А., Куприянов С.В. Роль барорецепторов рефлексогенной зоны позвоночных артерий в формировании функциональной системы регуляции тканевого газообмена // Актуальные вопросы клинико-экспериментальной медицины. Чебоксары, 1999. С. 51-55.

Куприянов С.В. Хеморефлексы на внешнее дыхание с зоны позвоночных артерий // Матер. Юбилейной конф. диагност. Центра г. Чебоксары. Чебоксары, 2000. С. 100.

Агаджанян Н.А., Куприянов В.С., Драндров Г.Л., Куприянов С.В., Водянов Н.Г. К вопросу оценки роли функциональных систем в эксперименте и клинике // Известия Национ. Акад. наук и искусств Чуваш. Респ. 2000. № 2. С. 22-31.

Куприянов С.В. Сочетанные хеморефлексы с зоны позвоночных артерий на внешнее дыхание и системное артериальное давление // Матер. научно-практич. конф. «Традиционные и нетрадиционные методы лечения в клинике внутренних болезней». Чебоксары, 2000. С. 39-40.

Куприянов С.В. Баро- и хеморецептивная активность сосудистой рефлексогенной зоны позвоночных артерий // Матер. Междунар. конф. «Механизмы функционирования висцеральных систем». С.-Пб., 2001. С. 210.

Агаджанян Н.А., Куприянов С.В., Семенова Л.М., Орлова Ю.Ю. Сочетанные хемо- и барорефлексы с зоны позвоночных артерий на дыхание и кровообращение // Матер. XVIII съезд физиологического общества физиологов России. Казань, Москва, 2002. С. 293-294.

Драндров Г.Л., Куприянов В.С., Куприянов С.В. Физиологические основы системно-функциональной диагностики // Сб. «Семейная медицина в современных условиях». Чебоксары, 2002. С. 226-231.

Куприянов С.В., Семенова Л.М., Александров Ю.Г., Орлова Ю.Ю. Функционально-системные влияния с зоны позвоночных артерий на кровообращение, дыхание в норме и при патологии // Матер. IV Сибирского съезда физиологов. Новосибирск, 2002. С. 146_147.

Kupriyanov S.V. Upon Functional-system Reactions of Organism in Experiments and in Clinic // World Clinical and Immunopathological Congress. Singapore, Australia, 2002.- Р. 333-334.

Куприянов В.С., Куприянов С.В., Семенова Л.М., Александров Ю.Г. Барорефлексы с зоны позвоночных артерий на внутриорганные и периферические вены // Матер. XI Междунар. симп. «Эколого-физиологические проблемы адаптации». М., 2003. С. 303.

Куприянов С.В. Понятие о функциональных системах организма, сосудистые рефлексогенные зоны // Сборник ЧГУ, Чебоксары, 2002. № 5. С. 1-10.

Куприянов С.В., Куприянов В.С. Кардиореспираторные рефлексы зоны позвоночных артерий // Уч. записки Казанской госакадемии ветеринарной мед. Казань, 2004.- Т. 179.- С. 223-228.

Куприянов С.В., Александров Ю.Г., Щербаков Л.П. Инфузионная озонотерапия в практике лечения острой сенсорной тугоухости // Матер. III Росс. науч.-практ. конф. «Наука и практика в оториноларингологии». М., 2004. С. 235-236.

Куприянов С.В., Гавришкина Н.В. Хеморефлекторная активность зоны позвоночных артерий // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2004.- Т. 90. - №8.- С. 485-486.

Куприянов В.С., Куприянов С.В., Семенова Л.М. Барорефлексы зоны позвоночных артерий // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2004. Т. 90. № 8. С. 496-497.

Куприянов С.В. Метод регистрации внешнего дыхания // Сб. «Современные технологии в медицине». Чебоксары: Изд-во ЧГУ. 2005. С. 194-195.

Куприянов В.С., Куприянов С.В., Семенова Л.М. Методика гемодинамической изоляции зоны позвоночных артерий у животных // Сб. «Современные технологии в медицине». Чебоксары: Изд-во ЧГУ. 2005. С. 195.

Орлова Ю.Ю., Куприянов В.С., Куприянов С.В. Хеморефлексы зоны позвоночных артерий на микроциркуляцию внутреннего уха и головного мозга при стимуляции сермионом // Матер. I Съезда физиологов СНГ. Сочи, Дагомыс, 2005. Т. 2. С. 80.

Куприянов В.С., Куприянов С.В., Семенова Л.М. Сосудистые рефлексогенные зоны как фактор образования функциональных систем // Матер. I Съезда физиологов СНГ. Сочи, Дагомыс,2005. Т.2. С.68-69.

Куприянов С.В., Агаджанян Н.А. Рефлексогенная зона позвоночных артерий. Чебоксары - Москва, 2005. 136 с.

Матаев С.И., Ананьев В.Н., Куприянов С.В. и др. Действие холода на артерии. Тюмень, 2005. 96 с.

Куприянов С.В., Куприянов В.С., Семенова Л.М. Хемо- и барорефлексы зоны позвоночных артерий // Вест. Чув. ун-та. Чебоксары, 2006.- Т. 2.- С. 118-129.

Куприянов С.В., Н.В. Гавришкина. Рефлексы с зоны позвоночных артерий на емкостные сосуды, их роль в формировании кардиоваскулярнореспираторной функциональной системы // Матер. XII Междунар. симп. «Эколого-физиологические проблемы адаптации». М., 2007. С. 255-256.

Куприянов С.В. Функциональная характеристика интероцептивной зоны позвоночных артерий // Морфологические ведомости. Ижевск, 2007.- № 3-4.- С. 39-43.

Куприянов С.В. Хеморефлексы зоны позвоночных артерий и каротидного синуса при ацидозе и алкалозе в остром эксперименте и клинике // Казанский медицинский журнал. Казань, 2007.- Т. 88.- № 1.- С. 20-23.

Куприянов В.С., Куприянов С.В., Драндров Г.Л., Водянов Н.Г. Роль рефлексогенных зон позвоночных и сонных артерий в формировании кардиоваскулярнореспираторной функциональной системы // Вестник восстановительной медицины. М., 2008.- № 1 (23).- С. 78-85.

Куприянов С.В., Агаджанян Н.А. Барорефлексы зоны позвоночных артерий на тонус периферических вен, системное артериальное давление и внешнее дыхание // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. М., 2008.- Т. 94.- № 6.- С. 661-669.

Куприянов С.В., Драндров Г.Л. Влияние сосудистых рефлексогенных зон и гуморальных факторов на кислотно-основное состояние, системно-функциональная диагностика его нарушений в клинических условиях // Вестник восстановительной медицины. М., 2008.- №5 (27).- С. 51-55.

Куприянов С.В. Центральные механизмы гипотензивного влияния инфузионной озонотерапии // Неврологический вестник. Казань, 2008.- Т. 40.- Вып. 4.- С. 81-85.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ЗПА - зона позвоночных артерий;

КОС - кислотно-основное состояние;

КРС - кардиореспираторная система;

ПА - позвоночная(ые) артерия(ии);

САД - системное артериальное давление;

СРЗ - сосудистая(ые) рефлексогенная(ые) зона(ы).

Размещено на Allbest.ru