Начало >> Статьи >> Архивы >> Основы патологической физиологии

Механизмы повреждения сосудистой системы - Основы патологической физиологии

Оглавление
Основы патологической физиологии
Основы учения о здоровье, предболезни и болезни
Внутренние причинные факторы
Роль условий в происхождении болезни
Патогенез
Общие механизмы патологических процессов
Формирование симптоматики болезни
Методы патологической физиологии
Барьерные механизмы
Гематоэпителиальные барьеры
Гематолимфатический барьер
Гистогематические барьеры
Циркуляторно-органные барьеры
Параиммунитет
Неспецифическая клеточная защита
Специфическая иммунная защита
Метаболизм антигенов
Антитела
Регуляция антителообразования
Реакции антиген-антитело
Иммунодефициты
Специфическая клеточная защита
Типовые клеточные патологические процессы
Типовые нарушения клеточной защиты
Повреждение клетки
Патохимические проявления повреждения клетки
Повреждение цитоплазматической мембраны
Нарушение трансмембранного транспорта
Нарушение рецепторной функции мембран
Функции органелл в поврежденной клетке
Цитозоль поврежденной клетки
Ядро поврежденной клетки, типовые нарушения
Патологические процессы при общих нарушениях обмена веществ
Типовые нарушения механизма компенсации недостаточности тканевого дыхания
Виды гипоксии
Патофизиологическое обоснование методов повышения устойчивости к гипоксии
Патология углеводного обмена
Дефекты энергетического использования углеводов
Нарушение утилизации моносахаридов
Врожденные нарушения утилизации моносахаридов
Мукополисахаридозы
Типы недостаточности инсулина
Патология жирового обмена
Внутриклеточное метаболизирование транспортных форм липопротеидов
Гиперлипопротеидемии
Ожирение
Патология белкового обмена
Белково-энергетическая недостаточность
Частичное голодание
Недостаточность растепления и всасывания белков в кишечнике
Типовые нарушения синтеза сывороточных белков
Диспротеинемии
Типовые нарушения внутриклеточного обмена белков
Пуриновый обмен
Патология обмена витаминов
Патология обмена витамина C
Патология обмена витамина A
Патология обмена коферментной группа витаминов
Патология обмена гормоноподобной группы витаминов
Патология обмена незаменимых микроэлементов
Марганец, медь
Магний
Молибден, селен, хром, фтор
Типовые нарушения водно-электролитного обмена
Нарушения объемного гомеостаза
Нарушения внеклеточного осмотического гомеостаза
Нарушения внутриклеточного осмотического гомеостаза
Местные нарушения объемного и осмотического гомеостаза
Типовые нарушения обмена кальция
Типовые нарушения обмена фосфора
Типовые нарушения кислотно-основного состояния
Дисфункция буферных систем - нарушения кислотно-основного состояния
Неспецифическое острое воспаление
Соединительная ткань в процессе воспаления
Противовоспалительная защита
Медиаторы воспаления
Системные проявления острого воспаления
Динамика местного острого воспаления
Хроническое воспаление
Лихорадка
Типовые нарушения регенерации
Неспецифическая над клеточная регуляция клеточной регенерации
Специфические регуляторы клеточной регенерации
Малигнизации клеток
Химический канцерогенез
Физический канцерогенез
Вирусный канцерогенез
Особенности малигнизированных клеток
Самозащита малигнизированных клеток
Противоопухолевая защита организма
Опухолевая болезнь
Боль
Рецепторы болевой чувствительности
Проводящие пути боли
Антиноцицептивная система
Специфическая рецепция опиоидных пептидов
Механизмы действия опиоидных пептидов в ЦНС
Опосредованное действие опиоидных пептидов
Острая боль
Хроническая боль
Стресс
Острый физиологический стресс
Хронический физиологический стресс
Патологический стресс
Типовые нарушения иммунитета
Атопия
Тестирование гиперчувствительности немедленного типа, иммунная аутоагрессия
Болезни иммунных комплексов
Гиперчувствительность замедленного типа
Трансплантационная иммунопатология
Инфекционный процесс
Радиационное повреждение
Повреждающее действие высоких и низких температур
Температурный анализатор
Эфферентные звенья терморегуляции
Типовые нарушения теплового баланса в организме
Ожоговая болезнь
Система крови
Энзимопатические гемолитические анемии
Органические повреждения клеток эритроидного ряда
Экстракорпускулярные гемолитические анемии
Кровопотеря
Возрастные и функциональные изменения эритропоэза
Белая кровь
Нейтрофилы
Эозинофилы
Базофилы
Пул агранулоцитов
Пул лимфоидных клеток
Пул тромбоцитов
Лейкозы
Гемостаз
Противосвертывающая система крови
Фибринолитическая система крови
Нарушения гемостаза
Сердечно-сосудистая система
Нарушения автоматизма сердца
Номотопные аритмии
Гетеротопные аритмии
Сердечная недостаточность
Адаптация к нагрузкам неповрежденного сердца - сердечная недостаточность
Адаптация к нагрузкам поврежденного сердца - сердечная недостаточность
Миокардит
Тампонада сердца
Венечное кровообращение
Механизмы повреждения венечных сосудов
Постинфарктные осложнения
Механизмы повреждения сосудистой системы
Механизмы быстрой регуляции артериального давления
Механизмы долгосрочной регуляции артериального давления
Система микроциркуляции
Комбинированные повреждения артериальных сосудов
Алиментарные факторы в патогенезе артериальной гипертензии
Атеросклероз
Нарушения регуляции обмена липопротеидов - атеросклероз
Патология лимфатической системы
Патология венозной системы
Дыхательная система
Нарушения нервной регуляции внешнего дыхания
Дыхательная недостаточность
Бронхиальная астма
Асфиксический синдром
Рестриктивная недостаточность дыхания
Отек легких
Патология плевры
Пищеварение в ротовой полости
Механизмы повреждений слизистой оболочки полости рта
Слюнные железы
Регуляция секреции слюнных желез
Нарушения деятельности слюнных желез
Жевание
Глотание
Пищеварительный транспортный конвейер
Нейроэндокринная регуляция моторной и секреторной функции желудка
Механизмы нарушения пищеварения в желудке
Гастрит
Механизмы язвообразования в желудке
Оперированный желудок
Пищеварение в кишечнике
Иммунная система тонкой кишки
Моторика тонкой кишки
Механизмы нарушения функций тонкой кишки
Острый перитонит
Пищеварение в толстой кишке
Типовые нарушения функции толстой кишки
Поджелудочная железа
Типовые нарушения внешнесекреторной функции поджелудочной железы
Панкреатит
Печень
Защита гепатоцитов
Типовые нарушения функций гепатоцитов
Гепатит
Печеночная недостаточность
Генетические дефекты функций печени, регенерация
Желтуха
Желчевыводящие пути
Структура и функции почек
Типовые повреждения нефрона
Типовые нарушения функций почек
Почечная недостаточность
Мочевыводящие пути
Костная ткань скелета
Регуляция активности остеогенных клеток
Типовые нарушения опорно-двигательного аппарата
Компенсационная перестройка кости
Искусственная активация репаративного остеогенеза
Остеопатии
Артропатии
Типовые нарушения суставов
Артрит
Скелетные мышцы
Адаптация скелетных мышц к режиму работы
Типовые нарушения скелетных мышц
Нарушения нервно-мышечной передачи возбуждения и нейротрофических влияний
Общая характеристика гормонов
Типовые нарушения функций эндокринных клеток
Гипофиз
Эпифиз
Паращитовидные железы
Корковое вещество надпочечников
Щитовидная железа
Женская репродуктивная система
Гормональная дисфункция у женщин
Мужская репродуктивная система
Типовые нарушения функций яичек и придатков
Дисфункция гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы у мужчин
Типовые нарушения функций предстательной железы
Врожденная дисфункция гормональной регуляции репродуктивной функции у мужчин

Основными функциями сосудистой системы являются транспорт с кровью метаболитов, кислорода к клеткам тканей и выведение из них конечных продуктов обмена веществ, подлежащих выведению из организма.
Артериальная система представлена артериями, артериолами и артериоловенулярными шунтами. Она является высокоспециализированной, метаболически автономной структурой с низким уровнем энергетического обмена с преобладанием анаэробного гликолиза. Артерии подразделяют на сосуды эластического и мышечного типа. В составе стенок артерий эластического типа (аорта и ее ветви) имеется толстый медиальный слой, содержащий большое количество эластиновых волокон и немного гладкомышечных клеток. Артерии этого типа служат резервуаром, где благодаря высокой эластичности стенок происходит сглаживание толчков крови, поступающей в них в период систолы желудочков сердца. Артерии мышечного типа, средний слой которых содержит большое количество гладкомышечных клеток, выполняют роль разделительных каналов, регулирующих объем тока крови в органах и тканях. Артериолы имеют толстый гладкомышечный медиальный слой и небольшой внутренний диаметр. Основная функция артериол — регуляция объема кровотока в системе микроциркуляции. Артериоловенулярные шунты, особенно в кожных покровах, представлены короткими низкорезистентными сосудистыми соединениями между артериолами и венулами. Шунты предназначены для сброса излишков поступающей артериальной крови в период пульсовых толчков, что предохраняет клетки от чрезмерного поступления кислорода и обеспечивает адекватность обменных процессов.
Стенки артерий, в меньшей степени артериол и артериоловенулярных шунтов, постоянно подвергаются переменным гидростатическим нагрузкам при транспорте крови от сердца до периферических органов. При переменных нагрузках сосуды артериальной системы снижают уровень пульсации, давления и энергетического заряда порций крови за счет эластичности стенок, преобразования части энергии сердечного выброса и ее возвращения в период диастолы (табл. 59).

Таблица 59. Основные параметры функции сосудов


Показатель

Левый
желудочек

Артерии
эластического
типа

Артерии
мышечного
типа

Капилляры

Венулы

Вены

Гидростатическое давление, мм рт.ст.

0—120

80-120

80-40

40-20

20-0

10-0

Объем сосудов, %

 

16

25

7

12

63

Площадь сосудов, см2

 

70

300

2500

3500

280

ОПС, дин х с х см3

 

80

1040

160

80

40

Скорость кровотока, см/с

 

40

40-5

Менее 5

Менее 5

5

В состав стенки артерий входят компоненты соединительной ткани, связанные в межклеточном матриксе с эластиновыми и коллагеновыми волокнами, протеогликанами и эндотелиоцитами.
Коллагеновый компонент сосудистой стенки состоит из типов I, III, IV, V, VI и VIII. Коллаген I и III типа не оказывает влияния на проницаемость артериальной стенки. Коллаген IV типа как основной элемент базальной мембраны и субэндотелия выполняет роль селективного фильтра для молекул разного размера и заряда.

Протеогликаны — компоненты стенки сосудов, связанные в межклеточном матриксе с коллагеном, эластином и эндотелиоцитами. Являясь аморфным гелем, протеогликаны образуют растворимые и нерастворимые комплексы с апо-В-содержащими липопротеидами, ионами кальция, что индуцирует отложение нерастворимых комплексов, селективно связывающих липопротеиды, холестерин и гепарансульфат, в субэндотелии. Комплексы протеогликан/липопротеид стимулируют накопление пенистых клеток из макрофагов в сосудистой стенке. На поверхности эндотелиоцитов и в периваскулярном матриксе располагаются сульфатированные гликозаминогликаны и фибронектин; они участвуют в регуляции сосудистой проницаемости для белков плазмы крови, обеспечивают тромборезистентность эндотелия, влияют на его проницаемость для макромолекул.
Гладкие мышцы артерий резистивного типа (артериолы) представлены мелкими клетками диаметром 2—5 мкм, длиной 50—200 мкм и величиной МП 50—60 мВ. Сократительные белки таких клеток — толстые миозиновые филаменты и тонкие актиновые нити, не образующие раздельных филаментов; количество актина в 3 раза больше, чем миозина. В артериях гладкомышечные клетки ориентированы в циркулярном или спиральном направлениях. Сарколемма гладкомышечных клеток покрыта тонким слоем гликопротеинов, отделяющих одно волокно от другого.
Цитозоль (саркоплазма) гладкомышечных клеток сосудов заметно отличается по составу от цитозоля волокон скелетных мышц. В цитозоле гладкой мышцы концентрация К+ меньше, а уровень Na+ и СП больше, чем в саркоплазме волокон скелетной мышцы.
Сокращение гладких мышц артерий связано с изменением внутриклеточного содержания ионов Са2+. Гладкомышечные клетки сосудистой стенки возбуждаются при механических воздействиях (пульсовые волны) и вазоактивными медиаторами через специфические мембранные рецепторы, взаимодействующие с катехоламинами, вазопрессином и другими биологически активными веществами. При возбуждении в сарколемме открываются К - и Nа+-каналы, а вследствие возрастания кальциевой проницаемости через потенциал- и хемозависимые Са2+-каналы внутрь клетки начинают поступать из внеклеточной среды ионы кальция, выполняющие триггерную функцию. Накопление кальция ведет к высвобождению из депо, главным образом из митохондрий, внутриклеточного кальция. Концентрация Са2+ в саркоплазме достигает порогового уровня (10-5 моль) и связывается с кальмодулином — внутриклеточным рецептором свободного кальция и активатором Са2+-кальмодулинзависимой киназы легких цепей миозина — ключевого фермента сократительного механизма. Активированная киназа фосфорилирует путем гидролиза АТФ одну или две из 4 легких цепей миозина, соединенных с тяжелыми цепями. В этих условиях миозин, взаимодействуя с актином, обретает свойства активной АТФазы. Фосфорилированные легкие цепи миозина становятся подвижными, и актинмиозиновые филаменты, скользя по отношению друг к другу, вызывают сокращение гладкой мышцы сосудов. По мере реполяризации сарколеммы в саркоплазме снижение концентрации внутриклеточного кальция ведет к инактивации миозинкиназы, активации фосфатазы, дефосфорилированию миозина и расслаблению гладкой мышцы. Поскольку в гладкомышечных клетках скорость расщепления АТФ актомиозином в 100 раз медленнее, чем в скелетных мышцах, то это значительно увеличивает срок диссоциации комплекса АТФ—актин—миозин. В результате экономного расхода энергии на сокращение гладкие мышцы становятся способны длительно поддерживать тонус сосудов.
В разных участках артериальной сосудистой системы скорость сокращения и расслабления гладких мышц неодинакова. Это зависит от вариабельности содержания в них изоформ тяжелых цепей миозина с разной скоростью сокращения. Поэтому в зависимости от скорости сокращений гладкие мышцы сосудов подразделяют на фазные и тонические. Фазные гладкомышечные клетки (артерии брыжейки и др.) характеризуются спонтанной сократительной активностью за счет генерации ПД мембранным пейсмекером. Распространяясь по сарколемме, ПД стимулирует вход Са2+ в клетку и включает механизм сокращения. Тонус сосудов, содержащих много фазных гладких мышц, коррелирует с частотой ПД, генерируемых пейсмекером. Фазные гладкомышечные волокна не чувствительны к блокаде Na+-каналов тетродотоксином, но высокочувствительны к блокаторам кальциевых каналов — ионам Mg2+ и др. Тонические гладкомышечные клетки легочной артерии и др. не генерируют спонтанных ПД и возбуждаются лишь при генерации медленных платообразных потенциалов, появляющихся при колебаниях концентрации вне- и внутриклеточного кальция. Тонус артериальных сосудов, содержащих большое количество тонических гладкомышечных клеток, коррелирует со степенью деполяризации сарколеммы и частотой генерации платоподобных потенциалов.
Циклы сокращение—расслабление в гладких мышцах артерий индуцируются различными факторами, в зависимости от которых артерии подразделяют на две группы — артерии с базальным и артерии с базально-нейрогенным тонусом. Артерии с базальным тонусом обеспечивают кровоснабжение ЦНС, сердца, почек и других органов. Они сокращаются в ответ на частые и сильные растяжения стенок при возросшем ударном объеме сердца, что увеличивает степень деполяризации сарколеммы в результате открытия калиевых каналов, направляющих движение ионов К+ из клетки и открытия Nа+/Са2+-каналов с направлением движения ионов Na+ и Са2+ в клетку. Это вызывает усиление сокращений гладких мышц артерий в прямой зависимости от степени деполяризации (положительная обратная связь с базальным тонусом). Базальный тонус артериальных сосудов усиливается при недостаточном содержании в периваскулярных тканях базофильных лейкоцитов, тучных клеток, высвобождающих вазодилататоры (отрицательная обратная связь с базальным тонусом).
Изменениям базального тонуса артерий способствуют отклонения в содержании в плазме крови вазоактивных веществ — катехоламинов, гистамина, брадикинина, серотонина и др. Констрикторный эффект катехоламинов на тонус артерий ослабевает при повышении уровня гистамина и серотонина в плазме крови и возрастает при усилении поступления в кровь глюкокортикоидов и минералокортикоидов, которые сенсибилизируют гладкомышечные клетки сосудов к действию вазоконстрикторов и десенсибилизируют их к действию гистамина. Заметное влияние на тонус артериальных сосудов оказывает изменение pH саркоплазмы. Повышение pH (алкалоз) увеличивает в саркоплазме концентрацию ионов Na+ и Са2+ в результате усиления обмена ионов Na+ на ионы Н+. Положительный сдвиг в уровне этих ионов увеличивает сократимость гладкой мускулатуры артериальных сосудов. Повышение содержания ионов Н+ в саркоплазме при ацидозе, наоборот, снижает сократимость гладкой мышцы и ослабляет тонус сосудов. Изменения тонуса гладких мышц сосудов при алкалозе и ацидозе не зависят от активности а-адренорецепторов сарколеммы. Снижение базального тонуса сосудов возникает в условиях избытка вазодилататорных и дефицита вазоконстрикторных субстанций: через посредство соответствующих рецепторов в гладких мышцах уменьшается синтез цАМФ и увеличивается образование цГМФ. Это увеличивает калиевую и уменьшает натриевую проницаемость и вызывает реполяризацию сарколеммы с уменьшением числа активных Na+/Са2+-каналов. Снижение концентрации ионов Са2+ в гладкомышечных клетках способствует расслаблению сосудов. В регуляции тонуса сосудов важную роль играют эндотелиоциты, высвобождающие сосудорасширяющие или сосудосуживающие вещества при воздействии химических и/или физических раздражителей на клетку. Эндотелиальный фактор расслабления — оксид азота и указанные выше другие вазодилататоры обладают единым механизмом действия: они активируют растворимую гуанилатциклазу, а возрастание внутриклеточного содержания цГМФ ведет к расслаблению гладких мышц сосудов.
К артериям со смешанным тонусом (нейрогенным — 50—60 %, базальным 40—50 %) относятся главным образом резистивные сосуды — артерии брыжейки, подкожной клетчатки, кожи и др. Тонус резистивных сосудов находится под контролем быстрой и медленной регуляции.
Быстрая регуляция тонуса имеет два механизма реализации. Первый связан с ионными каналами сарколеммы гладкомышечных клеток, управляемыми электрическими потенциалами и через рецепторы, взаимодействующие с хемоагонистами. Второй механизм регуляции связан с функциями саркоплазматического ретикулума, управляемыми вторичными посредниками. В артериях со смешанным тонусом быстрые сокращения гладких мышц поддерживаются преимущественно за счет симпатической активности и высвобождения в терминалах аксонов норадреналина, на который реагируют адренорецепторы сарколеммы гладкомышечных клеток. В стенках артериальных сосудов нервно-мышечные синапсы практически отсутствуют, и нейромедиатор высвобождается из утолщений симпатических терминалей, локализованных исключительно в пограничной адвентициомедиальной области. За счет диффузии из этой области норадреналин достигает гладкомышечных клеток и оказывает на них возбуждающий эффект через адренорецепторы.
В симпатическом контроле тонуса сосудов участвует нейропептид У, сосуществующий вместе с норадреналином в симпатических нервах, иннервирующих сердечно-сосудистую систему. При возбуждении симпатических нервов норадреналин и нейропептид У высвобождаются одновременно. Воздействие их через соответствующие рецепторы сарколеммы на гладкомышечные клетки ведет к открытию Na+- и Са2+-каналов, генерации ВПСП и затем ПД. Усиление транспорта экзогенного кальция в саркоплазму и освобождение кальция из внутренних источников — митохондрий, саркоплазматического ретикулума инициируют сокращение гладких мышц артерий со смешанным тонусом. Накопление цАМФ до пороговой концентрации включает систему отсоса Са2+ в митохондрии и саркоплазматический ретикулум, концентрация его в саркоплазме снижается, достигает допорогового уровня, и мышца расслабляется.



 
« Основы иммунологии (Ярилин)   Основы педиатрии »