Нервова та гуморальна регуляція роботи серця

Нервова регуляція. Серце, позбавлене нервових зв'яз­ків з центральною нервовою системою, працює в одному ритмі і не може пристосуватись до зміни умов відпочинку та навантаження. Така адаптація можлива тільки з учас­тю нервової системи. Серце має подвійну іннервацію. Це означає, що від центральної нервової системи до серця ім­пульси передаються по симпа­тичних та парасимпатичних (блукаючих) нервах (рис. 23). Ядра парасимпатичних нер­вів знаходяться у довгастому, а симпатичних — у спинному мозку на рівні перших груд­них хребців. Звідси через ший­ні симпатичні ганглії (зокре­ма зірчастий) імпульси йдуть до серця. Ще в 1845 р. брати Вебер, подразнюючи блукаючі нерви у тварин, спостерігалисповільнюючий ефект роботи серця, а При СИЛЬНИХ ПОДраЗНенНЯХ Серце ЗуПИНЯЛОСЬ. Пізніше буЛО ВСТаНОВЛeно, що при тривалому подразненні нервів Їх сповільнюючий вплий на серце вникав. Ііе пояснюється тим, що синусний та атріовентрикулярний вуз­ли провідної його системи втрачають збудливість і не спри­ймають імпульсів, що йдуть по блукаючих нервах. Таке явище дістало назву “вислизання серця” від впливу блу­каючих нервів.

У 1867 р. брати Ціон подібним методом довели, що сим­патичні нерви, навпаки, прискорюють роботу серця, І. П. Павлов (1887) своїми дослідженнями встановив, що ці нерви змінюють не тільки частоту роботи серця, а й силу серцевих скорочень. Він помітив, що подразнення деяких гілочок блукаючого нерва не супроводжувалось зміною ритму серця, але при цьому сила його скорочень зменшу­валась. При подразненні деяких волокон симпатичних нер­вів збільшувалась сила скорочень міокарда, а частота їх залишалась незмінною. Ці нервові волокна І. П. Павлов назвав трофічними. Згадані нерви регулюють обмін речовин у серцевому м'язі і тому підсилюють або послаблюють його скорочення. Разом з тим вони змінюють збудливість і провідність збудження серцевого м'яза; блукаючі нерви зменшують збудливість і сповільнюють провідність збудження, а симпатичні діють навпаки.

Тонуси ядер цих нервів, а разом з тим і їх постійний вплив на роботу серця знаходяться ніби на різних чашах терезів. Під час відпочинку організму тонус блукаючих нервів підвищується, а симпатичних нервів — знижується, в результаті робота серця сповільнюється. В умовах фі­зичних навантажень тонус симпатичних нервів підвищу­ється, а блукаючих — знижується, робота ж серця при­скорюється. Незважаючи на такий баланс, тонус ядер блу­каючих нервів все ж таки завжди вищий, ніж симпатичних. Після перерізування симпатичних нервів серце дещо спо­вільнює свою роботу, а після перерізування блукаючих — його робота значно прискорюється.

Тонус цих нервів може змінюватись під впливом ім­пульсів, що надходять з різних органів і рефлекснних зон. Відомо, що при доїнні корови серце прискорює робо­ту, а механічне подразнення кишечнику призводить до гальмування роботи серця і навіть до його зупинки. Злегка натискуючи на очні яблука, можна сповільнити або приско­рити роботу серця залежно від збудливості симпатичних та парасимпатичних нервів.

Особливо важливе значення у зміні тонусу ядер блу­каючих нервів, а разом з тим у регуляції серцевої діяль­ності мають рефлексогенні зони, що розміщені у дузі аорти та каротидних синусах — місцях розгалужень сонних ар­терій на зовнішні та внутрішні гілки (рис. 24). У цих зо­нах є баро- та хіміорецептори, чутливі до змін тиску крові та вмісту кисню, вуглекислого газу та іонів водню. У ви­падку підвищення тиску крові в дузі аорти барорецептори збуджуються і посилають імпульси по нерву-депресору у довгастий мозок, а саме в ядра блукаючих нервів. Як на­слідок тонус цих ядер підвищується, діяльність серця по­слаблюється і тиск крові в аорті знижується до норми. Аналогічно діють рецептори каротидних синусів, посилаю­чи імпульси по окремих гілоч­ках (нерви Герінга) язикоглоткових нервів. Подібні рецепто­ри мають місце у самому сер­ці та стінках кровоносних су­дин на різних їх ділянках. Во­ни беруть участь також у ре­гуляції серцевої діяльності за­лежно від зміни тиску крові та вмісту в ній хімічних речовин.

Рефлекторна саморегуляція роботи серця може здійснюва­тись за рахунок периферичних рефлексів, рефлекторна дуга яких замикається в інтраму-ральних нервових гангліях. Перша ланка цих рефлектор­них дуг — тендорецептори, розміщені на волокнах міокар­да та у коронарних судинах. Збудження від них проходить по аферентних нервових во­локнах на вставні нейрони серцевих гангліїв далі по еферентних нервових клітинах, що іннервують міокард, на гладенькі м'язи судин серця. Ці відцентрові нейрони од­ночасно є кінцевою ланкою передачі збудження на струк­тури серця з блукаючих нервів. Таким чином, інтрамуральні еферентні нейрони (адренергічні та холінергічні) слу­жать для передачі збуджень з центральної нервової систе­ми і периферичних аферентних нервових клітин. Перифе­ричні рефлекси серця забезпечують координовану роботу шлуночків залежно від функціонального стану передсердь і коронарних судин. Так, значне розтягнення передсердь кров'ю, що прибуває, сприяє посиленню скорочень міокар­да шлуночків. ^:

Рефлекторну регуляцію роботи серця здійснює також гіпоталамус. Цей важливий відділ головного мозку, де знаходяться центри регуляції всіх вегетативних функцій, може прискорювати або сповільнювати роботу серця за­лежно від інтенсивності обміну речовин, температурного режиму, осмотичного тиску крові та міжклітинної рідини, емоцій та поведінки тварин.

Вищий центр регуляції серцевої діяльності перебуває у корі півкуль головного мозку, звідки здійснюється умовно рефлекторний вплив на роботу серця. Це підтверджується тим, що у тварин, які відчувають наближення хижаків або потрапили в інші стресові умови, робота серця швидко змі­нюється. Можна виробити штучний умовний рефлекс на прискорення роботи серця, якщо введення в організм ад­реналіну супроводжувати дзвінком.

Отже, центри, які беруть участь у регуляції роботи серця, розміщені на різних поверхах нервової системи, а саме в інтрамуральних серцевих нервових гакгліях, спин­ному і довгастому мозку, в гіпоталамусі та корі півкуль головного мозку.

Гуморальна регуляція. Робота серця здійснюється за рахунок факторів, що діють через рідини організму — кров, лімфу та міжклітинну рідину. До цих факто­рів належать гормони, гормональні речовини, ферменти, електроліти, гази, іони та вітаміни. Адреналін, який син­тезується у мозковій частині надниркоіих залоз, діючи без­посередньо на серце, стимулює його роботу подібно до симпатичних нервів. Введення адреналіну в серцевий м'яз відновлює діяльність серця, що зипинилось. Цей гормон, як і інші катехоламіни (норадреналін, симпатин), відіграє важливу роль у зміні роботи серця в стресових умовах, під час значних фізичних та емоційних напружень. І^аіехода-міни. активують ряд ферментів, що швидко перетворюють глікоген на глюкозу та забезпечують проникність клітин­них мембран для іонів кальцію. Слід зазначити, що адре­налін може виявляти протилежну дію на серцеву діяль­ність. Установлено, що він, циркулюючи у крові, підвищує юнус ядер блукаючих нервів, які викликають гальмівний ефект. Вважають, що місцева підсилююча дія адреналіну відбувається за рахунок розширення коронарних судин, яке сприяє живленню міокарда.

Механізм передачі рефлекторних впливів на серце та­кож здійснюється з участю гормональних речовин — норадреналіну та ацетилхоліну. Адренергічні еферентні нейро­ни серця більш збудливі, ніж холінергічні. Тому, коли до серця йдуть слабкі імпульси; збуджуються адренергічні нейрони. На їх закінченнях синтезується норадреналін, який, як і адреналін, стимулює роботу серця. Сильні ім­пульси гальмують адренергічні і збуджують холінергічні еферентні нейрони, які синтезують ацетилхолін, що спо­вільнює роботу серця. Ці гормональні речовини назива­ються медіаторами, тобто передавачами нервових імпуль­сів. Вони діють безпосередньо на структури серця. Ацетил. холін інактивується швидко, тому гальмівний ефект на серце зникає одразу, а піс.зя закінчення подразнення сим­патичного нерва серце ще деякий час продовжує працюва­ти у прискореному ритмі, оскільки норадреналін інактиву­ється повільніше.

Стимулюючий вплив на серце мають гормон щитовид­ної залози — тироксин, гормон росту, що синтезується в передній долі гіпофіза, глюкагон — гормон підшлункової залози, серотонін, ангеотензин та ін. Прискорює роботу серцевого мяза також АТФ, яка, розпадаючись під дією ферменту аденозинтрифосфатази, звільнює значну енергію, необхідну для скорочення міокарда.

До елементів, що беруть участь у гуморальній регуляції роботи серця, належать іони кальцію та калію, які транс­портуються до серця кров'ю. Вони конче необхідні для нор­мальної роботи серця, а саме для забезпечення збудливості та скоротливості міокарда, і тому повинні перебувати у плазмі крові у певній концентрації. При підвищенні кон­центрації іонів кальцію у крові спостерігається стимулю­ючий ефект, подібний до дії симпатичних нервів — збіль­шуються частота та сила серцевих скорочень. Поліпшують­ся збудливість міокарда та проведення збудження по ньо­му. Зовсім протилежно впливають на серце іони калію, ви­кликаючи гальмівний ефект, подібний до дії блукаючих нервів. Слід зазначити, що велика концентрація іонів каль­цію в крові, як і калію, може сповільнювати роботу серця аж до його зупинки.

Зміна напруження кисню, вуглекислого газу та кон­центрація іонів водню в крові теж впливає на діяльність серця. Воно прискорює свою роботу при зменшенні напру­ження кисню і збільшенні у крові вуглекислого газу та іонів водню. Ці фактори діють через власні рецептори серця та через хіміорецептори дуги аорти і каротндних си­нусів. Для нормальної роботи серця необхідні ферменти, АТФ і вітаміни, насамперед групи В. При зменшенні їх кількості у крові активність серця значно знижується.