3.4. Потенциалы сосудистого происхождения

Для завершения картины рассмотрим потенциалы сосудистого происхождения, которые могут вносить вклад в величину УПП. Частично этого вопроса мы касались при рассмотрении потенциалов ГЭБ. Разность потенциалов возникает не только в области мозговых капилляров, но и в других кровеносных сосудах, причем внутренняя поверхность стенки сосудов заряжена отрицательно по отношению к наружной (P.A. Revest et al., 1993).

В последние два десятилетия представления об электрических потенциалах сосудистой системы и их роли в энергетическом обмене организма существенно расширились. В работах B. Nordenstrom (1985) показано, что стенки артерий и вен функционируют как

42

электрические изоляторы, окружающие электропроводную плазму крови. На уровне капилляров осуществляется электрический контакт плазмы крови и тканевой жидкости, которая, как и плазма, электропроводна.

Стенка сосудов состоит из эндотелия, непосредственно прилегающего к просвету сосуда. Помимо эндотелия во всех сосудах, кроме капилляров, имеются эластические и коллагеновые волокна, а также гладкомышечные клетки. Эндотелиальные клетки артерий образуют слой с высоким сопротивлением. K.A. Stanness et al. (1996) показали, что клетки аорты, выращенные в культуре совместно с астроцитами, образуют селективный барьер с удельным электрическим сопротивлением 2,9 кОм см², что примерно на порядок выше аналогичного показателя для мембраны нейронов. По данным K. Miao et al. (1993), электрическое сопротивление эндотелиальных клеток вен и артерий составляет 10-240 Мом, предполагается наличие электрического взаимодействия между эндотелиальными клетками. Сопротивление сосудистой стенки зависит в первую очередь от состояния K,⁺ Na⁺-каналов (P.A. Revest et al., 1994).

Основное воздействие на потенциалы сосудов оказывает ионный состав крови, кроме этого на них влияют потенциалы гладкомышечных клеток, степень растяжения стенок сосуда, скорость движения крови и т.д. Между наружной и внутренней поверхностью эндотелиальных и гладкомышечных клеток имеется разность потенциалов порядка несколько десятков милливольт, зависящая от ионного окружения клетки, содержания АТФ и других факторов. Изменение рН крови в сосудах оказывает влияние на ионные каналы (K⁺, Na⁺ Cl^-), а также сказывается на работе Na⁺/H⁺-насоса, что меняет поляризацию клеток эндотелия и, возможно, потенциалы гладкомышечных волокон. Изменение рН сказывается на величине мембранных потенциалов гладких мышц церебральных артерий, влияя на вазодилятацию (G. Siegel et al., 1974).

Действие ионного состава крови на потенциал стенки сосудов определяется главным образом диффузионным потенциалом, возникновение которого связано с различными концентрациями ионов вне и внутри сосуда и, возможно, в различных участках кровеносной системы. В связи с тем, что стенки капилляров проницаемы для ионов Н⁺, эти ионы играют существенную роль в потенциалообразовании. Разность потенциалов между наружной и внутренней стенкой сосуда меняется в соответствии с уравнением Нернста, причем при повышении содержания ионов Н⁺ в крови позитивный потенциал наружной поверхности сосуда увеличивается (B.E. Nordenström, 1985; 1998).

43

Влияние алкалоза или ацидоза периферической крови на сосудистые потенциалы может быть легко продемонстрировано в следующих проведенных нами экспериментах.

1. Измеряли разность потенциалов между запястьями правой и левой руки. Затем в крови левой руки создавали ацидоз. Для этого в этой руке нарушали венозный отток с помощью пережатия ее тонометрической манжеткой с давлением ниже систолического и выше диастолического и просили испытуемого произвести кистью этой руки небольшую работу (несколько раз сжать и разжать кулак). На 3-4-й минуте на пережатой руке регистрировался позитивный сдвиг разности потенциалов величиной около 2 мВ по отношению к свободной руке.

2. В крови левой руки создавали алкалоз с помощью гипервентиляции, при которой происходит вымывание СО₂. Для предотвращения развития алкалоза в правой руке ограничивали поступление в нее крови на 1 мин. с помощью тонометрической манжетки, создавая давление выше систолического. Контрольные эксперименты показали, что в отсутствии гипервентиляции пережатие тонометрической манжеткой одной из рук в течение 1 мин. не изменяло разности потенциалов между руками. При гипервентиляции регистрировался негативный сдвиг разности потенциалов величиной до 3 мВ на руке со щелочным сдвигом рН в крови по отношению к другой руке.

Эти эксперименты свидетельствуют о зависимости разности потенциалов от рН в крови обеих рук. Изменение разности потенциалов – позитивное смещение при ацидозе в крови и негативное при алкалозе - соответствует динамике потенциала под влиянием изменения концентрации водородных ионов в крови с учетом внесосудистого расположения регистрирующих электродов. Действительно, при накоплении ионов водорода внутри сосуда экстравазально происходит увеличение потенциала; при уменьшении концентрации водородных ионов в крови на наружной поверхности сосудов наблюдается негативный сдвиг потенциала.

Разность потенциалов, чувствительная к концентрации водородных ионов, выявлена также на плацентарной границе, разделяющей кровь с различным рН. Так, между кровью матери и плода регистрируется разность потенциалов величиной от 14 до 93 мВ, причем кровь матери позитивна по отношению к плоду (соответственно тому, что кровь плода более кислая). При нарастании ацидоза в крови плода разность потенциалов также увеличивается (A.P. Weedon et al., 1980). Закономерность динамики этой разности потенциалов указывает на ее диффузионную природу.

44

Поляризованность сосудистой стенки выполняет определенную полезную функцию. Установлено, что электронегативность внутренних стенок сосудов препятствует тромбообразованию, отталкивая отрицательно заряженные тромбоциты в здоровом сосуде и, наоборот, притягивая тромбоциты при повреждении сосудистой стенки. Аналогичным образом отрицательно заряженные лейкоциты мигрируют в область воспаления.

По мнению B.E. Nordenström (1998), электрические потенциалы сосудистой системы играют важную роль в энергетическом обмене организма, участвуя в переносе ионов в сосудах и тканях. Значимость этого открытия сравнивают с описанием системы кровообращения У. Гарвеем. Автор показал, что при онкологических заболеваниях нарушения в системе электрической циркуляции существенно влияют на онкогенез. Предполагается, что циркуляция энергии по меридианам связана с этой системой, и что лечебное воздействие акупунктуры осуществляется с участием электрических потенциалов сосудистого происхождения и направлено на нормализацию энергетического обмена. Не случайно точки акупунктуры отличаются по электрическим характеристикам от окружающих областей. Предполагается, что метеочувствительность в значительной мере обусловлена изменениями сосудистых потенциалов при нарушениях внешних электромагнитных полей.