Взаимодействие симпатических и парасимпатических эффектов

Постганглионарные симпатические и парасимпатические нервные окончания в стенках сердца часто располагаются близ­ко друг к другу. Это является анатомической основой для слож­ных взаимодействий между двумя отделами вегетативной нерв­ной системы [2,4—7,33]. Было описано множество различных видов таких взаимодействий; основной из них получил назва­ние акцентированного антагонизма [33] и состоит в том, что ингибирующий эффект данного уровня парасимпатической ак­тивности выражен тем сильнее, чем выше уровень симпатиче­ской активности.

Акцентированный антагонизм обусловлен взаимодействием как на пресинаптическом, так и на постсинаптическом уровне. Под синапсом в данном случае понимают контакт между окон­чаниями постганглионарных симпатических нервных волокон и миокардиальными клетками, являющимися эффекторами медиа­тора. Пресинаптический механизм состоит в ингибировании ос­вобождения НА из окончаний постганглионарных симпатических волокон под действием Ацх. Постсинаптический механизм опо­средован взаимодействиями на уровне самих эффекторных кле­ток и, по-видимому, обусловлен циклическими нуклеотидами, цАМФ и цГМФ. В этом разделе будут рассмотрены проявления акцентированного антагонизма в регуляции ЧСС и сократимо­сти миокарда, а также пресинаптические механизмы, принимаю­щие участие в этом процессе. Постсинаптические аспекты тако­го взаимодействия будут описаны в главе 24.

Проявления акцентированного антагонизма. Акцентирован­ный антагонизм, принимающий участие в регуляции сердечного ритма вегетативной нервной системой, проиллюстрирован на рис. 22.8. В этом эксперименте [34] супрамаксимальная стиму­ляция блуждающего нерва с частотой 8 Гц (слева) вызывает снижение ЧСС на 80 уд. в 1 мин в отсутствие стимуляции симпатических нервов (S=0, темные кружки). При стимуляции одних сердечных симпатических нервов с частотой 4 Гц (8=4) ЧСС повышается на 80 уд. в 1 мин (темные треугольники). Если при таком уровне симпатической стимуляции (S=4) од­новременно производить стимуляцию блуждающего нерва с ча­стотой 8 Гц, то ЧСС снижается на 170 уд. в 1 мин (темные треугольники). Следовательно, отрицательное хронотропное действие данного уровня активности блуждающего нерва выра­жено значительно сильнее на фоне повышенной симпатической активности, чем если эта активность отсутствует.

Рис. 22.8. Изменение ЧСС, вызванные одновременной стимуляцией левого блуж­дающего нерва и правого звездчатого ганглия собаки.

Символами обозначены экспериментальные данные, а сплошные линии получены в ре­зультате регрессионного анализа. Цифры вдоль кривых обозначают частоты (в Гц) сти­муляции звездчатого ганглия (S) и блуждающего нерва (V). (Заимствовано из рабо­ты [34].)

Ингибирующее действие блуждающего нерва на миокард предсердий [35] и желудочков [36—38] также усиливается по мере повышения уровня симпатической активности. В экспери­менте, показанном на рис. °2.9, стимуляция вагуса (метка собы­тий А и В) практически не влияет на сократимость миокарда желудочков, если активность симпатической нервной системы отсутствует [38]. Однако на фоне стимуляции симпатической нервной системы (между метками 1 и 2) стимуляция блуждаю­щего нерва той же интенсивности (метка событий Б) вызывает существенное угнетение сократимости миокарда желудочков. Эти результаты позволяют предположить, что угнетающее влия­ние блуждающего нерва на миокард желудочков состоит пре­имущественно в противодействии влиянию высокого уровня симпатической активности.

Рис. 22.9. Изменения давления в левом желудочке сердца собаки, сокращаю­щемся в изоволюмическом режиме.

Изменения вызваны супрамаксимальной стимуляцией блуждающего нерва (20 Гц) до (А), во время (Б) и после (В) стимуляции левого звездчатого ганглия (2 Гц между отметками 1 и 2). (Заимствовано из работы [38].)

Рис. 22.10. Выход катехоламинов (КА) в кровь коронарного синуса сердца со­баки в отсутствие симпатической стимуляции (светлые столбцы), в ответ на стимуляцию сердечного симпатического нерва (10 Гц, заштрихованный столбец) и при одновременой стимуляции симпатических (10 Гц) нервов и блуждающего нерва (темные столбцы). (Заимствовано из работы [401.)

Пресинаптический механизм акцентированного антагонизма. Различные типы рецепторов, принимающие участие в регуляции освобождения НА, скорее всего располагаются в миокарде на окончаниях постганглионарных симпатических нервных волокон. Одним из таких рецепторов является мускариновый холинергический рецептор, стимуляция которого вызывает ингибирование освобождения НА из симпатических нервных окончаний [39].

Такое пресинаптическое ингибирование освобождения НА продемонстрировано в эксперименте, показанном на рис. 22.10. При стандартной стимуляции сердечных симпатических нервов наркотизированной собаки выход катехоламинов (КА) в кровь венечного синуса составляет около 12 мг/мин [40]. Если одно­временно стимулировать блуждающий нерв, то выход КА умень­шается в зависимости от частоты стимуляции. При стимуляции с частотой 1 Гц (Vg 1) наблюдается 25% снижение выхода КА. Если частоту стимуляции увеличить до 16 Гц, выход КА сни­жается до 30% по сравнению с тем, который наблюдается в от­сутствие стимуляции блуждающего нерва. Такое значительное угнетение освобождения НА позволяет частично объяснить ос­лабление инотропной реакции на симпатическую стимуляцию на фоне активности блуждающего нерва, а также относительно слабый отрицательный инотропный эффект стимуляции вагуса в отсутствие фонового уровня симпатической активности (см. рис. 22.9).

НЕЙРОГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ПРЕДСЕРДНО-ЖЕЛУДОЧКОВОГО ПРОВЕДЕНИЯ

Регуляция в установившихся условиях

Изучение прямого влияния активности блуждающего нерва на ПЖ проведение лучше всего проводить в условиях постоян­ного искусственного ритма сердца. Это связано с тем, что изме­нение продолжительности сердечного цикла само по себе спо­собно влиять на время ПЖ проведения. Удлинение сердечного цикла может вызвать заметное уменьшение времени ПЖ прове­дения, а укорочение сердечного цикла вызывает противополож­ный эффект. Таким образом, без искусственного ритма сердца повышение активности блуждающего нерва, приведет к удлине­нию сердечного цикла, а это косвенным образом уменьшит вре­мя ПЖ проведения, в то время как прямое действие парасим­патической активности состоит в удлинении интервала ПЖ проведения. Прямой и косвенный эффекты направлены в проти­воположные стороны, поэтому суммарный эффект может быть нулевым. Следовательно, происходящие при стимуляции блуж­дающего нерва изменения продолжительности сердечного цик­ла маскируют' прямое влияние нервной системы на ПЖ прове­дение. Таким образом, результаты исследований влияния сти­муляции блуждающего нерва на ПЖ проведение, осуществляе­мых на фоне естественного синусового ритма сердца, могут быть неверно истолкованы. Пока еще нет сведений об аналогич­ных исследованиях симпатической регуляции ПЖ проведения и его связи с продолжительностью сердечного цикла в этом случае. Несомненно, однако, что при таких исследованиях так­же необходима осторожная интерпретация результатов.

Уже давно было известно, что активность блуждающего нер­ва способна угнетать ПЖ проведение в сердце наркотизирован­ных животных. В настоящее время ясно также, что парасимпа­тическая активность является важным детерминирующим фак­тором ПЖ проведения и у бодрствующих людей. Существенное удлинение времени ПЖ проведения у тренированных спортсме­нов приписывается повышенному тонусу блуждающего нерва. При постоянном искусственном ритме сердца у человека повы­шение артериального давления вызывает значительное рефлек­торное удлинение интервала А—Н (но не интервала Н—V);

падение артериального давления вызывает противоположный эффект [41]. Эти изменения ПЖ проведения блокируются атро­пином. Прямая стимуляция нервов каротидного синуса у боль­ных вызывает существенное удлинение ПЖ интервала на фоне искусственного ритма сердца [42]. Эта реакция развивается с латентным периодом порядка 1 с, достигает максимума через 5 с, а затем эффект постепенно уменьшается и через 20 с выхо­дит на установившийся уровень. И в этом случае основную роль играет активность блуждающего нерва, а вклад симпатической системы минимален.

Рис. 22.11. Сравнение эффектов стимуляции блуждающего нерва и звездчатого ганглия на проведение в ПЖ узле.

На каждом из графиков представлены результаты типичного эксперимента. В каче­стве показателя времени проведения по ПЖ узлу использовали интервал между момен­том активации межпредсердной перегородки и моментом активации пучка Тиса (интервал а—h на гисограмме). В экспериментах использовали серию стимулов длитель­ностью 100 мс для стимуляции левого блуждающего нерва (вверху) и правого звездчатого ганглия (внизу). Обратите внимание на десятикратное различие масштабов по оси абсцисс в представлении эффектов стимуляции блуждающего нерва и звездчатого ганглия. (Заимствовано из работы [45].)

У экспериментальных животных непрерывная супрамаксимальная стимуляция вагуса удлиняет время ПЖ проведения с латентным периодом менее 1 с и вызывает брадикардию с ПЖ блоком, выраженность которого может оставаться по­стоянной или меняться в течение времени [43]. Увеличение вре­мени ПЖ проведения является монотонно возрастающей функ­цией интенсивности стимуляции. Обычно полный ПЖ блок не развивается до тех пор, пока время ПЖ проведения не удлиня­ется на 50—70% от контрольного уровня. Степень удлинения ПЖ проведения при стимуляции блуждающего нерва зависит от того, насколько при этом замедляется спонтанная активность СП узла, т. е. существует тесная взаимосвязь между прямым ингибирующим действием блуждающего нерва на ПЖ узел и кос­венным стимулирующим действием на ПЖ проведение, связан­ным с сопутствующим снижением ЧСС.

В исследованиях на собаках с фибрилляцией предсердий бы­ло обнаружено простое алгебраическое суммирование противо­положных эффектов, возникающих при одновременной актив­ности двух отделов вегетативной нервной системы. Этот резуль­тат был подтвержден на собаках, сердца которых сокращались с нормальным синусовым ритмом [34]. Изменение времени ПЖ проведения в ответ на повышение активности одного из отделов вегетативной нервной системы не зависело от уровня активности другого отдела, т. е. в отношении ПЖ проведения не наблюда­ется никакого значительного взаимодействия симпатической нервной системы с парасимпатической. Это находится в резком противоречии с вегетативной регуляцией работы СП узла и со­кратимости миокарда, где такое взаимодействие сильно выра­жено [33].

Исследования влияния блокирования вегетативной нервной системы у человека выявили, что при блокировании обоих от­делов без использования искусственного водителя ритма сердца время ПЖ проведения меняется очень незначительно [44]. Ав­торы пришли к выводу, что регуляторное влияние обоих отде­лов вегетативной нервной системы на ПЖ проведение до-вольно точно сбалансировано. Несомненно, что при таком объяснении возникают проблемы, связанные с тем, что изменение ЧСС при блокировании вегетативной нервной системы также оказывает влияние на ПЖ проведение. Таким образом, отсутствие измене­ний времени ПЖ проведения может быть обусловлено равнове­сием между прямым угнетающим действием активности блуж­дающего нерва на проводящие волокна и его косвенным влия­нием через изменение ЧСС, что обсуждалось выше.