Эффекты блуждающего нерва

Около двадцати лет назад общепризнанным было то, что блуждающий нерв практически не оказывает влияние на работу желудочков сердца у млекопитающих [2]. Регуляция сократи­мости миокарда, осуществляемая нервной системой, очень труд­но поддается исследованию, так как кроме нейрогенных на нее влияет множество других факторов. Для строгого контроля за этими дополнительными факторами (ЧСС, преднагрузка и пост­нагрузка, насосная функция предсердий и перфузионное давле­ние в коронарных сосудах) в лаборатории авторов данной гла­вы были разработаны три различных экспериментальных препа­рата на собаках [55]. Нанесение серии стимулов для раздраже-ния вагуса вызывает уменьшение сократимости желудочков, ве­личина которого обратно пропорциональна частоте стимуляции блуждающего нерва. При максимальной стимуляции вагуса со­кратимость миокарда желудочков снижается на 15—25%.

Эти результаты были подтверждены на множестве разнооб­разных препаратов на собаках и на других млекопитающих, включая исследования на людях. Стимуляция вагуса вызывает сдвиг рабочих диаграмм желудочков вправо, существенно умень­шает максимальную скорость повышения внутрижелудочкового давления и снижает силу сокращения миокарда желудоч­ков [56].

Много десятилетий назад Wiggers [57] показал, что пред­сердия очень чувствительны к влиянию блуждающего нерва и его результаты были полностью подтверждены [58, 59]. Пара­симпатическая иннервация предсердий значительно более обильна, чем иннервация желудочков, кроме того, здесь суще­ственно выше содержание холинэстеразы [4, 5]. Поэтому рас­стояние, на которое вынужден диффундировать Ацх, значитель­но короче в предсердиях, чем в желудочках, и реакция исчезает быстрее, вследствие более высокого содержания холинэстеразы. Это частично объясняет, почему реакция предсердий на стиму­ляцию блуждающего нерва описывается меньшими постоянны­ми времени, чем реакция желудочков.

Рис. 22.15. Изменения внутрисердечного давления, регистрируемого предсерд­ным балонным катетером, в ответ на стимуляцию блуждающего нерва пачкой, состоящей из 1, 2 или 3 стимулов (N).

Стимуляцию осуществляли в моменты времени, отмеченные стрелками. Продолжитель­ность сердечного цикла (РР) равнялась 500 и 600 мс. (Заимствовано из работы [60].)

В ранних исследованиях реакций предсердий млекопитающих на повышение активности вагуса использовали длинные се­рии импульсов и измеряли установившиеся реакции. Недавно провели изучение кратковременных инотропных реакций пред­сердия собаки на однократную стимуляцию блуждающего нер­ва или стимуляцию короткой пачкой стимулов [60]. На рис. 22.15 показаны типичные результаты, полученные при нанесении оди­ночной пачки стимулов, состоящей из одного, двух или трех стимулов, для раздражения вагуса на фоне искусственного рит­ма сердца двух разных частот. Обратите внимание, что раздра­жение вагуса одиночным стимулом вызывает уменьшение ам­плитуды сокращения предсердия на 62% при продолжительно­сти сердечного цикла 600 мс. Пачка стимулов из двух или трех импульсов полностью угнетает сокращение предсердия на 2—8 с. Отрицательная инотропная реакция была меньше при укорочении сердечного цикла до 500 мс.

Для количественного описания инотропных реакций исполь­зовали кривые эффекта блуждающего нерва. На рис. 22.16 по­казаны такие кривые для изменения продолжительности сердеч­ного цикла и сократимости предсердий. Развитие инотропной реакции во времени аналогично временному ходу второго пика хронотропной реакции. Это позволяет предположить, что физио­логические механизмы этих двух реакций могут иметь некото­рую общую стадию.

Реакция миокарда предсердий на стимуляцию блуждающего нерва зависит также от фазы сердечного цикла, в течение кото­рой подается пачка стимулов [60], точно так же, как это уста­новлено для СП и ПЖ узлов. Вспышка активности вагуса, воз­действующая на сердце в течение одной фазы сердечного цикла, может полностью подавить следующее сокращение предсердий, в то время как та же вспышка активности, возникшая в тече­ние другой фазы, может вызвать незначительный эффект. Такое влияние момента возникновения вспышки активности вагуса способно изменять вклад предсердий в наполнение желудочков.

Инотропные реакции предсердий на стимуляцию блуждаю­щего нерва имели большую величину при постоянном ритме сердца, чем когда ритм сердца мог изменяться [60]. Это отличие невозможно объяснить изменением преднагрузки. Реальное объ­яснение может основываться на свойствах динамической зави­симости силы сокращения от ЧСС, которое, вероятно, значитель­но отличается от обычных характеристик этой зависимости для установившихся условий.

Рис. 22.16. Кривые эффекта стимуляции блуждающего нерва на продолжительность сердечного цикла (РР) при естественном ритме и на дав­ление, измеряемое внутри­предсердным балонным ка­тетером (АР) при искусст­венном ритме.

Данные получены на одной и той же собаке при нанесении пачек стимулов блуждающего нерва с различными интервала­ми Р—St (Заимствовано из ра­боты 160].)

Если стимулировать блуждающий нерв в течение несколь­ких минут с постоянной частотой и интенсивностью [61], дли­тельность сердечного цикла сначала возрастает до некоторой максимальной величины, в то время как сила сокращения сни­жается до некоторого минимума (рис. 22.17). Однако постепен­но обе величины восстанавливаются до контрольных значений. Уменьшение длительности сердечного цикла до контрольного уровня наблюдается приблизительно через 15—20 с, в то время как восстановление силы сокращений происходит за 1—2 мин. Однако реакция ПЖ проведения во время непрерывной стиму­ляции вагуса не исчезает [62]. По-видимому, исчезновение раз­личных типов реакций сердца на фоне постоянной стимуляции блуждающего нерва определяется различными механизмами. Имеющиеся в настоящее время данные позволяют предположить, что значительную роль при этом играет уменьшение чув­ствительности мускариновых рецепторов к Ацх [63], т. е. рецеп­торы постепенно теряют свою способность связывать агонист, хотя нельзя полностью исключить и постепенного уменьшения освобождения Ацх из нервных окончаний во время непрерывной стимуляции.

Рис. 22.17. Изменения продолжительности сердечного цикла (вверху) и силы сокращения предсердия (внизу) в ответ на непрерывную стимуляцию блуж­дающего нерва (между стрелками).

Обратите внимание, что несмотря на непрерывную стимуляцию вагуса хронотропная и ннотропная реакции постепенно возвращаются к контрольному уровню после достиже­ния некоторого пикового значения. (Заимствовано из работы [61].)

РЕФЛЕКТОРНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Рефлекторная регуляция функций сердца изучалась очень интенсивно, и недавно было опубликовано несколько исчерпы­вающих обзоров по этому вопросу [64—68]. Здесь приводится лишь краткое описание трех наиболее важных рефлексов; барорецепторного рефлекса, рефлекса Бейнбриджа и хеморецептор:ного рефлекса.

Барорецепторный рефлекс

Барорецепторы представляют собой рецепторы, восприни­мающие механическое растяжение стенки артерий, и располо­жены в каротидных синусах и дуге аорты [65, 68]. Афферент­ные импульсы от рецепторов каротидных синусов поступают в головной мозг по нервам каротидных синусов, которые являют­ся ветвями языкоглоточных (IX пара черепных нервов). Им­пульсы от барорецепторов аорты поступают в мозг по аорталь­ным нервам, которые являются ветвями блуждающих нервов (X пара черепных нервов). Эфферентное плечо барорецепторного рефлекса образуется симпатическими и парасимпатическими волокнами.

Частота импульсации барорецепторов стенок артерий увели­чивается при повышении среднего артериального давления в об­ласти каротидных синусов и дуги аорты. Увеличение частоты импульсации в нервах каротидных синусов и аортальных нервах вызывает уменьшение нервной активности в эфферентных сим­патических волокнах и увеличение активности в эфферентных парасимпатических волокнах. Снижение симпатической актив­ности уменьшает вазомоторный тонус в резистивных и емкост­ных сосудах всего тела, способствует понижению ЧСС, увеличи­вает время ПЖ проведения и уменьшает сократимость предсер­дий и желудочков. Повышение активности блуждающего нерва вызывает те же эффекты, что и снижение симпатической актив­ности.

Противоположные изменения эфферентной симпатической в парасимпатической активности в ответ на изменение артериаль­ного давления наблюдаются только тогда, когда артериальное давление находится вблизи нормального диапазона давлений. Если артериальное давление резко снижается до аномально низкого уровня, тонус блуждающего нерва практически исче­зает. В этом случае градация рефлекторной регуляции осуще­ствляется исключительно за счет изменений эфферентной сим­патической активности. И наоборот, если артериальное давле­ние резко повышается до аномально высокого уровня, симпати­ческий тонус полностью угнетается, а градация рефлекторной регуляции осуществляется только за счет изменений эфферентной активности вагуса.