9.4. Регуляция работы сердца

Относительное постоянство параметров внутренней среды организма, быстрое и точное приспособление гемодинамики к широкому разнообразию условий, в которых находится организм, достигаются благодаря в высшей степени совершенным механизмам регуляции сердечной деятельности. У млекопитающих, птиц, рептилий и амфибий эта регуляция осуществляется принципиально одинаково и складывается из присущих самому сердцу собственных механизмов, а также внесердечных воздействий. К внутрисердечным регуляторным механизмам относят внутриклеточные, регуляцию межклеточных взаимодействий и собственно внутрисердечные нервные механизмы.. Внесердечные воздействия представлены нервной и гуморальной регуляцией.

 

9.4.1. Внутриклеточная регуляция

Внутриклеточный уровень регуляции заключается в способности кардиомиоцитов при выполнении ими специфической сократительной функции синтезировать различные белки в соответствии с уровнем их разрушения. Синтез белков происходит дифференцированно благодаря существованию специальных ауторегуляторных механизмов. Процесс этот осуществляется кардиомиоцитами во взаимодействии с соединительнотканными клетками.

Особенность кардиомиоцитов заключается в цикличности их обменных процессов, связанных с ритмом сердечной деятельности (рис. 9.22). Наиболее быстрый распад богатых энергией соединений — АТФ и гликогена — происходит в момент систолы и соответствует комплексу QRS электрокардиограммы. Ресинтез и восстановление уровня этих веществ успевает полностью осуществиться за время диастолы. Поэтому в чрезвычайных условиях при усиленной работе сердца одним из компенсаторных механизмов, адаптирующих деятельность сердца к воздействиям, является удлинение фазы диастолы.

Кардиомиоциты способны избирательно адсорбировать из циркулирующей крови и накапливать в цитоплазме вещества, поддерживающие и регулирующие их биоэнергетику, а также соединения, повышающие потребность клеток в кислороде. Последнее имеет большое приспособительное значение, так как эти влияния посредством гомеометрического механизма регуляции сократительной силы сердца вызывают увеличение силы его сокращений. Так возникающая благодаря внутриклеточным механизмам адсорбция из крови катехоламинов (адреналина, норадреналина) обеспечивает усиление сердечного кровотока что сопровождается более сильным растяжением клеток миокарда во время диастолы. (Известно, что чем больше растянуты миофибриллы, тем сильнее они сокращаются.) Следовательно, чем больше крови притекло к сердцу, тем сильнее оно растянуто во время диастолы и тем интенсивнее его сокращение. Этот механизм лежит в основе закона Франка—Старлинга (см. разд. 9.2.2).

9.4.2. Межклеточная регуляция

В сердечной мышце межклеточная регуляция связана с наличием вставочных дисков — нексусов, обеспечивающих транспорт необходимых веществ, соединение миофибрилл, переход возбуждения с клетки на клетку. Такая организация позволяет миокарду реагировать на возбуждение как синцитий. В случае выпадения функции нексусов нарушается одновременность прихода возбуждения к отдельным клеткам, синхронность сокращения мышечных волокон появляется нарушение сердечного ритма. Межклеточная регуляция включает также взаимодействие кардиомиоцитов с соединительнотканными клетками составляющими строму сердечной мышцы. Наряду с механической опорной Функцией соединительнотканные клетки являются источником пополнения кардиомиоцитов высокомолекулярными органическими соединениями, постоянно необходимыми для функции и для поддержания структуры клетки.