Тема 19. Сердечно*сосудистая система
в свою очередь, подразделяются на вены со слабым развитием мышечных элементов и вены со средним и сильным развитием мышечных элементов. В венах так же, как и в артериях, различают три оболочки: внутреннюю, среднюю и наружную. При этом сте пень выраженности этих оболочек в венах существенно отличает ся. Вены безмышечного типа — это вены твердой и мягкой мозго вых оболочек, вены сетчатки глаза, костей, селезенки и плаценты. Под действием крови эти вены способны к растяжению, но ско пившаяся в них кровь сравнительно легко под действием соб ственной силы тяжести оттекает в более крупные венозные ство лы. Вены мышечного типа отличают развитием в них мышечных элементов. К таким венам относят вены нижней части туловища. Также в некоторых видах вен имеется большое количество клапа нов, что препятствует обратному току крови, под силой собствен ной тяжести. Кроме того, ритмические сокращения циркулярно расположенных мышечных пучков также способствуют продви жению крови к сердцу. Кроме того, существенная роль в продви жении крови по направлению к сердцу принадлежит сокраще ниям скелетной мускулатуры нижних конечностей.
Лимфатические сосуды
По лимфатическим сосудам происходит отток лимфы в ве нозное русло. К лимфатическим сосудам относят лимфатические капилляры, интра и экстраорганные лимфатические сосуды, от водящие лимфу от органов, и лимфатические стволы тела, к кото рым относятся грудной проток и правый лимфатический проток, впадающие в крупные вены шеи. Лимфатические капилляры яв ляются началом лимфатической системы сосудов, в которые по ступают из тканей продукты обмена веществ, а в патологических случаях — инородные частицы и микроорганизмы. Также уже давно доказано, что по лимфатическим сосудам могут распрост раняться и клетки злокачественных опухолей. Лимфатические капилляры представляют собой систему замкнутых и анастомози рующих друг с другом и пронизывающих весь организм. Диаметр
161
Раздел 2. Частная гистология
лимфатических капилляров может быть больше кровеносных. Стенка лимфатических капилляров представлена эндотелиаль ными клетками, которые, в отличие от подобных клеток крове носных капилляров, не имеют базальной мембраны. Границы клеток извилистые. Эндотелиальная трубка лимфатического ка пилляра тесно связана с окружающей соединительной тканью. У лимфатических сосудов, приводящих лимфатическую жид кость к сердцу, отличительной особенностью строения является наличие в них клапанов и хорошо развитой наружной оболочки. Это можно объяснить сходством лимфо и гемодинамических условий функционирования этих сосудов: наличием низкого дав ления и направлением тока жидкости от органов к сердцу. По размерам диаметра все лимфатические сосуды делятся на мел кие, средние и крупные. Как и вены, эти сосуды по своему строе нию могут быть безмышечными и мышечными. Мелкие сосуды главным образом являются внутриорганными лимфатическими сосудами, мышечные элементы в них отсутствуют, и их эндоте лиальная трубка окружена только соединительно тканной обо лочкой. Средние и крупные лимфатические сосуды имеют три хо рошо развитые оболочки — внутреннюю, среднюю и наружную. Во внутренней оболочке, покрытой эндотелием, находятся про дольно и косо направленные пучки коллагеновых и эластических волокон. На внутренней оболочке сосудов имеются клапаны. Они состоят из центральной соединительно тканной пластинки, покрытой с внутренней и наружной поверхностей эндотелием. Границей между внутренней и средней оболочеками лимфатиче ского сосуда является не всегда четко выраженная внутренняя эла стическая мембрана. Средняя оболочка лимфатических сосудов слабо развита в сосудах головы, верхней части туловища и верх них конечностей. В лимфатических сосудах нижних конечностей она, наоборот, выражена очень отчетливо. В стенке этих сосудов находятся пучки гладких мышечных клеток, имеющие циркуляр ное и косое направление. Мышечный слой стенки лимфатическо го сосуда достигает хорошего развития в коллекторах подвздош
162
Тема 19. Сердечно*сосудистая система
ного лимфатического сплетения, около аортальных лимфатиче ских сосудов и шейных лимфатических стволов, сопровождающих яремные вены. Наружная оболочка лимфатических сосудов обра зована рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью, которая без резких границ переходит в окружающую сое динительную ткань.
Васкуляризация. Все крупные и средние кровеносные сосуды имеют для своего питания собственную систему, носящую назва ние «сосуды сосудов». Эти сосуды необходимы для питания самой стенки крупного сосуда. В артериях сосуды сосудов проникают до глубоких слоев средней оболочки. Внутренняя оболочка артерий получает питательные вещества непосредственно из крови, про текающей в данной артерии. В диффузии питательных веществ через внутреннюю оболочку артерий большую роль играют бел ково мукополисахаридные комплексы, входящие в состав основ ного вещества стенок этих сосудов. Иннервация сосудами полу чается от вегетативной нервной системы. Нервные волокна этого отдела нервной системы, как правило, сопровождают сосуды
изаканчиваются в их стенке. По строению нервы сосудов являют ся либо миелиновыми, либо безмиелиновыми. Чувствительные нервные окончания в капиллярах многообразны по форме. Арте риоловенулярные анастомозы имеют сложные рецепторы, распо ложенные одновременно на анастомозе, артериоле и венуле. Конечные разветвления нервных волокон заканчиваются на глад ких мышечных клетках маленькими утолщениями — нервно мы шечными синапсами. Эффекторы на артериях и венах однотип ны. По ходу сосудов, особенно крупных, встречаются отдельные нервные клетки и небольшие ганглии симпатической природы. Регенерация. Кровеносные и лимфатические сосуды обладают высокой способностью к восстановлению как после травм, так
ипосле различных патологических процессов, происходящих в организме. Восстановление дефектов сосудистой стенки после ее повреждения начинается с регенерации и роста ее эндотелия. Уже через 1—2 дня на месте бывшего повреждения наблюдается
163
Раздел 2. Частная гистология
массовое амитотическое деление эндотелиальных клеток, а на 3— 4 й день появляется митотический вид размножения эндоте лиальных клеток. Мышечные пучки поврежденного сосуда, как правило, восстанавливаются более медленно и неполно по срав нению с другими тканевыми элементами сосуда. По скорости восстановления лимфатические сосуды несколько уступают кро веносным.
Сосудистые афференты
Изменения рО2, рСО2 крови, концентрация Н+, молочной кислоты, пирувата и ряда других метаболитов оказывают как локальное воздействие на стенку сосудов, так и регистрируются встроенными в стенку сосудов хеморецепторами, а также баро рецепторами, реагирующими на давление в просвете сосудов. Эти сигналы достигают центров регуляции кровообращения и дыхания. Ответы центральной нервной системы реализует дви гательная вегетативная иннервация гладкомышечной клетки стенки сосудов и миокарда. Кроме того, существует мощная система гуморальных регуляторов гладкомышечных клеток стен ки сосудов (вазоконстрикторы и вазодилататоры) и проницаемо сти эндотелия. Барорецепторы особенно многочисленны в дуге аорты и в стенке крупных вен, лежащих близко к сердцу. Эти нерв ные окончания образованы терминалями волокон, проходящих в составе блуждающего нерва. В рефлекторной регуляции крово обращения участвуют каротидный синус и каротидное тельце, а также подобные им образования дуги аорты, легочного ствола, правой подключичной артерии.
Строение и функции каротидного синуса. Каротидный синус расположен вблизи бифуркации общей сонной артерии. Это рас ширение просвета внутренней сонной артерии тотчас у места ее ответвления от общей сонной артерии. В области расширения средняя оболочка истончена, а наружная, напротив, утолщена. Здесь, в наружной оболочке, присутствуют многочисленные баро рецепторы. Если учесть, что средняя оболочка сосуда в пределах
164
Тема 19. Сердечно*сосудистая система
каротидного синуса относительно тонка, то легко представить, что нервные окончания в наружной оболочке высокочувстви тельны к любым изменениям артериального давления. Отсюда информация поступает в центры, регулирующие деятельность сердечно сосудистой системы. Нервные окончания барорецепто ров каротидного синуса — терминали волокон, проходящих в со ставе синусного нерва — ветви языкоглоточного нерва.
Каротидное тельце. Каротидное тельце реагирует на измене ния химического состава крови. Тельце расположено в стенке внутренней сонной артерии и состоит из клеточных скоплений, погруженных в густую сеть широких капилляров синусоидопо добного типа. Каждый клубочек каротидного тельца (гломус) со держит 2—3 гломусные клетки (или клетки типа I), а на перифе рии клубочка расположены 1—3 клетки типа II. Афферентные волокна для каротидного тельца содержат вещество Р и относя щиеся к кальцитониновому гену пептиды.
Клетки типа I образуют синаптические контакты с термина лями афферентных волокон. Для клеток типа I характерно обилие митохондрий, светлых, и электроноплотных синаптических пу зырьков. Клетки типа I синтезируют ацетилхолин, содержат фер мент синтеза этого нейромедиатора (холинацетилтрансфераза), а также эффективно работающую систему захвата холина. Физио логическая роль ацетилхолина остается неясной. Клетки типа I имеют Н и М холинорецепторы. Активация любого из этих типов холинорецепторов вызывает или облегчает освобождение из кле ток типа I другого нейромедиатора — дофамина. При снижении рО2 секреция дофамина из клеток типа I возрастает. Клетки типа I могут формировать между собой контакты, похожие на синапсы.
Эфферентная иннервация
На гломусных клетках заканчиваются волокна, проходящие в составе синусного нерва (Херинга), и постганглионарные во локна из верхнего шейного симпатического ганглия. Терминали этих волокон содержат светлые (ацетилхолин) или гранулярные (катехоламины) синаптические пузырьки.
165
Раздел 2. Частная гистология
Функция
Каротидное тельце регистрирует изменения рСО2 и рО2, а также сдвиги рН крови. Возбуждение передается через синапсы на афферентные нервные волокна, по которым импульсы посту пают в центры, регулирующие деятельность сердца и сосудов. Афферентные волокна от каротидного тельца проходят в составе блуждающего и синусного нервов (Херинга).
Главные клеточные типы сосудистой стенки
Гладкомышечная клетка. Просвет кровеносных сосудов умень шается при сокращении гладкомышечных клеток средней обо лочки или увеличивается при их расслаблении, что изменяет кро воснабжение органов и величину артериального давления.
Гладкомышечные клетки сосудов имеют отростки, образую щие с соседними ГМК многочисленные щелевые контакты. Такие клетки электрически сопряжены, через контакты возбуж дение (ионный ток) передается от клетки к клетке, Это обстоя тельство важно, так как в контакте с двигательными терминалями находятся только ГМК, расположенные в наружных слоях t. me dia. ГМК стенки сосудов (в особенности артериол) имеют рецеп торы к разным гуморальным факторам.
Вазоконстрикторы и вазодилататоры. Эффект вазоконстрик ции реализуется при взаимодействии агонистов с α адренорецеп торами, рецепторами серотонина, ангиотензина II, вазопрессина, тромбоксана. Стимуляция α адренорецепторов приводит к со кращению гладкомышечных клеток сосудов. Норадреналин — по преимуществу антагонист α адренорецепторов. Адреналин — антагонист α и β адренорецепторов. Если сосуд имеет гладкомы шечные клетки с преобладанием α адренорецепторов, то адрена лин вызывает сужение просвета таких сосудов.
Вазодилататоры. Если в ГМК преобладают α адренорецепто ры, то адреналин вызывает расширение просвета сосуда. Антаго нисты, вызывающие в большинстве случаев расслабление ГМК: атриопептин, брадикинин, VIP, гистамин, относящиеся к кальци тониновому гену пептиды, простагландины, оксид азота NО.
166
Тема 19. Сердечно*сосудистая система
Двигательная вегетативная иннервация. Вегетативная нерв ная система регулирует величину просвета сосудов.
Адренергическая иннервация расценивается как преимущест венно сосудосуживающая. Сосудосуживающие симпатические волокна обильно иннервируют мелкие артерии и артериолы кожи, скелетных мышц, почек и чревной области. Плотность иннервации одноименных вен значительно меньше. Сосудосужи вающий эффект реализуется при помощи норадреналина — антагониста α адренорецепторов.
Холинергическая иннервация. Парасимпатические холи нергические волокна иннервируют сосуды наружных половых органов. При половом возбуждении вследствие активации пара симпатической холинергической иннервации происходит выра женное расширение сосудов половых органов и увеличение в них кровотока. Холинергический сосудорасширяющий эффект про слежен также в отношении мелких артерий мягкой мозговой обо лочки.
Пролиферация
Численность популяции ГМК сосудистой стенки контроли руют факторы роста и цитокины. Так, цитокины макрофагов и В лимфоцитов (трансформирующий фактор роста ИЛ 1,) сдер живают пролиферацию ГМК. Эта проблема имеет важное значе ние при атеросклерозе, когда пролиферация ГМК усиливается под действием факторов роста, вырабатываемых в сосудистой стенке (тромбоцитарного фактора роста [PDGF], щелочного фак тора роста фибробластов, инсулиноподобного фактора роста 1 [IGF 1] и фактора некроза опухоли).
Фенотипы ГМК
Различают два варианта ГМК сосудистой стенки: сократи тельный и синтетический.
Сократительный фенотип. ГМК имеют многочисленные миофиламенты и отвечают на воздействие вазоконстрикторов
167
Раздел 2. Частная гистология
ивазодилататоров. Гранулярная эндоплазматическая сеть в них выражена умеренно. Подобные ГМК не способны к миграции
ине вступают в митозы, так как нечувствительны к эффектам факторов роста.
Синтетический фенотип. ГМК имеют хорошо развитые гра нулярную эндоплазматическую сеть и комплекс Гольджи, клетки синтезируют компоненты межклеточного вещества (коллаген, эластин, протеогликан), цитокины и факторы. ГМК в области атеросклеротического поражения сосудистой стенки перепрограм мируются с сократительного на синтетический фенотип. При ате росклерозе ГМК вырабатывают факторы роста (например, тромбоцитарный фактор PDGF], щелочной фактор роста фиб робластов [bFGF], усиливающие пролиферацию соседних ГМК.
Регуляция фенотипа ГМК. Эндотелий вырабатывает и секре тирует гепариноподобные вещества, поддерживающие сократи тельный фенотип ГМК. Факторы паракринной регуляции, про дуцируемые эндотелиальными клетками, контролируют тонус сосудов. Среди них — производные арахидоновой кислоты (проста гландины, лейкотриены и тромбоксаны), эндотелин 1, оксид азо та NО и др. Одни из них вызывают вазодилатацию (например, простациклин, оксид азота NО), другие — вазоконстрикцию (на пример, эндотелин 1, ангиотензин II). Недостаточность NО вы зывает повышение АД, образование атеросклеротических бляшек избыток NО может привести к коллапсу.
Эндотелиальная клетка
Стенка кровеносного сосуда очень тонко реагирует на изме нения гемодинамики и химического состава крови. Своеобраз ным чувствительным элементом, улавливающим эти измене ния, является эндотелиальная клетка, которая с одной стороны омывается кровью, а другой обращена к структурам сосудистой стенки.
168
Тема 19. Сердечно*сосудистая система
Восстановление кровотока при тромбозе.
Воздействие лигандов (АДФ и серотонина, тромбинтром бина) на эндотелиальную клетку стимулирует секрецию NO. Его мишени — расположенные поблизости ГМК. В результате рас слабления гладкомышечной клетки просвет сосуда в области тромба увеличивается, и кровоток может восстановиться. К ана логичному эффекту приводит активация других рецепторов эндо телиальной клетки: гистамина, М холинорецепторов, α2 адрено рецепторов.
Свертывание крови. Эндотелиальная клетка — важный ком понент процесса гемокоагуляции. На поверхности эндотелиаль ных клеток может происходить активация протромбина фактора ми свертывания. С другой стороны, эндотелиальная клетка проявляет антикоагуляционные свойства. Прямое участие эндо телия в свертывании крови состоит в секреции эндотелиальными клетками некоторых плазменных факторов свертывания (напри мер, фактора Виллебранда). В нормальных условиях эндотелий слабо взаимодействует с форменными элементами крови, как и с факторами свертывания крови. Эндотелиальная клетка выра батывает простациклин PGI2, тормозящий адгезию тромбоцитов.
Факторы роста и цитокины. Эндотелиальные клетки синте зируют и секретируют факторы роста и цитокины, влияющие на поведение других клеток сосудистой стенки. Этот аспект имеет важное значение в механизме развития атеросклероза, когда в ответ на патологическое воздействие со стороны тромбоцитов, макрофагов и ГМК эндотелиальные клетки вырабатывают тром боцитарный фактор роста (PDGF), щелочной фактор роста фи бробластов (bFGF), инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF 1), ИЛ 1, трансформирующий фактор роста. С другой стороны, эн дотелиальные клетки являются мишенями факторов роста и цитокинов. Например, митозы эндотелиальных клеток индуци руются щелочным фактором роста фибробластов (bFGF), а про лиферацию только эндотелиальных клеток стимулирует фактор роста эндотелиальных клеток, вырабатываемый тромбоцитами.
169
Раздел 2. Частная гистология
Цитокины из макрофагов и В лимфоцитов — трансформирую щий фактор роста (TGFp), ИЛ 1 и α ИФН — угнетают пролифе рацию эндотелиальных клеток.
Процессинг гормонов. Эндотелий участвует в модификации циркулирующих в крови гормонов и других биологически актив ных веществ. Так, в эндотелии сосудов легких происходит кон версия ангиотензина I в ангиотензин II.
Инактивация биологически активных веществ. Эндотелиаль ные клетки метаболируют норадреналин, серотонин, брадикинин, простагландины.
Расщепление липопротеинов. В эндотелиальных клетках проис ходит расщепление липопротеинов с образованием триглицери дов и холестерина.
Хоминг лимфоцитов. Венулы в паракортикальной зоне лимфа тических узлов, миндалин, пейеровой бляшки подвздошной кишки, содержащие скопление лимфоцитов, имеют высокий эндотелий, экспрессирующий на своей поверхности сосудистый адрессин, узнаваемый молекулой CD44 циркулирующих в крови лимфоцитов. В этих областях лимфоциты прикрепляются к эндо телию и выводятся из кровотока (хоминг).
Барьерная функция. Эндотелий контролирует проницаемость сосудистой стенки. Наиболее наглядно эта функция проявляется в гематоэнцефалическом и гематотимическом барьерах.
Сердце
Развитие
Сердце закладывается на 3 й неделе внутриутробного разви тия. В мезенхиме между энтодермой и висцеральным листком спланхиотомы образуются две эндокардиальные трубки, выст ланные эндотелием. Эти трубки — зачаток эндокарда. Трубки ра стут и окружаются висцеральной спланхиотомой. Эти участки спланхиотомы утолщаются и дают начало миоэпикардиальным пластинкам. По мере смыкания кишечной трубки обе закладки сближаются и срастаются. Теперь общая закладка сердца (сердеч
170