Регуляция функций сердечно-сосудистой системы

Деятельность сердца, тонус стенок кровеносных сосудов и поддержание постоянства кровяного давления регулируются вегетативной нервной системой, неподконтрольной нашему сознанию. Нервные импульсы о состоянии сосудов, их тонуса поступают по сердечным нервам в сосудодвигательный центр, расположенный в продолговатом мозге. При снижении давления крови в сосудах импульсы из сосудодвигательных центров усиливают сокращения сердца, повышают тонус сосудистых стенок, сосуды суживаются, давление крови в них выравнивается. При повышении давления сила и частота сердечных сокращений уменьшаются, тонус сосудов также уменьшается, сосуды расширяются, давление нормализуется. Благодаря рефлекторным механизмам осуществляется саморегуляция сосудистого тонуса и уровня давления крови в сосудах.

В регуляции сосудистого тонуса (и, соответственно, давления крови в сосудах) участвуют также гуморальные механизмы. Изменения химического состава крови влияют на возбудимость и проводимость нервных импульсов в сердце, на силу и частоту сердечных сокращений. При всплеске эмоций (радость, страх, гнев) в кровь выбрасываются гормоны надпочечников (адреналин и норадреналин), усиливающие работу сердца и суживающие сосуды. Гормон гипоталамуса вазопрессин также суживает сосуды. Сосудорасширяющее действие оказывают ацетилхолин, гистамин и другие биологически активные вещества. В экстремальных ситуациях, например при больших кровопотерях, тонус сосудов поддерживается выбросом крови из так называемых кровяных депо (кожа, печень и др.). В то же время при потере более 30 % крови биологические механизмы не в состоянии обеспечить непрерывный ток крови, и организм может погибнуть.

Тканевая жидкость (жидкость в межклеточных пространствах различных тканей) образуется в результате фильтрации из капилляров. Она содержит воду, вещества, поступающие из крови, и продукты обмена. Лимфа (греч. lympha – «чистая вода») образуется из тканевой жидкости. В норме у взрослого человека в течение суток вырабатывается около 2 л лимфы, в которой содержится около 20 г/л белка и огромное количество лимфоцитов. Движение лимфы осуществляется благодаря сокращению скелетных мышц; в тех лимфатических сосудах, где имеются гладкие миоциты, лимфа движется также благодаря их сокращениям. Клапаны препятствуют обратному току лимфы. Скорость тока лимфы мала, однако она возрастает в 10–15 раз при физической нагрузке, так как именно мышечные сокращения в основном способствуют движению лимфы.

Лимфатическая система

Лимфатические капилляры, которые выполняют функцию всасывания из тканей коллоидных растворов белков, осуществляют вместе с венами дренаж тканей всасывание воды и растворенных в ней кристаллоидов, а также удаляют из тканей инородные частицы (обломки разрушенных клеток, микробные тела). Капилляры образуют лимфокапиллярные сети. По лимфатическим сосудам лимфа из капилляров течет к региональным лимфатическим узлам и крупным коллекторным лимфатическим стволам; по крупным лимфатическим коллекторам к стволам (яремные, кишечные, бронхосредостенные, подключичные, поясничные) и протокам (грудной, правый лимфатический), по которым лимфа оттекает в вены. Стволы и протоки впадают в венозный угол справа и слева, образованный слиянием внутренней яремной и подключичной вен, или в одну из этих вен у места соединения их друг с другом. Лежащие по пути тока лимфы лимфатические узлы выполняют барьерно-фильтрационную, лимфоцитопоэтическую, иммунопоэтическую функции.

Лимфоидная система (органы кроветворения и иммунной системы)

Иммунитет

Иммунитет (лат. immunitas – «освобождение от чего-либо») защита организма от генетически чужеродных организмов и веществ, к которым относят микроорганизмы, вирусы, черви, различные белки, клетки, в том числе и собственные измененные.

ВНИМАНИЕ

Благодаря иммунитету уничтожаются и собственные клетки организма, которые изменились генетически. А это происходит постоянно. Механизмы иммунитета удивительно точные и целесообразные. Основной биологический принцип иммунитета – распознавание своего и чужого.

При клеточных делениях, которые осуществляются в организме человека непрерывно, одна из миллиона образовавшихся клеток мутантная, т. е. становится генетически чужеродной. Иными словами, в теле человека благодаря мутациям в каждый конкретный момент должно быть около 10–20 млн генетически чужеродных клеток. Их совместное неправильное функционирование должно было бы быстро привести к гибели. Почему же этого не происходит? Лимфоидные органы вырабатывают иммунокомпетентные клетки, в первую очередь лимфоциты, а также плазмоциты (плазматические клетки), включают их в иммунный процесс, распознают и уничтожают проникшие в организм или образовавшиеся в нем клетки и другие чужеродные вещества, «несущие на себе признаки генетически чужеродной информации» (Р.В. Петров). Антигены (греч. anti – приставка, обозначающая противоположность; genos – род, происхождение) это вещества, которые несут признаки генетической чужеродности. При их попадании в организм в нем образуются нейтрализующие их защитные вещества антитела, являющиеся иммуноглобулинами (гуморальный иммунитет) или специфически реагирующими лимфоцитами (клеточный иммунитет). Т-лимфоциты обеспечивают осуществление клеточного (в основном) и гуморального иммунитета; они уничтожают чужеродные, а также собственные измененные или погибшие клетки. В-лимфоциты выполняют функции гуморального иммунитета. Производные В-лимфоцитов плазматические клетки синтезируют и выделяют в кровь и в секреты желез антитела, которые способны соединяться с соответствующими антигенами и нейтрализовать их. Антитела связываются антигенами, после чего комплекс может быть поглощен фагоцитами. Антитела специфичны. Так, после некоторых инфекционных заболеваний, например дифтерии, человек не заболевает повторно, у него возникает активный иммунитет. Но если перелить ребенку, не болевшему дифтерией, сыворотку крови человека, переболевшего ею, то первый становится невосприимчивым к дифтерии, т. е. у него возникает пассивный иммунитет.

Наряду с иммунитетом организм человека обладает неспецифической сопротивляемостью, которая зависит от многочисленных факторов. К ним относится непроницаемость здоровой кожи и слизистых оболочек для микроорганизмов; непроницаемость барьеров между кровью и тканями (гистогематических); наличие бактерицидных веществ в биологических жидкостях организма (слюна, слеза, спинномозговая жидкость, кровь); выделение вирусов почками; фагоцитарная система (макрофаги и микрофаги нейтрофильные гранулоциты); гидролитические ферменты; интерферон; лимфокины; система комплемента и др. Неспецифические защитные факторы обеззараживают даже вещества, с которыми организм ранее не встречался. Специфические начинают действовать после первичного контакта с антигеном.

Барьеры играют очень важную роль в осуществлении защиты организма. Внешние барьеры (кожа, пищеварительная, дыхательная системы) препятствуют проникновению вредных веществ извне, печень обезвреживает токсины, почки выводят токсичные продукты обмена веществ. Внутренние барьеры (гистогематические) обладают избирательной проницаемостью, они препятствуют поступлению во внутреннюю среду вредных веществ, однако внутренние барьеры обеспечивают необходимое микроокружение, при этом кровь непосредственно не контактирует с клетками. Учение о гистогематических барьерах разработал советский ученый академик Л.С. Штерн.

Лимфоидные органы

Лимфоидная система объединяет органы, обеспечивающие защиту организма от генетически чужеродных клеток или веществ, поступающих извне или образующихся в организме. Лимфоидная система включает в себя все органы, которые участвуют в образовании клеток, осуществляющих защитные реакции организма. Эти органы построены из лимфоидной ткани, которая представляет собой сеть, в петлях которой расположены клетки лимфоидного ряда: лимфоциты различной степени зрелости, молодые и зрелые плазматические клетки, а также макрофаги и другие клеточные элементы. К лимфоидной системе относятся костный мозг, тимус, скопления лимфоидной ткани, расположенные в стенках полых органов пищеварительной, дыхательной систем и мочеполового аппарата (миндалины, лимфоидные (пейеровы) бляшки тонкой кишки, одиночные лимфоидные узелки в слизистых оболочках внутренних органов), лимфатические узлы, селезенка. (рис. 64 ) Костный мозг и тимус, в которых из стволовых клеток дифференцируются лимфоциты, относятся к первичным (центральным) органам лимфоидной системы, остальные являются вторичными (периферическими). В них выселяются лимфоциты из центральных органов.

Центральные органы иммунной системы расположены в хорошо защищенных от внешних воздействий местах. Периферические органы иммунной системы расположены на путях возможного внедрения в opганизм генетически чужеродных веществ или на путях следования таких веществ, образовавшихся в самом организме.

Родоначальницей всех клеток крови и лимфоидной системы является полипотентная стволовая клетка. Стволовые клетки уже на 7–8-й неделе эмбрионального развития заселяют тимус, где осуществляется дифференцировка Т-лимфоцитов (тимусзависимых). В-лимфоциты (бурсазависимые, не зависящие в своей дифференцировки от тимуса) развиваются из стволовых клеток в костном мозге. Обе эти популяции лимфоцитов (Т– и В-лимфоциты) с током крови поступают из тимуса и костного мозга в периферические органы иммунной системы. Следует подчеркнуть, что все лимфоциты возникают из полипотентных стволовых кроветворных клеток.

Лимфоидные органы вырабатывают иммунокомпонентные клетки, в первую очередь лимфоциты, а также плазмоциты (плазматические клетки), включают их в иммунный процесс, распознают и уничтожают проникшие в организм или образовавшиеся в нем клетки и другие чужеродные вещества, «несущие на себе признаки генетически чужеродной информации» (Р.В. Петров). При попадании в организм чужеродных веществ антигенов, в нем образуются нейтрализующие их защитные вещества антитела, являющиеся иммуноглобулинами (гуморальный иммунитет), или специфически реагирующие лимфоциты (клеточнозависимый иммунитет).

Рис. 64. Схема расположения центральных и периферических органов иммунной системы человека. 1 – костный мозг; 2 – миндалины лимфоидно-глоточного кольца; 3 – тимус; 4 – лимфатические узлы (подмышечные); 5 – селезенка; 6 – лимфоидная(пейерова) бляшка; 7 – аппендикс; 8 – лимфоидные узелки

Существуют два типа лимфоцитов: Т-лимфоциты обеспечивают осуществление клеточного (в основном) и гуморального иммунитета; они уничтожают чужеродные, а также собственные измененные или погибшие клетки. В-лимфоциты выполняют функции гуморального иммунитета. Плазматические клетки, образующиеся из В-лимфоцитов – синтезируют и выделяют в кровь, в секрет желез антитела, которые способны вступать в соединение с соответствующими антигенами и нейтрализовать их. Антитела связываются с антигенами, что дает возможность поглощать их фагоцитами. В этом участвует система комплемента.

Большинство из имеющихся в организме лимфоцитов являются рецикулирующими (многократно циркулирующими) между различными средами обитания: органы иммунной системы, где эти клетки образуются, лимфатические сосуды, кровь, вновь органы иммунной системы и т. д. При этом считают, что в костный мозг и тимус лимфоциты повторно не попадают. Общая масса лимфоцитов в теле взрослого человека равна примерно 1500 г (6–1012 клеток). У новорожденного общая масса лимфоцитов в среднем составляет 150 г.

Для этого необходима их кооперация с Т-клетками. Длительность жизни циркулирующих Т-лимфоцитов достигает 4–6 месяцев, продолжительность жизни В-лимфоцитов – несколько недель.

Костный мозг

Костный мозг является одновременно органом кроветворения и иммунной системы. Выделяют красный костный мозг, который у взрослого человека располагается в ячейках губчатого вещества плоских и коротких костей, эпифизов длинных костей, и желтый костный мозг, заполняющий костномозговые полости диафизов длинных (трубчатых) костей. Общая масса костного мозга у взрослого человека равна примерно 2,5–3 кг (4,5–4,7 % массы тела). Около половины его составляет красный костный мозг, остальное желтый. Красный костный мозг состоит из стромы и кроветворных (гемопоэтических) элементов на разных стадиях развития. В ней содержатся стволовые кроветворные клетки предшественницы всех клеток крови и лимфоцитов. В красном костном мозге развиваются и созревают все клетки крови и В-лимфоциты. Красный костный мозг располагается в виде шнуров цилиндрической формы вокруг артериол. Шнуры отделены друг от друга синусоидными капиллярами. Созревшие клетки крови проникают в просветы капилляров через временные поры, образующиеся в цитоплазме эндотелиальных клеток только в момент прохождения клеток.

У новорожденного ребенка красный костный мозг занимает все костномозговые полости. Жировые клетки в красном костном мозге впервые появляются после рождения (1–6 месяцев). После 4–5 лет красный костный мозг в диафизах трубчатых костей постепенно начинает замещаться желтым костным мозгом. К 20–25 годам желтый костный мозг полностью заполняет костномозговые полости диафизов трубчатых костей. Что касается костномозговых полостей плоских костей, то в них жировые клетки составляют до 50 % объема костного мозга. Желтый костный мозг представлен в основном жировой тканью, которая заместила ретикулярную.

Тимус

Тимус является центральным органом лимфоидной системы, в котором из кроветворных стволовых клеток созревает и дифференцируется Т-лимфоциты, ответственные за реакции клеточного и гуморального иммунитета. Стволовые клетки, поступающие в тимус из костного мозга с током крови, превращаются в конечном итоге в Т-лимфоциты. Каждые сутки из тимуса в кровь поступает около 8,5 млн зрелых Т-лимфоцитов. В дальнейшем Т-лимфоциты поступают в кровь и лимфу, покидают с их током тимус и заселяют периферические органы лимфоидной системы. Тимус секретирует также вещества, влияющие на дифференцировку Т-лимфоцитов. Тимус, располагающийся в передней части верхнего средостения, состоит из двух вытянутых в длину асимметричных по величине долей правой и левой, сросшихся друг с другом в средней их части или тесно соприкасающихся на уровне их середины. Тимус достигает максимальных размеров к периоду полового созревания. Масса тимуса в 10–15 лет составляет в среднем 37,5 г. После 16 лет масса тимуса постепенно уменьшается и в 16–20 лет равняется в среднем 25,5 г, а в 21–35 лет 22,3 г., в 50–90 лет равна 13,4 г. Лимфоидная ткань тимуса не исчезает полностью даже в старческом возрасте. Она сохраняется, но в значительно меньшем количестве, чем в детском и подростковом возрасте.

В паренхиме тимуса рано появляется жировая ткань. Если у новорожденного соединительная ткань составляет только 7 % массы тимуса, то в 20 лет доля соединительной и жировой ткани достигает 40 %, а у лиц старше 50 лет до 90 %.

Паренхима тимуса состоит из более темного, расположенного по периферии долек коркового вещества, и более светлого мозгового, занимающего центральную часть долек. С возрастом зона коркового вещества становится тоньше, преобладающим постепенно становится мозговое вещество. Строма тимуса представлена сетью ретикулярных клеток и ретикулярных волокон, а также звездчатой формы эпителиоретикулоцитов, соединяющихся между собой с помощью отростков. В петлях этой сети находятся лимфоциты тимуса (тимоциты), а также небольшое количество плазматических клеток, макрофагов, гранулоцитов. В корковом веществе лимфоциты лежат более плотно, чем в мозговом.