Роль структур ствола головного мозга в центральной регуляции кровообращения

В ЦЕНТРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ КРОВООБРАЩЕНИЯ

В процессе эволюции знаний о центральной регуляции кровообращения изменялись представления о доминирующей роли разных ядер ЦНС. Нейрогуморальная регуляция сердечно-сосудистой системы составляет многоуровневый контур, где структурам вентролатеральных и вентромедиальных отделов продолговатого мозга отводится ключевая роль в контроле за эффективностью функционирования сердечно-сосудистой системы. Это мнение подтверждается экспериментальными и клиническими данными [Хаютин В. М. и др., 1977; Теплов С. И., 1980; Ткаченко Б. И. и др., 1992; Кульчицкий В. А., 1993; Wil- lette R. et al., 1984; Gordon F., McCann L., 1987; Blessing W., Willoughby J., 1987; CirielloJ. et al., 1989; Blessing W., 1991].

Поддержание оптимального уровня системного артериального давления является атрибутом барорецепторного рефлекса [Хаютин В. М. и др., 1977; Вальдман А. В. и др., 1988]. Его реализация начинается с поступления сенсорной информации от барорецепторов дуги аорты и каротидного синуса по волокнам языкоглоточного и блуждающего нервов к латеральному и медиальному подъядрам ядра одиночного пути. Часть волокон проходят в дорсолатеральную часть areae postremae, а также в область nucl. ambiguus [Ross С. et al., 1984; Reis D. et al., 1988; Blessing W., 1990, 19911.

Барорецепторная информация из ядра одиночного пути поступает по трем основным путям: к сердечным вагальным нейронам, к симпатическим преганглионарным нейронам спинного мозга и к нейросекреторным клеткам гипоталамуса (секретиру- ющим вазопрессин и окситоцин). Сердечные мотонейроны блуждающего нерва, влияющие на частоту сердечных сокращений и величину сердечного выброса, расположены в дорсальном ядре блуждающего нерва (рядом с ядром солитарного пути) и в двойном ядре.

Устранение вагальных афферентных входов путем охлаждения блуждающего нерва при отсутствии артериального барорецепторного сигнала сопровождается повышением артериального давления, тахикардией и возрастанием сопротивления артериальных сосудов в скелетной мускулатуре, внутренних органах и почках, а также вызывает сокращение емкостного сопротивления сосудов внутренних органов. Исходя из этих сведений, можно сделать заключение, что сердечно-легочные вагальные афференты подавляют деятельность вазомоторных центров, которые контролируют симпатический поток, направленный на увеличение сопротивления кровеносных сосудов. Таким образом, сердечно-легочные вагальные афференты дают тонический подавляющий эффект на вазомоторные симпатические эфференты, сложным образом взаимодействуя с барорецепторным рефлексом.

В настоящее время считается, что структуры вентральных отделов продолговатого мозга участвуют в тоническом и фазном контроле интенсивности симпатической сигнализации к преган- глионарным нейронам спинного мозга, а структуры дорсальных отделов, принимая афферентные разряды от периферических рецепторов, модулируют системные и регионарные реакции сердечно-сосудистой системы.

После понтомедуллярной перерезки в течение определенного времени регистрируется лишь небольшое изменение величины артериального давления. Это позволяет считать, что управляющие сигналы от нейронов, расположенных выше продолговатого мозга, не вносят существенного вклада в формирование тонических бульбоспинальных посылок, обеспечивающих поддержание нейрогенного тонуса сосудов. Если после предварительно проведенной понтомедуллярной перерезки отделить дорсальные отделы продолговатого мозга, то также не обнаружится радикальных изменений системного артериального давления. Лишь после билатерального электролитического разрушения структур ростральной части вентральных отделов продолговатого мозга происходит быстрое (в течение 2—3 мин) падение системного артериального давления на 40—60 мм рт. ст. [Ткаченко Б. И. и др., 1992] (рис. 14).

Топография прессорных и депрессорных областей ствола головного мозга, имеющих прямое отношение к контролю уровня системного артериального давления, изучается в опытах с локальным раздражением (химическим веществом или

14. Схема понтомедуллярной перерезки.

а — разделение вентральных и дорсальных отделов продолговатого мозга; б—схема продольной перерезки ствола головного мозга (пунктирная линия). NTS — ядро одиночного пути; NPG—латеральное парагигантоклеточное ядро. 1 — проекции клеток NPG к симпатическим преганглионарным нейронам; 2 и 3 — афферентные и эфферентные связи NTS; 4 — супранукпеарные пути (по Б. И. Ткаченко и соавт., 1992) электрическим током), а также при введении с помощью микронасоса или электрофоретически в те или иные структуры головного мозга специфического лиганда рецепторов нейромедиатора, активирующего или, наоборот, разрушающего их при введении в токсических концентрациях. Так, например, разрушение ядер одиночного пути напоминает денервацию сосудистых барорецепторов и сопровождается подъемом артериального давления. Механизм развития артериальной гипертензии чрезвычайно сложен, однако доказано, что одним из звеньев этой реакции является высвобождение из гипоталамуса мощного прессорного вещества — аргинин-вазопрессина. Предполагается, что основная часть влияний нейронов одиночного пути (NTS) на функцию магноцеллюлярных клеток гипоталамуса, секретирующих аргинин-вазопрессин, реализуется через структуры вентральных отделов продолговатого мозга [Raby W., Renaud L., 1989] (рис. 15).

В продолговатом мозге выявлены рецепторные места связывания ангиотензина II (АП): в ядре одиночного пути, в дорсальных моторных ядрах блуждающего нерва, в ростральных (RVM) и вентролатеральных (VLM) отделах продолговатого мозга [Allen А. et al., 1988]. Воздействуя на эти области, ангиотензин II дает многочисленные эффекты, включая регуляцию сердечно-сосудистых и вегетативных функций. В экспериментальных исследованиях доказано, что ангиотензин участвует не только в регуляции системного артериального давления посредством влияния на водно-солевой баланс через ренин-ангиотензинную систему, но и способен влиять на функциональное состояние барорецепторной рефлекторной системы ствола головного мозга [Smith J., Barronm К., 1990].

15. Схема основных связей структур вентральных отделов продолговатого мозга, принимающих участие в нейрогуморальном контроле системного артериального давления.

Сег— мозжечок; VLM— вентральные отделы продолговатого мозга; IML — интермедиола- теральные клеточные столбы; FN — nucleus fastigii; SFO — subfornical organ; MPO — медиальная предоптическая зона; SON—nucleus olivarii superior; PVN—паравентрикулярное ядро гипоталамуса; NH— нейрогипофиз (задняя доля гипофиза); AVP—аргинин-вазопрессин (arginine vasopressin); NTS — nucleus tractus solitarii; SNA — симпатическая активность нерва; All — ангиотензин II; NPY — нейропептид Y; NA — норадреналин; A — артерии; АД — артериальное давление. Стрелками указаны афферентные и эфферентные связи (по Б. И. Ткаченко и соавт., 1992)

В опытах на анестезированных кроликах установлено, что микроинъекция селективных антагонистов опиатных рецепторов в депрессорную зону каудальной части ВОПМ оказывает тоническое депрессорное влияние на артериальное давление, хотя рефлекторные депрессорные ответы угнетаются только после инъекции в эту область мозга налоксона и антагонистов 8- и к-опиатных рецепторов [Drolet G. et al., 1991]. В противоположность этим эффектам внутривенное введение налоксона (5 мг/кг) вызывает выраженное возрастание артериального давления и не изменяет рефлекторные ответы. Следовательно, нейроны, содержащие опиатные рецепторы в каудальной части вентральных отделов продолговатого мозга, не являются специфическим компонентом артериальных депрессорных ответов. Вполне вероятно, что опиоиды оказывают тоническое генерализованное влияние на функциональное состояние нейронов каудального вентролатерального ядра.

Предлагая подобные фармакологические рекомендации, необходимо учитывать не только особенности межнейрональных связей структур ствола головного мозга, отвечающих за регуляцию деятельности сердечно-сосудистой системы, но и их модулирующую роль в системе контроля артериального давления центральных и периферических хемочувствительных образований. Следовательно, только после фундаментальных исследований особенностей нейрохимического дисбаланса в системах, контролирующих величину артериального давления, можно формулировать рациональные подходы к фармакологической коррекции патологических состояний, сопровождающихся дизрегуляцией системы кровообращения.

Прессорные структуры располагаются в ростральной части вентральных отделов продолговатого мозга, и их проекции на поверхность мозга соответствуют расположению ростральной (М) и промежуточной (S) хемочувствительной зон. Проекция депрессорных структур на вентральную поверхность продолговатого мозга соответствует местоположению каудальной хемочувствительной зоны L. Кроме упомянутых участков, на границе продолговатого и спинного мозга располагается еще одна прессорная зона — каудальная, взаимосвязанная с нейронами ростральной части вентральных отделов продолговатого мозга [Кульчицкий В. А., 1988; Gordon F., McCann L., 1987].

Нейроны ростральной части вентральных отделов продолговатого мозга (область парагигантоклеточного ядра, субретро- фасциального ядра) имеют высокоспецифичные проекции к интермедиолатеральным столбам спинного мозга, включающим в себя симпатические преганглионарные нейроны, иннервирующие сердце, сосуды различных органов и мозговое вещество надпочечников [Brody М., 1986; Dampney R. et al., 1987]. Прессорные влияния на системное артериальное давление связаны с клетками группы С1, расположенными в области рострального вентролатерального ядра продолговатого мозга.

Электрическая или химическая стимуляция нейронов рострального вентролатерального ядра сопровождается подъемом артериального давления, тахикардией, торможением барорецепторных рефлексов, высвобождением адреналина из надпочечников и аргинин-вазопрессина из нейросекреторных клеток гипоталамуса. Электрофоретическая аппликация в ростральную часть вентральных отделов продолговатого мозга глутамата, каиновой кислоты (возбуждающих аминокислот) сопровождается подъемом артериального давления [McAllen R. et al., 1982; Za- gonA., Smith A., 1990]. Можно полагать, что баланс возбуждающих и тормозных нейромедиаторов в ростральной части вентральных отделов продолговатого мозга определяет нормальный уровень артериального давления.

Нейроны каудального вентролатерального ядра включают в себя группу А1 клеток (см. ниже), содержащих норадреналин. Эти нейроны получают моно- и полисинаптические проекции от клеток ядра одиночного пути (см. рис. 12) и, не имея специфических проекций к симпатическим преганглионарным нейронам спинного мозга, тонически угнетают функциональную активность клеток ростральной части ствола мозга [Willette R. et al., 1984; Gordon F., McCann L., 1987; Blessing W., Willoughby J., 1987; Blessing W., 1991]. Посредником в данном синаптическом взаимодействии является у-аминомасляная кислота [Willette R. et al., 1984; Agarwall S. et al., 1989, 1990; Blessing W., 1988, 1990, 1991], норадреналин и энкефалины [Ciriello J. et al., 1989], угнетающие функцию симпатиковозбуждающих нейронов ростральной части вентральных отделов продолговатого мозга, содержащих нейропептид Y [Pilowsky Р. et al., 1987].

2.5. НЕЙРОГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ