Механизмы регуляции вегетативных функций организма
Шрифт:
Согласование продукции и разрушения форменных элементов, точное соотношение различных их форм в крови, распределение в сосудистом русле и приспособление системы крови к меняющимся потребностям организма, к действию возмущающих факторов, обеспечивается комплексом регуляторных механизмов.
В настоящее время наиболее изучена регуляция системы красной крови. Многие вопросы физиологической регуляции лейко- и тромбоцитопоэза останься недостаточно ясными.
Регуляция
Эритроциты продуцируются в красном костном мозге. Родоначальником эритроцитов, как и других клеток крови, является единая стволовая клетка костного мозга (А. А. Максимов, 1909), обладающая полипотентными свойствами и способная к самоподдержанию, т.е. к пролиферации без утраты возможности всех свойственных ей дифференцировок в течение длительного времени, соответствующего длительности жизни индивида. Стволовая клетка может дифференцироваться в эритроидные, гранулоцитарные, мегакариоцитарные и лимфоцитарные элементы.
Интенсивность пролиферации и направление дифференцировки стволовых клеток костного мозга определяется некоторой совокупностью локальных условий в зоне кроветворения — «микроокружением» (количеством, состоянием и свойствами стромальных клеток: фибробластов, ретикулярных клеток, мононуклеарных макрофагов; их взаимодействием со стволовыми кроветворными клетками; числом клеток-предшественников и более зрелых, дифференцированных клеток крови и др.) и действием специфических стимуляторов (и ингибиторов) гемопоэза.
В крови здорового человека в среднем содержится 4,5—5,5 млн. эритроцитов в 1 мкл (4,5—5,5Т/л) крови. Потенциальная длительность жизни эритроцитов — 110—120 дней. Циркулируя в сосудистой системе, эритроциты выполняют свои основные функции — транспорт кислорода и углекислого газа в организме.
Эритроциты, закончившие свой жизненный цикл или подвергшиеся действию повреждающих факторов, фагоцитируются ретикулярными клетками, гистиоцитами, макрофагами, полинуклеарными лейкоцитами. Эритрофагоцитоз может происходить в костном мозге, печени, селезенке, легких и в самой крови.
В условиях стационарного состояния системы крови эритропоэз и эритродиерез хорошо уравновешены. Регуляция системы красной крови графически представлена на схеме 2.
Эритропоэз увеличивается во всех случаях, когда напряжение кислорода в крови оказывается ниже потребностей тканей организма в нем, т.е. в условиях гипоксии: при понижении парциального давления кислорода в атмосфере, при увеличении потребности в кислороде в результате различных нагрузок на организм и увеличения интенсивности метаболизма, при уменьшении поверхности легких или уменьшении проницаемости легочного барьера для кислорода, после кровопотери, при аномалиях гемоглобина и т.п. Гипоксия усиливает образование специфического гуморального стимулятора, который, оказывая прямое действие на гемопоэтическую ткань, индуцирует дифференцировку коммитированных предшественников (коммитированных, т.е. ограниченных в выборе дифференцировки) в эритробласт и поэтому называется эритропоэтином. По химической природе эритропоэтин относится к гликопротеидам.
В настоящее время можно считать доказанным, что основным органом, ответственным за продукцию эритропоэтина в организме человека и животных, являются
Эритропоэтин относится к физиологическим стимуляторам эритропоэза. Он содержится в небольших количествах в крови и моче здоровых людей и животных, гипоксия лишь усиливает его образование.
Почки обладают прямой чувствительностью к гипоксическому стимулу (Фишер, 1971). Это доказывается тем, что при перфузии изолированной почки кровью с низким напряжением кислорода в оттекающем перфузате появляется эритропоэтин. Но в целостном организме гипоксия может стимулировать выработку почкой эритропоэтина включением дополнительных общих нервных и гуморальных механизмов, вторично вызывающих снижение или перераспределение почечного кровообращения и усиливающих гипоксию, особенно коркового слоя почечной ткани, или изменяющих в почке характер метаболических процессов.
При гипоксии может развиваться реакция напряжения, или «стресс-реакция». Одним из ведущих механизмов этой реакции является изменение нейроэндокринного состояния организма: наблюдается возбуждение симпатической нервной системы и гипоталамуса, увеличение продукции гормонов гипофизом, мозговым веществом и корой надпочечников. Возбуждение симпатической нервной системы и поступление в кровь гормонов могут влиять на почечный кровоток и метаболизм в почке и тем самым менять продукцию ею эритропоэтина при гипоксии.
Действительно, в экспериментах на животных (крысы, кролики, обезьяны) установлено, что: а) раздражение ядер переднего и заднего гипоталамуса сопровождается повышением концентрации эритропоэтина в плазме и усиленным эритропоэзом, а разрушение этих ядер снижает эритропоэтический ответ на гипоксию; б) адренокортикотропный (АКТГ) и соматотропный (СТГ) гормоны гипофиза, тироксин, глюкокортикоиды, андрогены и ряд других гормонов стимулируют эритропоэз путем увеличения продукции эритропоэтина. Опосредованное эритропоэтином действие гормонов на продукцию эритроцитов доказывается тем, что реакция снимается одновременным введением с гормонами антиэритропоэтической иммунной сыворотки. Через эритропоэтин в основном усиливают эритропоэз и продукты эритродиереза.
Хотя костный мозг имеет хорошо развитую афферентную и эфферентную иннервацию и является мощной рефлексогенной зоной (В. Н. Черниговский и А. Я. Ярошевский, 1953), вопрос о прямой нервной регуляции пролиферации и дифференцировки кроветворных клеток в настоящее время решается отрицательно. Наблюдающиеся при раздражении нервов и денервации конечностей анемия и изменения в костномозговом кроветворении, очевидно, явления вторичные и обусловлены нарушениями в характере микроциркуляции, глубокими метаболическими сдвигами и дистрофическими процессами стромальных элементов и кроветворного микроокружения.