Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Участие гипоталамуса в реіуляции системного и регионарного кровообращение. /Обзор литературы/ 13
1.1. Анатомо-физиологическая характеристика гипоталамуса 13
1.2. Гипоталамическая регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы 20
1.3. Легочное кровообращение'и его регуляция 36
1.4. Кровоток в скелетных мышцах, его особенности
и регуляция 49
1.5. Характеристика и регуляция кровообращения в
печени 66
Глава 2. Методы исследования 83
2.1. Подход к гипоталамусу,и его раздражение 83
2.2. Регистрация показателей кровообращения 88
2.3. Определение и регистрация кислородных показателей крови и тканей 97
2.4. Хирургическое и фармакологическое выключение иннервации 100
2.5. Статистическая обработка результатов исследования 102
2.6. Сокращения и условные обозначения 103
Глава 3. Изменение кровообращения при раздражении гипоталаглуса 105
3.1. Влияние раздражения различных структур гипота ламуса на артериальное давление и частоту сокращений сердца 107
3.2. Изменение основных показателей гемодинамики во время раздражения некоторых структур гипоталамуса 124
3.3. Участие главных рефлексогенных зон сердечно-сосудистой системы в ее реакциях на раздражение гипоталамуса 133
3.4. Обсуждение результатов исследования 142
Глава 4. Нижние раздражения гипоталамуса на кровообращение и оксиешацию крови в легких 155
4.1. Влияние раздражения различных структур гипоталамуса на давление в малом круге кровообращения 157
4.2. Изменения легочного кровотока при раздражении некоторых структур гипоталамуса 171
4.3. Влияние гипоталамического раздражения на оксиги-нацига крови в легких 188
4.4. Обсуждение результатов исследования 203
Глава 5. Изменения кровотока и напряжения кислорода в скелетной мускулатуре при раздражении гипоталамуса 222
5.1. Влияние гипоталамического раздражения на тонус сосудов бедра 224
5.2. Влияние раздражения различных структур гипоталамуса на кровоток и сосудистое сопротивление в скелетных мышцах 231
5.3. Влияние раздражения гипоталамуса на напряжение и потребление кислорода в скелетных мышцах 241
5.4. Участие рефлекторных механизмов в гипоталамиче-ских влияниях на мышечный кровоток 258
5.5. Обсуждение результатов исследования 262
Глава 6. Изменения кровотока и напряжения кислорода в печени при раздражении гипоталамуса 281
6.1. Изменения кровотока в печеночной артерии при раздражении гипоталамуса 282
6.2. Влияние гипоталамического раздражения на воротное кровообращение 290
6.3. Взаимоотношения межцу артериальным и воротным кровотоком в печени 307
6.4. Изменения напряжения кислорода в печени при раздражении гипоталамуса и их связь с печеночным кровообращением 312
6.5. Обсуждение результатов исследования 322
Выводы 366
- Гипоталамическая регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы
- Определение и регистрация кислородных показателей крови и тканей
- Влияние раздражения различных структур гипота ламуса на артериальное давление и частоту сокращений сердца
- Влияние раздражения различных структур гипоталамуса на давление в малом круге кровообращения
Введение к работе
Актуальность проблемы. Более 50 лет гипоталамус привлекает к себе пристальное внимание морфологов, физиологов, эндокринологов и клиницистов. Несмотря на значительные успехи в изучении строения и функций этой области головного мозга, вопрос о гипоталами-ческой регуляции вегетативных функций и в частности кровообращения продолжает оставаться одним из наиболее сложных и актуальных в физиологии висцеральных систем»
Многочисленными исследованиями установлено участие гипоталамуса в регуляции водно-солевого, белкового, жирового и углеводного обменов, деятельности пищеварительного аппарата, дыхательной, лимфатической и выделительной систем, желез внутренней секреции. С гипоталамусом также связывают регуляцию гомеостаза, терморегуляцию, смену сна и бодрствования, эмоционально-поведенческие реакции, осуществление некоторых сложных безусловных рефжек-сов, таких как защитный, пищевой, половой, и другие /И.И.ІУСЄЦ-кийДЭЗб; Н.И.ГращенковД964; А.В.ТонкихД965; А.Ф.Макарченко и А.Д.ДинабургД971; О.Г.Баклаваджян,1981; Hess Д947Д954Д957;
Gellaorn ,1957; Sager ,1962; Lisander Д979/.
Собран большой экспериментальный материал, свидетельствующий о важной роли гипоталамуса в регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы /А.В.ТонкихД965; А.В.ВальдманД976Д979; О.Г. БаклаваджянД979; Hess,I938; Bard Д960; Pinotti Д963;
Zanchetfci ,1976; Hilton ,1976,1979/. Многочисленные клинические данные указывают на частые нарушения сердечно-сосудистой системы человека при поражениях гипоталамической области мозга /Н.И.Гра-щенков,1964; А.Ф.Макарченко и соавт. ,1971,1978/. Все это подтверждает большую теоретическую и практическую важность вопроса о значении гипоталамуса для регуляции системы кровообращения. Тем
не менее, в этой большой и сложной проблеме имеется немало спорных, недостаточно исследованных или даже совсем не изученных вопросов. Так, в силу не совсем понятных причин несправедливо забыт малый круг кровообращения. Наряду с немногочисленными экспериментальными исследованиями, обнаружившими выраженные влияния ЦНС на легочное кровообращение, высказывается мнение"о незначительной роли нервного контроля и о преобладании пассивных изменений гемодинамики в малом круге / Oournand ,1957; Ardisson ,1967; Д.П. Дворецкий,І97І,І977/. Нам кажется принципиально важным выяснить в какой мере гипоталамус регулирует легочное кровообращение и насколько различны его влияния на малый крут и на большой.
Уже упоминалась ведущая роль гипоталамуса в регуляции обмена веществ. Безусловно, любые сдвиги метаболизма должны сопровождаться изменениями потребления кислорода и выделения углекислого газа тканями и соответственно изменениями легочного газообмена. Возникает вопрос, не являются ли гипоталамические влияния на легочное кровообращение /также, как и на дыхание/ одним из механизмов, при помощи которого гипоталамус, приводит в соответствие тканевой метаболизм и газообмен в легких? Для ответа на этот вопрос небезынтересными были бы опыты по изучению влияния раздражения гипоталамуса на оксигенацию крови и обнаружению связи между кровообращением в легких и кислородными показателями артериальной крови.
Если наше предположение о том, что гипоталамическая регуляция сердечно-сосудистой системы в определенной степени связана с контролем кислородного обеспечения регулируемого тем же гипоталамусом тканевого метаболизма, верно, то весьма важным и интересным представляется сопоставление вызываемых раздражением гипоталамуса сдвигов регионарного кровотока и напряжения (> в соответствующих тканях, например, в печени и скелетных мышцах. Данные по этому
вопросу в литературе практически отсутствуют, а центральная регуляция печеночного кровообращения вообще не изучена. Цель и задачи исследования» Цель настоящей работы - изучить участие различных структур гипоталамуса в регуляции кровообращения в большом и малом кругах, шслородного обеспечения организма в целом, его органов и тканей и выяснить механизмы регуляторних влияний гипоталамуса на системное и регионарное кровообращение и кислородный гомеостазис. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
Изучить изменения артериального давления и основных гемо-динамических показателей цри раздражении различных структур гипоталамуса; выяснить взаимоотношения между некоторыми из этих структур и барорефдекторными механизмами продолговатого мозга.
Исследовать влияние различных структур гипоталамуса на легочное кровообращение и оксигенацию крови в легких; проанализировать взаимоотношения между кислородными показателями артериальной крови и легочным кровообращением.
Выяснить особенности влияния раздражения отдельных структур гипоталамуса на кровоток и напряжение С^ в скелетной мускулатуре и на потребление (^ мышцами.
Изучить изменения портального и артериального кровообращения в печени при раздражении тех же структур гипоталамуса и сопоставить их с изменениями напряжения (^ в паренхиме печени.
Сравнить регионарные особенности реакций кровотока и напряжения 02 на гипоталамическое раздражение и сформулировать положение о функциональной роли гипоталамуса в регуляции большого и малого кругов кровообращения.
Основные положения, которые выносятся на защиту:
I. Электрическое раздражение гипоталамуса сопровождается изменениями основных показателей гемодинамики, направление и вели-
чина которых: зависят от места и параметров раздражения, а также от функционального состояния сердечно-сосудистой системы, характеризующегося исходными величинами регистрируемых показателей» Эффективность влияния, одних и тех. же структур гипоталамуса на системное и легочное кровообращение неодинакова, что указывает на возможность избирательного воздействия некоторых, гипоталами-ческих- структур на сосуды малого круга»
2» В основе изменений давления в правом желудочке сердца и в малом круге во время стимуляции гипоталамуса лежат активные со -судодвигателыше реакции в легких, реализуемые путем активации альфа-адренергической иннервации легочных, сосудов. Изменения оксигенации крови в легких, наблюдаемые при этом, прямо пропорциональны сдвигам давления в артериях малого круга»
3. Раздражение большинства гипоталамических структур увеличивает кровоток в скелетных мышцах: и потребление ими С^» Изменения Pq в скелетной мускулатуре во время стимуляции гипоталамуса определяются соотношением сдвигов кровотока и потребления Oq мышцами, а также, по-видимому, перераспределением мышечного кровотока между нутритивными и ненутритивными сосудами» Увеличение не-нутритивното кровотока в скелетной мускулатуре способствует возврату крови к сердцу и увеличению сердечного выброса»
4» Воротный кровоток во время раздражения гипоталамуса изменяется за счет сужения сосудов кишечника и портальных сосудов печени* Изменения артериального кровоснабжения печени связаны со сдвигами артериального давления или обусловлены активными сосудо-двигателнными реакциями» Вазомоторный и метаболический эффекты гипоталамического раздражения в печени сопряжены таким образом, что метаболизм в печени и потребление ею On изменяются только в тех. случаях, когда имеют место активные сосудодвигательные реакции в артериальном русле печени.
5. Роль гипоталамуса в регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы состоит в поддержании кислородного гомеостазиса в организме. Посредством влияния на кровообращение и вентиляцию легких гипоталамус поддерживает необходимый уровень газообмена и оксигенации крови, а при помощи регионарных сосуцодвигательных реакций в большом круге обеспечивает соответствие доставки кровью О2 потребностям органов и тканей, функционирование которых контролируется гипоталамусом в ходе осуществления интегрированных эмоционально-поведенческих и гомеостатических реакций. Научная новизна результатов исследования. Изучено распределение прессорннх и депрессорных точек в пределах гипоталамуса для большого и малого кругов кровообращения; произведена количественная оценка влияния различных гипоталамических структур на артериальное давление. Впервые показано неодинаковое, дифференцированное влияние барорецептивных рефлексов продолговатого мозга на сосудо-двигателыше реакции, вызываемые раздражением различных участков гипоталамуса.
Установлено, что причиной гипертензии в малом круге при стимуляции гипоталамуса является легочная вазоконстрикция. Впервые обнаружены изменения оксигенации крови в легких при гипоталамиче-ском раздражении и показана их корреляционная связь со сдвигами давления в малом круге.
Изучены изменения напряжения 02 в скелетных мышцах, вызванные
стимуляцией гипоталамуса, показана их количественная зависимость
от исходного уровня тканевого Pn . Выдвинута гипотеза о важном
и2 значении исходного уровня Р<% в мышечной ткани для распределения
и2 увеличенного гипоталамическим раздражением кровотока между нутри-
тивными и ненутритивными сосудами в скелетной мускулатуре и как следствие - для определения направления изменений транскапиллярного обмена, потребления 0^ и напряжения ( в мышцах.
Впервые исследованы изменения кровообращения иРп в печени
и2 при раздражении гипоталамуса, установлена способность внутрипе-
ченочных сосудов воротной системы к активным изменениям просвета в ответ на стимуляцию различных гипоталамических структур. Показано, что гипоталамус наряду с сосудодвигательными оказывает на печень также и метаболические влияния и что оба эти эффекта сопряжены между собой.
Новым является развиваемый в работе подход, в соответствии с которым сосудодвигателыше реакции в различных органах и тканях, возникающие в ответ на раздражение гипоталамуса рассматриваются в тесной связи с их функцией кислородного обеспечения метаболизма этих органов и тканей.
Теоретическое и практическое значение работы. На основании фактов, полученных экспериментальным путем, выявленных взаимосвязей и закономерностей развивается представление о важной роли гипоталамуса в регуляции адекватного обеспечения органов и тканей организма кислородом и питательными веществами в соответствии с метаболическими потребностями этих органов при различных режимах функционирования организма. Исходя из развиваемой гипотезы роль гипоталамуса в регуляции большого и малого кругов кровообращения состоит не только в гемодинамическом обеспечении эмоционально-поведенческих реакций, но также в поддержании кислородного гомео-стазиса путем изменения газообмена в легких за счет сосудодвига-тельных реакций в малом круте, путем влияния на метаболизм органов и тканей, а также в результате регуляции распределения кровотока /и кислорода/ между этими органами, входящими в большой круг кровообращения.
Обнаруженные в работе резко выраженные прессорные реакции в системе сосудов низкого давления /в малом круге и в портальных
- II -
сосудах/ во время раздражения некоторых гипоталамических структур позволяют предположить участие гипоталамуса как одного из этиологических факторов в развитии легочной и портальной регионарных ги-пертензий. Полученные данные и их интерпретация могут быть использованы при создании или пересмотре моделей этих и некоторых других заболеваний сердечно-сосудистой системы и разработке новых методов их лечения.
Основные положения работы включены в курс лекций по физиологии человека и животных и в спецкурс по физиологии кровообращения, читаемый на кафедре физиологии человека и животных Киевского университета. По теме диссертации опубликовано 53 работы. Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на: X /Ереван,1964/, XI /Ленинград, 1970/, ХП /Тбилиси,1975/ и ХШ /Алма-Ата, 1979/ сьездах Всесоюзного физиологического общества имени И.П.Павлова;
IX /Запорожье,1972/, X /Одесса,1977/ и XI /Днепропетровск,1982/ сьездах Украинского физиологического общества имени И.П.Павлова; Всесоюзных конференциях по возрастной и экспериментальной кардиологии /Владимир,1968/ и по регуляции регионарного кровообращения /Ленинград, 1968/;
Ш /1971/, ІУ /1976/ и У /1982/ Всесоюзных конференциях по физиологии вегетативной нервной системы /Дилижан, Ереван/; I /Ленинград,1970/, П /Киев, 1973/, Ш /Волгоград,1977/ и ІУ /Герно-поль,1981/ Всесоюзных симпозиумах по центральной регуляции кровообращения;
П Всесоюзном симпозиуме "Венозное кровообращение и лимфообращение" Дфа, 1981/;
заседании Итальянского общества экспериментальной биологии /Сиена, 1966/;
- 12 -заседаниях секций физиологии кровообращения и физиологии дыхания Киевского отделения Украинского физиологического общества /1973, 1980, 1982/;
научных конференциях Киевского университета /1966-1980/. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, четырех глав собственных исследований с обсуждением, заключения и выводов. Работа содержит 434 страницы машинописного текста, в том числе 60 рисунков, 20 таблиц и список использованной литературы, включающий 609 названий, /218 отечественных и 391 работу иностранных авторов/.
- ІЗ -
Гипоталамическая регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы
Этот вопрос представляет особый интерес не только потоиу.что является предметом настоящей работы, но и в связи с теоретической и практической значимостью, а также в связи с огромным количеством экспериментальных исследований, посвященных ему. Не имея возможности рассмотреть и проанализировать все эти работы, остановимся лишь на наиболее важных исследованиях, определяющих направление поисков в этой области науки.
Изменения артериального давления при -раздражении гипоталамуса. Уже упоминавшиеся опыты Карплгоса и Крейдля были, очевидно, нервыми, в которых показано влияние гипоталамуса на артериальное давление» Раздражение основания мозга вокруг воронки гипофиза вызывало значительное повышение ДД наряду с другими признаками возбуждения симпатической нервной системы. Реакция сохранялась после удаления гипофиза и надпочечников /Karpius и. кгеіаі ,1927/. Обширные и тщательные исследования локализации возбудимых структур в гипоталамусе кошки были проведены Рэнсоном, Мегуном и их сотрудниками, которые, впервые применив стереотаксический метод, смогли систематически и планомерно изучить эффект локального раздражения всех участков промежуточного мозга на ДД, дыхание и
Другие вегетативные ФУНКЦИИ /Kabat, Magoun a.Ranson ,1935; Ran-son,Kabat a. Magoun f1935;Magoun,Hanson a. Hetherington ,1938; Magoun , 1938,1940;Ranson a. Magoun ,1939/« В опытах ЭТИХ авторов повышение ДЦ на 35-40, иногда на 9Q-I00 мм рт.ст., возникало при раздражении очень многих точек на всем протяжении гипоталамуса, но наиболее эффективным было раздражение латеральной ги-поталамической зоны, медиального переднемозгового пучка, заднего гипоталамического ядра и прилегающей части перивентикулярной системы. Снижение давления, не более чем на 20 ми рт.ст., наблюдалось эпизодически при раздражении гораздо меньшего количества структур в пределах гипоталамуса. Относительная концентрация деп-рессорннх точек отмечена в области передней комиссуры и в преоп-тической области, что авторы связывают с прохождением там кортико-септального тракта. Изменения ДЦ не зависели от дыхания и движений животного. Авторы считают, что в гипоталамусе локализован симпатический центр, возбуждающийся при сильных эмоциях, и что парасимпатического центра нет ни в гипоталамусе, ни в преоптической области / Ranson a.Magoun ,1939; Magoun ,1940/.
Очень большие изменения АД: повышение на 60-200 мм рт.ст. или снижение на 100-120 мм /у животных с экспериментальной гипертонией/ наблюдал при электрическом или химическом раздражении гипоталамуса-у собак под хлоралозовым наркозом Bogaert van /1935,1936/. Фармакологический и хирургический анализ привел автора к выводу о том, что сдвиги ДЦ связаны с изменениями только симпатического вазомоторного тонуса и соответствующими сосудодвигательннми реакциями. Вместе с тем он отрицает существование в дне Ш желудочка сердечных и сосудистых центров и считает, что гипоталамус является только местом прохождения важных вегетативных путей от супра-гипоталамических структур к продолговатому мозгу. Следует однако подчеркнуть, что применяемое в этой работе химическое раздражение /1N раствор аммиака/ вряд ли можно считать адекватным физиологическим раздражителем.
Существенный вклад в изучение функций гипоталамуса внес Гесс / Hess ,1936,1938,1949,1957/. Применив одним из первых хроническое вживление электродов в мозг кошек, Гесс изучал влияние гипо-таламического раздражения на поведение и некоторые вегетативные реакции у бодрствущих необездвиженных животных /только ДЦ и моторику желудочно-кишечного тракта он регистрировал в условиях острого опыта на наркотизированных животных/. Гесс /1938/ установил, что раздражение переднелатерального гипоталамуса вызывает снижение АД, а заднемедиального - повышение. Порог раздражения для депрессорных реакций ниже, чем для прессорных. Эта разница особенно заметна в переходных областях, с которых, изменяя силу раздражения, можно получить разнонаправленные реакции. последующих работах /1949,1957/ Гесс обобщил данные о влиянии гипоталамуса на различные вегетативные и соматомоторные функции. Нанеся на схемы срезов мозга символы наблюдаемых реакций, он выделил в пределах гипоталамуса две области, регулирующие эти функции; X. динашгенная или эрготропная зона, расположенная: в средней и задней частях гипоталамуса, является звеном в симпатической нервной системе; ее активность проявляется при общем возбуждении организма или физической работе и 2. эндофияактическая или трофотропная зова, которая расположена в передней части гипо- таламуса и связана с парасимпатической нервной системой; в ее функции входит обеспечение защитных механизмов, разрядки и трофики. Таким образом, Гесс так же, как HBeattie Д932/ выделяет в гипоталамусе парасимпатический и симпатический механизмы регуляции вегетативных процессов. В начале 40-х годов была обнаружена зависимость аффектов от частоты ГИПОТалаМИЧескОГО раздражения. В ОПЫТаХ Hare a.GeohegaDi Д939/ раздражение гипоталамуса током частотой 20-80 имп/с снижало АН, а стимуляция той же точки высокочастотными импульсами Д00-800 имп/с/ вызывала прессорный эффект. Аналогичные результаты ПОЛучеНЫ И ДРУГИМИ ИССЛеДОВатеЛЯМИ / Bronk е.а. ,1940; Pitts е.а. ,1941/, которые заключили, что конечный результат раздражения определяется частотой раздражения и почти не зависит от места раздражения. Однако Berry a.Hodes /1942/ установили, что критическая частота стимуляции, при которой депрессорные реакции переходят в прессорнне, различна в разных областях гипоталамуса: в передних и латеральных его частях она высока /10-150 имп/с/, и во многих случаях извращения реакций не происходит вообще, а в остальных областях гипоталамуса критическая частота не превышала 5 ИМП/С Grastyan е.а. Д953/, ПОЛУЧИВ ПОДОбНЫе резуЛЬТаТЫ.ПрИ шли к выводу, что частотное извращение реакции является артефактом раздражения и что в гипоталамусе имеется не только пространственная локализация симпатического и парасимпатического механизмов, но они, кроме того, обладают различными функциональными характеристиками. Реакция на раздражение гипоталамуса зависит также от силы раздражения и от функционального состояния сердечно-сосудистой системы и всего организма. Пороговые раздражения обычно вызывают депрессорные реакции, а усиление раздражающего тока приводит к повышению АД, что, вероятно, связано с более высокой возбудимостью депрессорных структур гипоталамуса. На фоне высокого исходного АД стимуляция гипоталамуса чаще приводит к его снижению, а при низком уровне АД, как правило, возникают прессорнне реакции / Berry е-а 1942; Sherrer 1962; О.В.Верзилова и Л.Н.Кондратьева,Т964; С.И.Табачникова, 1969; О.Г.Бакдаваджян и соавт.,1976/. Вид наркоза и его глубина сказываются на результатах раздражения, причем больше страдают прессорнне реакции /В.А.Цырлин,1968; Price ,1960; Boi me е.а. ,1967; Faiers е.а. ,1976/,
Определение и регистрация кислородных показателей крови и тканей
Насыщение крови кислородом. Этот показатель определяли в пробах артериальной и венозной крови при помощи комбинированного оксигемометра 057М Ленинградского объединения "Красногвардеец". Прибор предварительно калибровался по Ван-Слайку. Для этого определяли кислородную емкость пробы крови, содержание в ней 02, рассчитывали процент насыщения крови кислородом и сравнивали его с показаниями оксигемометра для этой же порции крови. Полученный таким образом поправочный коэффициент использовали затем для коррекции показаний шкалы оксигемометра отдельно для артериального и для венозного фильтров.
Содержание газов в артериальной и венозной крови. Газовый соcтав крови определяли в соответствии с основными принципами газоманометрического анализа крови /П.Е.Сыркина,195б/. Данную работу проводили на аппарате Ван-Слайка типа АІК-2 Клинского завода "1а-борприбор". В аппарате применен метод полной дегазации крови в вакууме с раздельным поглощением 0% и С02 химическим путем. В отличие от прямых объемных методов определения газового состава крови в данном случае при постоянном объеме измеряли давление до и после удаления газов, чем обеспечивалась большая точность анализа.
Содержание 0 и С02 определяли в пробах артериальной и венозной крови, взятой из сосудов до, во время раздражения и в различные сроки после раздражения гипоталамуса. Так как определение каждой пробы занимает 20-30 мин, то пробы крови, полученные в этот интервал времени хранились до анализа в герметических условиях / в шприцах, закрытых пробками/ при температуре не выше - 4С. Опыты показали, что хранение крови под слоем вазелинового масла не обеспечивает постоянства газового состава проб крови.
Кислотно-щелочное равновесие. Для исследования показателей кислотно-щелочного равновесия крови использовали анализатор рН и газов крови /pH/Blood Gas Analyser 113 / фирмы Instrumentation Laboratory Inc. /США/. На этом приборе определяли непосредственно рН, PQ И PQQ в пробах крови, а при помощи прилагаемых номограмм высчитывали остальные показатели КЩР: сдвиг буферных оснований /СБО/, истинный бикарбонат /[НС03 ] /, общий С02 /С02/ и насыщение кислородом крови. Концентрацию гемоглобина в венозной крови определяли колориметрическим методом.
Здесь, как и в предыдущих случаях пробы крови получали и сохраняли до анализа в герметических анаэробных условиях. Кровь в объеме до 1,5 мл отбирали через катетеры, введенные в боковые веточки бедренной артерии и вены в условиях сохранения кровоснабжения икроножной мышцы и выключения остальной сосудистой сети задней конечности.
Потребление кислорода. Потребление 03 скелетными мышцами рассчитывали, используя данные, полученные в предыдущей серии опытов. Зная содержание гемоглобина в пробах венозной крови, по выражению [ 14 ], предложенному Н.ВДауэр и соавт. /1970/, определяли кислородную емкость крови /КЕК/: затем по данным о насыщении артериальной и венозной крови кислородом рассчитывали содержание 02 в крови и артерио-венозную разницу 02. По записи скорости кровотока планиметрически определяли количество крови, прошедшей через мышцу за I мин, а умножив эту величину на артерио-венозную разницу 02 получали потребление 02 икроножной мышцей в мл/мин 100 г ткани.
Об изменении интенсивности потребления 02 тканью судили также и по косвенным данным. Показателем здесь служила скорость снижения Р0 в ткани, вызванного временным прекращением кровотока. Если скорость падения PQ в печени или мышце при одновременном пережатии сосудов к этим органам и раздражений гипоталамуса отличалась от этого же показателя во время пережатия без раздражения, то это свидетельствовало об изменении потребления 02 тканью в результате раздражения.
Большинство опытов проведено под искусственным контролируемым дыханием с фармакологической блокадой мионевральной передачи в скелетной мускулатуре. Для этого внутривенно вводили различные миорелаксанты; ремиолан /0,5-1 мг/кг/, прокуран /0,1-0,3 мг/кг/ или дитилин и его аналоги листенон и миорелаксин /2-4 мг/кг/. В ходе опыта по мере необходимости производили дополнительное введение дробных доз миорелаксантов.
Для выключения холинергической иннервации сосудов вводили внутривенно атропин в дозе до 0,5 мг/кг, который блокирует передачу в М-холинергических синапсах. Показателем эффективности действия атропина служило отсутствие остановки или урежения сердца во время раздражения .. периферического конца перерезанного блуждающего нерва.
Симпатическую адренергическую иннервацию выключали при помощи различных симпатолитиков, причем как правило блокаторы вводили в сосуды исследуемого органа - в легочную, печеночную или бедренную артерию и в воротную вену. Для блокады альфа-адренорецепторов применяли фентоламин и дигидроэрготамин из расчета 1-2 мг/кг, бе-та- адренергическую иннервацию выключали пропранололом /фирменные названия препаратов - обзидан, индерал/ в дозах 0,1-0,2 мг/кг.При регионарном введении блокаторов их дозировку уменьшали в 2-5 раз. Эффективность выключения адренергической иннервации проверяли сравнением величины реакции давления или кровотока на введение 1-5 мкг норадреналина или изадрина до и после адреноолокадн.
Влияние раздражения различных структур гипота ламуса на артериальное давление и частоту сокращений сердца
Только при раздражении трех структур из 15 отмечались однородные реакции. Это симпатотормозная зона, раздражение которой во всех опытах снижало АД в среднем на 15,7$, медиальное преоптическое и према-миллярное ядра, при стимуляции которых возникали прессорные реакции небольшой амплитуды /+14,5 и +10,6$ соответственно/. Что касается функциональной однородности /по изменениям артериального давления/ этих структур, то здесь следует сделать некоторые пояснения. Так, симпатотормозная зона по данным oikow е.а. /1959/ занимает очень ограниченную, весьма неопределенную в морфологическом отношении область гипоталамуса, расположенную вентрокаудаль-нее передней комиссуры. Если раздражение какой-либо точки в пределах этой зоны изредка вызывало прессорный эффект, то считалось, что данная точка находится за пределами симпатотормозной зоны, и ее исключали из дальнейшего анализа. Поэтому однородность симпатотормозной зоны по функциональным показателям является до некоторой степени искусственной. Две другие структуры гипоталамуса /медиальное преоптическое и премамиллярные ядра/ раздражались только в одном опыте и их прессорная однозначность является весьма относительной. Поэтому, упомянутые три случая не нарушают общей картины функциональной неоднородности структур гипоталамуса, хорошо выявляемой в наших опытах.
Как явствует из рис. 3.4 и табл. 3.1, наиболее выраженные прессорные реакции получены при раздражении заднего гипоталами-ческого ядра /+41,9$/, дорсо- и вентромедиального ядер /+41,3 и 38,4$/, супраоптического /+33,5$/ и мамиллярного латерального ядер /+29,8$/. Слабые прессорные реакции, не.превышавшие 20$ от исходного уровня, были характерны для латерального и медиального преоптических ядер, премамиллярного ядра и области латеральнее дорсомедиального ядра. Раздражение остальных гшіоталамических структур повышало АД на 20-30 $.
Наиболее значительное снижение АД возникало во время раздражения переднего гипоталамического ядра /на 26,7$/, латерального мамиллярного /-25,2$/ и супраоптического /-22,7$/ ядер. Паравент-рикулярное, латеральное цреоптическое, медиальное мамиллярное и супрамамиллярное ядра, а также область латеральнее дорсомедиального ядра характеризовались очень слабыми /в пределах 5-7$/ де-прессорными реакциями.
Кроме амплитуды сдвигов артериального давления в ответ на раздражение различных гипоталамических образований определенное значение для характеристики влияний данной структуры имеет частота возникновения реакций того или иного направления. Приводимый в данной работе экспериментальный материал свидетельствует о том, что эти два показателя довольно часто не совпадают. Так, относительно умеренное снижение артериального давления на 15,7$ отмечалось в 100$ случаев раздражения симпатотормозной зоны, тогда как значительно более глубокое падение давления в ответ на стимуляцию переднего гипоталамического ядра встречалось только в II случаях из 31. Подобная ситуация имеет место и для прессорных реакций: повышение давления на 41,3$ при раздражении дорсомедиального ядра отмечалось в 59 случаях из 88, более слабое повышение этого показателя во время раздражения супрамамиллярного ядра наблюдалось гораздо чаще - в 62 случаях из 74, а прессорные реакции заднего гипоталамического ядра характеризуются очень высокими показателями амплитуды /+41,9$/ и частоты реакции /80,8$/.
Мы попытались совместить эти два показателя - амплитуду реакций и частоту их появления при раздражении - в одном показателе, характеризующем эффективность прессорного и /или/ депрессорного влияния каждой исследуемой структуры гипоталамуса. В качестве такого интегративного показателя мы предлагаем использовать произведение средней амплитуды реакции данного направления в процентах к исходному уровню и относительной частоты ее возникновения. При таком подходе становится еще более очевидной неоднородность влияний различных структур гипоталамуса на артериальное давление /рис. 3.5/.
Наиболее эффективными в прессорном отношении оказались заднее гипоталамическое ядро /показатель эффективности 3380/, дорсо-и вентромедиальные ядра /2770 и 2660/ и латеральное мамиллярное ядро /2350/. Очень слабую прессорную эффективность проявляют латеральное преоптическое ядро /29/ и область латеральнее дорсоме-диального ядра /330/. Эффективность депрессорных влияний в среднем по всему гипоталамусу выражена примерно в 3 раза слабее, чем прессорных /соответствующие средние показатели 541 и 1660/. Кроме того этот показатель, как и в случае црессорной эффективности, существенно различается для разных структур гипоталамуса. Например, депрессорная эффективность наиболее высока у симпатотормоз-ной зоны /1570/, переднего гипоталамического /948/ и супраопти-ческого /838/ ядер, довольно слабо выражена у паравентрикулярно-го, медиального мамиллярного и супрамамиллярного ядер. Соответствующие значения показателя эффективности для этих структур равны 169,188 и 115. Хотя в общем, как уже отмечалось, прессорные влияния в гипоталамусе преобладают над депрессорными, имеются структуры с противоположными соотношениями.
Влияние раздражения различных структур гипоталамуса на давление в малом круге кровообращения
Как упоминалось в обзоре литературы, имеется достаточно фактов, указывающих на участие гипоталамической области в регуляции легочного кровообращения. Так, многие авторы отмечали развитие гипертензии в малом круге и отека легких при раздражении или разрушении гипоталамуса / Maire a. Patton, 1954,1956; Bartorel-li е. а., 1954,1955,1964,1967; Aravanos е.а., 1957; Urabe е.а., 1961; Faibis е.а., 1966/. Это позволило большинству из них утверждать, что гипоталамическое возбуждение вызывает вазо-констрикцшо в легких, однако прямых доказательств этого положения упомянутые авторы не имели. В опытах с регистрацией кровотока и давления в сосудах малого круга и определением изменений сосудистого сопротивления при раздражении гипоталамуса получены противоречивые результаты /Anderson a. Brown, 1967; Szidon а. Fishman, 1971/, которыми нельзя объяснить значительное повышение давления в легочных сосудах, наблвдавшееся в большинстве опытов.
Не изучено влияние различных структур гипоталамуса на легочное кровообращение, в частности на давление в сосудах малого крута. Нам известна только одна работа, посвященная этому вопросу _ Paibis е.а. /1966/, однако ее авторы не приводят количественных характеристик полученных реакций. Поэтому молено говорить об отсутствии до сих пор количественной оценки влияния различных гипоталамических образований на легочное кровообращение и сопоставления этих влияний в большом и малом кругах.
Известно, что основная функция легочного кровообращения - это обмен газов между внутренней и внешней средой организма. Молено полагать, что влияние гипоталамуса на кровоток в легких отразится на газообменной функции малого круга. Однако никакими экспериментальным данными по этому вопросу мы не располагаем.
Исходя из сказанного выше можно следующим образом сформулировать задачи данного раздела исследования: 1. Изучить влияние раздражения различных структур гипоталамуса на давление в малом круге кровообращения, дать количественную характеристику этих реакций и сравнить их с реакциями большого круга; 2. Изучить изменения кровотока в легких при раздражении некоторых структур гипоталамуса, выявить участие в них вазомоторного компонента и исследовать его; 3. Исследовать влияние гипоталамического раздражения на газовый состав крови, в частности на ее кислородные показатели, оценив такті образом изменения газообменной функции легких, и выяснить связь этих изменений со сдвигами легочного кровообращения.
Данный раздел работы выполнен в острых опытах на 128 собаках под нембуталовым наркозом как на собственном дыхании, так и на обездвиженных миорелаксантами животных с искусственным дыханием.
Основные методические приемы, использованные при выполнении указанных задач исследования: стереотаксический подход к гипоталамусу, регистрация давления в сосудах большого и малого кругов кровообращения и в желудочках сердца, ангиография легких, перфузия доли легкого венозной кровью под постоянным давлением и регистрация скорости перфузии, анализ газов артериальной и венозной крови /по Ван-Слайку/, насыщения крови кислородом /оксиге-мометрия/, напряжения кислорода в крови /полярография/, а также определение показателей кислотно-щелочного равновесия крови до, во время и в различные сроки после раздражения некоторых структур гипоталамуса.
Изучая механизмы депрессорных реакций, получаемых при раздражении переднелатеральной части гипоталамуса и описанных в предыдущей главе, мы предположили, что в их формировании могут участвовать сосуды малого круга кровообращения. Для проверки этого предположения в нескольких опытах записывали давление в одной из легочных вен. Оказалось, что при раздражении гипоталамуса наряду со снижением давления в сонной артерии происходит выраженное повышение давления в легочной вене /рис. 4.1 А/. Примерно такая же реакция наблюдается в легочной артерии и правом желудочке сердца На рис. 4.1 Б показан фрагмент опыта, в котором регистрировали давление в левом и правом желудочках сердца. Хорошо видно, что раздражение гипоталамуса относительно слабо /на 23%/ сникает давление в левом желудочке и гораздо сильнее /на lOOfo/ повышает его в правом. Оставляя пока в стороне вопрос о механизмах развития описанного явления, отметим, что противоположно направленные изменения давления в желудочках сердца свидетельствуют о возникновении неодинаковых условий на выходе из правого и левого желудочков и в соответствии с законами гомеометрическои саморегуляции указывают на возможность перехода желудочков сердца на различные режимы работы. Таким образом, возникают условия для проявления функциональной диссоциации правой и левой половин сердца по ино-тропному показателю.
