Механизм возбуждения сердечной мышцы. Градиент автоматизма. Симпато-адреналовая система. Пострадиационные изменения костного мозга, ЖКТ

План

1. Механизм возбуждения сердечной мышцы. Градиент автоматизма.

2. Симпато-адреналовая  система.

3. Пострадиационные  изменения костного мозга, желудочно-кишечного  тракта, центральной нервной системы.

4. Список использованной литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Механизм возбуждения  сердечной мышцы.  Градиент автоматизма.

    Сердечная мышца относится к возбудимым тканям организма. Возбудимыми называются ткани организма, клетки которых  в ответ на тот или иной раздражитель (электрический, химический, механический) могут генерировать электрические потенциалы. Кроме того, клетки организма могут возбуждаться самопроизвольно.

    В основе механизма генерации потенциалов  клетками лежит изменение проницаемости  мембран клеток для некоторых  ионов (натрия, кальция, калия), осуществляемое по специальным структурам клеточной мембраны — ионным каналам.

    Проводимость  сердечной мышцы — процесс  распространения электрических  потенциалов, самопроизвольно возникающих  в определенных сердечных клетках.

    Сердце состоит из двух основных групп сердечных клеток: клетки рабочего миокарда, основная роль которых заключается в ритмических сокращениях, обеспечивающих насосную функцию сердца, и клетки проводящей системы. Проводящая система состоит из: 1) синусового узла, находящегося в правом предсердии; 2) атриовентрикулярного узла, находящегося на границе предсердий и желудочков; 3)непосредственно проводящей системы, включающей пучок Гисса, расположенный на границе желудочков и переходящий в левую и правую ножки и волокна Пуркинье, пронизывающие клетки рабочего миокарда желудочков.

    Одна  из главных особенностей сердечной  мышцы — это наличие особых контактов между ее клетками. Эти  контакты образованы участками мембран  прилегающих соседних клеток и, благодаря  их особым свойствам (в частности, низкому сопротивлению, в то время как мембрана кардиомиоцита вне зоны контакта обладает высоким сопротивлением), позволяют электрическому току распространяться от клетки к клетке. Поэтому сложноустроенная сердечная мышца при сокращении ведет себя почти как одна гигантская клетка.

    Роль  клеток проводящей системы заключается  в генерации возбуждения, то есть в ритмической генерации импульсов  электрического тока специфической  формы и величины. Эти импульсы исходно возникают в синусовом  узле, распространяются по проводящей системе в атриовентрикулярный узел и оттуда идут по пучку Гисса и волокнам Пуркинье, достигая клеток рабочего миокарда и вызывая их ритмические сокращения.

    Фазы  изменения возбудимости сердечной мышцы.

     Сердечная мышца относится к электровозбудимым тканям организма. Биопотенциалы, возникающие в синусном узле, вызывают процесс возбуждения в кардиомиоцитах. Процесс возбуждения — это основа функции миокарда, так как процесс сокращения — один из компонентов сложного процесса возбуждения. Возбудимость сердечной мышцы меняется в ходе процесса возбуждения — она проходит фазовые изменения. Уникальная особенность сердечной мышцы состоит в том, что фазовые изменения возбудимости в миокарде протекают в течение сотен миллисекунд и совпадают с основными компонентами процесса возбуждения — биоэлектрическими явлениями и процессом сокращения.

    Автоматизм  сердца — способность сокращаться под влиянием возникающих в нем возбуждений. Ритмическая деятельность сердца происходит благодаря наличию в области ушка правого предсердия ведущего центра автоматизма — синусно-предсердного (синусного) узла. От него по проводящим волокнам предсердий возбуждение достигает атриовентрикулярного узла, расположенного в стенке правого предсердия вблизи перегородки между предсердиями и желудочками. Здесь возбуждение переходит на миокард желудочков по волокнам пучка Гиса (предсердно-желудочкового пучка) и достигает волокон Пуркинье (сердечных проводящих миоцитов).

    В норме водителем ритма сердца является синусно-предсезонный узел; он обладает всеми качествами истинного пейсмекера (pacemaker— задаватель ритма), а именно: повышенной по сравнению с другими отделами сердца чувствительностью к влияниям гуморальной и нервной природы; спонтанной ритмической медленной деполяризацией формирующих его элементов.

    При нарушении автоматизма синусно-предсердного узла ритмические сокращения сердца могут продолжаться благодаря импульсам, возникающим в атриовентрикулярном  узле. Однако частота и сила сокращений при этом вдвое меньше, чем до нарушений в области синусно-предсердного узла. Все отделы неспецифической проводящей системы миокарда способны к автоматизму, но практически этого не происходит, поскольку высшие отделы обладают более частым ритмом спонтанной активности. Гаскелл установил закон градиента автоматизма сердца, согласно которому у всех позвоночных способность к автоматизму тем меньше, чем дальше данный участок расположен от основания сердца и чем он ближе к его верхушке. 

2. Симпато-адреналовая  система.

    Активация симпато-адреналовой системы при сердечной недостаточности возникает на наиболее раннем этапе дисфункции левого желудочка опережая активацию других нейро-гуморальных систем

    Инициируется  через угнетение барорефлекса, обусловленное  снижением среднего артериального  давления :

    * При хронической сердечной недостаточности активация симпато-адреналовой системы является перманентной и нарастает по мере ее прогрессирования 

    Дальнейшая  активация симпато-адреналовой системы  на этапе клинически развернутой  хронической сердечной недостаточности   происходит посредством т. н. эргорефлекса со скелетных мышц (через мышечные метаболические рецепторы, реагирующие на накопление в мышцах недоокисленных продуктов)

    • хеморефлекса (через хеморецепторы  каротидных  синусов и дуги аорты, реагирующих на снижен. рО2, повышен. рСО2 и   снижен.рН в артериальной крови)

    Доказательством важнейшей роли активации симпато-адреналовой  системы в прогрессировании хронической  сердечной недостаточности является достоверная прямая корреляция   между концентрацией норадреналина в крови, степенью тяжести хронической сердечной недостаточности, выраженностью дисфункции левого желудочка и риском смерти. 

    3. Пострадиационные  изменения костного  мозга, желудочно-кишечного  тракта, центральной нервной системы.

    По  закону Бергонье и Трибондо (1906 г.) радиочувствительность отдельных тканей прямопропорционально митотической активности и  обратно пропорционально степени  дифференциации клеток.  В соответствии с этим правилом по радиопоражаемости ткани можно расположить в следующем  порядке: лимфоидная ткань,  костный мозг, эпителий половых желез, кишечные железы,  эпителий кожи,  хрусталик,  эндотелий, серозные оболочки, паренхиматозные органы,  мышцы,  соединительная ткань,  хрящи,  кости, нервная ткань. Нервная ткань по радиопоражаемости стоит на последнем  месте, но нервная  система является наиболее радиочувствительной в целом организме.

    На  фоне первичных биофизических и  биохимических превращений в  организме нарастают явления  токсемии и возникают начальные  патофизиологические эффекты.

    Первичными  являются нарушения регуляторных функций  и, прежде всего, нервно-эндокринных  механизмов регуляции. Изменения их функционального состояния обусловленно непосредственно действием ионизирующего  излучения, так  и  раздражением  афферентных рецепторов с возникновением патологической интероцептивной импульсации.  Стимуляция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы  формирует  нейроэндокринные сдвиги, характерные для острой стадии стресса.  Данные сдвиги являются важнейшим патогенетическим звеном в развитии последующих прогрессирующих изменений в деятельности различных органов и тканей, и прежде всего трофических. К  их  числу должны быть отнесены такие проявления острой лучевой болезни,  как нарушения сосудистой и тканевой проницаемости,  некоторые изменения  в системе крови, обменные нарушения, снижение иммунной сопротивляемости, дистрофические изменения кожи.

    Характерной особенностью  радиационного поражения при общем внешнем облучении организма являются изменения его патогенеза по мере возрастания дозы облучения.

    Так при дозах, измеряемых 1-10 Гр рано проявляются  и  достигают высокой степени  выраженности  деструктивные  изменения в кроветворной ткани (в костном мозге). Они являются в данном случае основным звеном патогенеза радиационного поражения.  По основному звену патогенеза эта форма лучевого поражения получила название - костно-мозговой.

    При дозах  облучения  10-20  Гр к изменениям в кроветворной ткани присоединяются и становятся основой патогенеза ранние и глубокие деструктивные изменения  в  кишечнике.  По  основному звену патогенеза эта форма поражения названа - кишечной.

    При дозах более 80 Гр выраженные деструктивные  изменения развиваются рано во всех тканях. Однако основным звеном патогенеза становятся изменения в  ЦНС,  в связи с чем эта форма поражения получила название - церебральной.

    Выделение данных форм поражения достаточно условно, так как могут развиваться смешанные в патогенетическом отношении состояния.

    Самый типичный пример радиационного поражения  организма животных и человека —  острая лучевая болезнь, возникающая после равномерного тотального однократного внешнего облучения.

    Острая  лучевая болезнь - это состояние, которое возникает при однократном, повторном  или  длительном  (на протяжении нескольких часов или дней) облучении всего тела или его части проникающими  излучениями (гамма-лучи, нейтроны, рентгеновские лучи) в дозе обычно превышающей1 Гр.  Это заболевание характеризуется определенной периодичностью течения, полисиндромностью клинических проявлений, среди которых ведущими являются симптомы поражения гемопоэтической системы,  желудочно-кишечного тракта и нервной системы.

    Решающее  значение в нарушении кроветворения  имеет поражение стволовой клетки в органах кроветворении и циркулирующих.  Тем самым нарушается продукция клеток, дифференцирующихся далее по росткам кроветворения. Радиация повреждает не только пул стволовых клеток,  но и размножающиеся, дифференцированные клетки (миелобласты,  промиелоциты, миелоциты), а также пул созревающих и зрелых клеток  (метамиелоциты,  палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы).

    Облучение приводит к различным изменениям кроветворной клетки:

    1. Гибель обычно интерфазная, т.е. независимо от фазы деления

    2. Репродуктивная гибель:

    - функционирование  облученной клетки вплоть до митоза,  когда выявляются их повреждения в  виде  хромосомных  аббераций  и фрагментации ядра;

    - утрата  способности к делению цитоплазмы, что ведет к образованию двуядерных  элементов;

    - при  потере способности к делению ядра и цитоплазмы образуются гигантские формы элементов крови;

    - снижение  репродуктивной способности клеток  ведет к тому, что их потомки  утрачивают возможность делиться.

    Гематологические  изменения характеризуются различной  глубиной нарушений и фазностью развития,  соответствующих  тяжести  радиационного поражения. Фазность  и  последовательность изменений состава отдельных элементов крови и костного мозга объясняются  неодинаковой  радиочувствительностью, длительностью жизни и сроков регенирации различных кроветворных клеток.

    Наибольший  радиоповреждаемостью  обладают лимфоциты и эритроциты. Далее идут миелобласты,  мегакариоциты, промиелоциты и миелоциты. Зрелые гранулоциты  и эритроциты сохраняют свою жизнеспособность даже при смертельных дозах облучения.

    Морфологическая картина  костного  мозга претерпевает ряд фазовых изменений - вначале преобладают распад и дегенерация элементов,  затем развивается фаза гипоплазии и аплазии и , наконец, наступает интенсивная регенерация.

    Изменения состава  форменных элементов периферической крови обусловлены:

    - нарушением  кровеобразования;

    - повышенным  распадом клеток костного мозга,  лимфатических узлов и крови  из-за уменьшения их резистентности и повышения цитолитических свойств крови;

    - "утечкой"  форменных  элементов  из  кровяного  русла  в  лимфу вследствие увеличения проницаемости капилляров;

    - на  определенном этапе ОЛБ присоединяется кровоточивость и анемизирующая кровопотеря.

    Содержание  лимфоцитов снижается сразу же после  облучения  пропорционально дозе  облучения.  Это  обусловлено  быстрым  лимфолитическим действием облучения в течении 1-3 суток.Момент восстанововления совпадает по  времени с началом повышения числа гранулоцитов,  тромбоцитов, ретикулоцитов, процесс идет  медленно.  Нормализация  наступает  через несколько месяцев от начала заболевания.

    В изменениях общего содержания  гранулоцитов  выделяют  несколько фаз.

    Несмотря  на ранее  и  резкое  нарушение  эритропоэза,  содержание эритроцитов из-за  большого срока их жизни начинает медленно снижаться лишь в конце 1-2 недели заболевания.  Максимальная же анемия регистрируется в более поздние сроки (4-5 неделя и позже). Существует взаимосвязь между величиной ретикулоцитопении на 4-й день заболевания и дозой облучения.

    Изменение числа тромбоцитов после облучения в  общем  подчиняется тем же  закономерностям,  что и динамика количества нейтрофилов,  Наибольшее снижение числа нейтрофилов совпадает с максимальной депрессией уровня тромбоцитов.  А  степень снижения числа тромбоцитов в конце 3-й недели заболевания коррелирует с дозой облучения.

    Геморрагический синдром. Повышенная кровоточивость при ОЛБ имеет сложный генез. Она обусловлена :

    - изменением  состояния сосудистой стенки;

    - нарушениями  в свертывающей,  фибринолитической и кининовой системах;

    - снижением  числа тромбоцитов.

    Главной причиной  является тромбоцитопения и изменение качественных свойств кровяных пластинок.

    Клинические проявления  кровоточивости  возникают на 2-3 неделе в период разгара заболевания и совпадают с развитием выраженной  тромбоцитопении. Наиболее  характерными  симптомами  являются кровоизлияния, макро- и микроцитурия,  кровавая рвота, понос, кровохарканье. Сохраняются эти   проявления  на  протяжении  всего  периода  глубокой  (ниже 30х10х9/л) тромбоцитопении.

    Синдром инфекционных осложнений.

    Гастроинтестинальный  синдром.

    Астеногиподинамический  синдром.

    Синдром общей токсемии.

    Основное  назначение костного мозга — продукция зрелых высокодифференцированных клеток крови. В нормальных условиях гибель или исчезновение каждого клеточного элемента в периферической крови или в другом участке организма компенсируется образованием в среднем одной клетки в костном мозге.

    Под действием излучения в любой  клеточной системе обновления происходят резкие нарушения динамического равновесия между отдельными пулами, приводящие к тяжелым функциональным расстройствам в самой системе, а в зависимости от ее значения для жизнедеятельности и к соответствующим последствиям в организме.

    Качественное  представление о механизме этих нарушений следует из анализа реакций облученных клеток, закономерности которых в целом сохраняются и для тканевых систем в живом организме. Это основные радиобиологические реакции клеток, определяющие типичные нарушения в любой системе обновления.

1. Временное прекращение деления всех клеток независимо от того, какая из них выживет в последующем.
2. Гибель молодых, малодифференцированных и делящихся клеток.
3. Минимальные изменения продолжительности процесса клеточного созревания, а также времени жизни большинства зрелых клеток и скорости притока их в функциональный пул.

    В результате три первых пула начинают опустошаться сразу и в ближайшие  дни после облучения, а число  соответствующих зрелых функционирующих  клеток уменьшается значительно  позднее, когда их естественная убыль перестает восполняться из-за опустошения предшествующих пулов. Эта задержка определяется временем, необходимым клетке для прохождения пути от самых ранних стадий до выхода в функциональный пул. Количественные характеристики указанных нарушений определяются конкретными цитокинетическими параметрами той или иной системы обновления и дозой облучения.

    Основная  причина катастрофического опустошения  костного мозга, происходящего в  самые ранние сроки после облучения, состоит в резком торможении процессов  клеточного деления при продолжающемся с неизменной скоростью поступлении зрелых элементов на периферию.

    Фаза  дегенерации: созревание клеток, оставшихся жизнеспособными (по крайней мере, при  среднелетальных дозах), происходит с нормальной скоростью. Наклон экспоненциального участка кривой определяется временем исчезновения нормальных клеток из периферической крови, что совпадает с быстрым и почти полным прекращением поступления нормальных клеток из костного мозга вследствие его глубокого опустошения.

    Фаза  абортивного подъема: он связан с размножением в разной степени поврежденных радиацией клеток пролиферативного (усиливающего) пула, обладающих ограниченной способностью к самоподдержанию, и отчасти полипотентных стволовых клеток.

    Фаза  восстановления: обеспечивается лишь небольшим количеством стволовых клеток, сохранившихся в костном мозге после глубокого начального опустошения и обладающих способностью к неограниченному размножению.

    Общая реакция млекопитающих как функция  дозы и времени после облучения определяется четырьмя кардинальными параметрами клеточных популяций: величиной пула стволовых клеток, радиочувствительностью клеток и способностью их к восстановлению (определяющими характер дозовых кривых), клеточной пролиферацией и длительностью функционирования зрелых элементов.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4. Список использованной литературы:

    1. МЕГАЭНЦИКЛОПЕДИЯ КИРИЛЛА И МЕФОДИЯ. – Режим доступа: http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=597990. Дата доступа: 15.04.2010;

    2. ЛекМед. – Режим доступа: http://lekmed.ru/spravka/serdechno-sosudistaya-sistema/simpato-adrenalovaya-sistema-i-ee-aktivaciya.html. Дата доступа: 15.04.2010;

    3. Сборник лекций, §6 Радиочувствительность тканей, органов, организмов;