8.4.4. Регуляторные иммунонейроэндокринные сети

Клетки иммунной системы обладают передающими трансмембранный сигнал рецепторами к целому ряду гормонов и нейромедиаторов, включая кортикостероиды, инсулин, гормон роста, тестостерон, эстрадиол, адреналин, норадреналин, ацетилхолин, эндорфины, энкефалины и другие (рис. 8.55). Глюкокортикоиды, андрогены, эстрогены и прогестерон подавляют иммунные реакции, а гормон роста, тироксин, инсулин, мелатонин их стимулируют. В то же время показано, что характер влияния на иммунные процессы глюкокортикоидных гормонов зависит от концентрации последних: высокие концентрации оказывают иммунодепрессивное действие, низкие - иммуностимулирующее. Половые различия особенно заметны при аутоиммунных заболеваниях.

Усиление иммунного ответа может быть получено в результате денервации селезенки, которая, так же как и другие органы иммунной системы, имеет автономную иннервацию. Неонатальная симпатэктомия, произведенная с использованием 6-гидроксидофамина, также усиливает иммунный ответ.

Сильный стресс может индуцировать состояние иммунодефицита. Такое состояние наблюдается у спортсменов-профессионалов на "пике" спортивной формы. При этом выявляется снижение активности натуральных киллеров, уменьшение показателя CD4/CD8 и содержания IgA в слюне, снижение интенсивности пролиферативного ответа лимфоцитов на антигены и митогены, а также угнетение функций неспецифического иммунитета. Аналогичные изменения можно наблюдать у животных в эксперименте при продолжительных и интенсивных стрессорных воздействиях.

Сетевые взаимодействия. Некоторые цепи сетевых взаимодействий между иммунной и нейроэндокринной системами подробно рассмотрены. Известно, что многие иммунные реакции находятся под контролем гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы. При этом показано увеличение синтеза глюкокортикоидов под действием ИЛ1, ИЛ2, ФНО и ИЛ6. В то же время глюкокортикоиды тормозят иммунный ответ, воздействуя на продукцию упомянутых цитокинов (рис. 8.56). Наиболее изучено участие эндокринной системы в эффекторной передаче сигналов от мозга к органам и клеткам, реализующим иммунологические функции организма. Переключение нервных механизмов на эндокринные может происходить посредством активации продукции либеринов и статинов, стимуляции синтеза и освобождения гипоталамических нейрогормонов (окситоцин, вазопрессин) и тропных гормонов гипофиза, а также через изменение притока сигналов по нервным путям к эндокринным органам. Поступление гормонов с кровотоком в органы иммунной системы, вероятно, регулируется опосредованно, через изменение их кровоснабжения. К основным способам передачи модулирующих сигналов от мозга к иммунной системе следует отнести гормональные, нервные и нейропептидные пути. Нейроны, нейросекреторные клетки и глиальные элементы головного мозга, в свою очередь, несут

Рис. 8.55 Рецепторы к нейромедиаторам и регуляторным пептидам на мембранах макрофагов и лимфоидных клеток

МХР - мускариновый холинорецептор; ГР - гистаминовый рецептор; ОР - опиатный рецептор; СР - серотониновый рецептор; ?-АР - ?-адренорецептор; Т - Т-лимфоцит; В - В-лимфоцит; М - макрофаг.

Рис. 8.56 Два механизма вмешательства иммунных процессов в деятельность нервной и эндокринной систем

А - глюкокортикоидная обратная связь: торможение синтеза интерлейкина-1 и других лимфокинов; Б - аутоантитела к гормонам и их рецепторам. Тх - Т-хелпер, МФ - макрофаг.

специфические рецепторы к медиаторам иммунной системы, взаимодействуя с которыми, выполняют центральный компонент острофазового ответа.

В осуществление сетевых взаимодействий могут также включаться клеточные рецепторы к гормонам, сами гормоны, антитела к гормонам и антиидиотипические антитела (рис. 8.56). Появление в организме антител к гормональным рецепторам приводит к развитию аутоиммунных заболеваний. Существует значительное разнообразие аутоиммунных процессов, мишенью которых становится щитовидная железа.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Иммунная система - сложная физиологическая система, контролирующая индивидуальность и целостность организма. Главной особенностью работы этой системы является способность отличать собственные структуры организма от генетически чужеродных и уничтожать последние. Началом каждой иммунологической реакции служит процесс распознавания антигена. В том случае, если иммунная система определяет, что появившиеся клетки или вещества - это не "свое", а "чужое", включаются механизмы иммунного ответа.

Способность организмов отличать "свое" от "чужого" существует сотни миллионов лет, однако лишь у позвоночных появляется морфологическая основа иммунной системы в виде лимфомиелоидного комплекса. У млекопитающих имеется разветвленная сеть обособленных, в достаточной мере структурированных образований, включающих костный мозг и тимус (первичные лимфоидные органы), а также селезенку, пейеровы бляшки кишки, миндалины, многочисленные и сложно организованные лимфатические узлы (вторичные лимфоидные органы). Подобно нижестоящим в филогенетическом отношении классам позвоночных, у млекопитающих различают органы со смешанным лимфомиелопоэзом (костный мозг, селезенка) и органы, в которых осуществляется исключительно лимфопоэз (тимус, лимфатические узлы). Наличие афферентных  и эфферентных лимфатических сосудов обеспечивает миграцию и широкий обмен клетками между органами и кровеносной системой. Лимфоидные органы находятся под контролем нервной и эндокринной систем, деятельность которых, в свою очередь, изменяется в зависимости от уровня функционирования иммунной системы.

Основными клеточными элементами иммунной системы являются лейкоциты во всем многообразии их популяций и субпопуляций. Начиная с работ И. И. Мечникова, считается, что эффективное функционирование иммунной системы обеспечивается тесным единством специфических и неспецифических факторов системной защиты. По механизму действия в большей степени специфичны те факторы иммунитета, которые возникают на поздних этапах эволюции. Наиболее филогенетически старым элементом клеточного иммунитета считают фагоцитирующие клетки, представленные у человека моноцитами (макрофагами) и нейтрофилами. Одна из субпопуляций лимфоцитов - естественные (нормальные) киллеры - не обладает специфичностью, оказывая цитотоксическое действие на все чужеродные клетки. Наиболее высокоспецифическое действие в отношении чужеродных антигенов демонстрируют филогенетически молодые Т- и В-лимфоциты. В целостном организме высших позвоночных в результате кооперации всех факторов неспецифические компоненты приобретают определенную степень специфичности, а специфические факторы выполняют функцию инициаторов, включающих мощные силы неспецифического иммунитета.

Рис. 8.57  Схема иммунного ответа

АГ - антиген; АГ* - продукты деградации антигена; АПК - антигенпрезентирующая клетка; Б - базофил; В - В-лимфоцит; Г - гепатоцит ИЛ - интерлейкин; ИФ - интерферон; КАГ - чужеродная клетка; Мэ - макрофагэффектор; Н - нейтрофил; Пл - плазматическая клетка; РОФ - реактанты острой фазы воспаления; Та - Т-амплификатор (Тх 1); Тк -Т-киллер; Тх - Т-хелпер; ФНО - фактор некроза опухолей; Э -эозинофил; 1а - молекулы МНС II класса; Ig - иммуноглобулин; Нк - нормальный киллер.

При появлении в организме патогенных микроорганизмов, злокачественных клеток, а также клеток, зараженных вирусами, формируется неспецифическая воспалительная реакция, направленная на обезвреживание, связывание и удаление чужеродных антигенов. Эта реакция, названная острофазовым ответом, затрагивает многие системы организма и осуществляется на клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях (рис. 8.57). Организация острой воспалительной реакции носит клеточно-гуморальный характер, и в ней участвуют гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), макрофаги, лимфоциты (клеточные элементы специфического иммунитета), а также системы комплемента, интерферона, лизоцим, С-реактивный белок, цитокины и специфические антитела. Дегрануляция тучных клеток и базофилов, приводящая к появлению в среде ряда биологически активных веществ (гистамин, серотонин, гепарин и др.), вызывает сокращение гладкой мускулатуры артерий, расширение капилляров, увеличение их проницаемости для клеточных элементов, высокомолекулярных веществ и воды. Острая воспалительная реакция протекает в условиях нарушения функций ЦНС, что проявляется в изменении поведенческих реакций, возникновении лихорадки, увеличении содержания в крови АКТГ и стероидных гормонов коры надпочечников.

Специфические иммунные механизмы у позвоночных основаны на реакциях двух типов: клеточного и гуморального. Такой дуализм иммунной системы основан на наличии двух популяций лимфоцитов - Т- и В-клеток. При этом первые отвечают за клеточные реакции, вторые вырабатывают антитела. Помимо лимфоцитов, в иммунных реакциях участвуют и другие типы клеток, так называемые вспомогательные клетки, например, макрофаги. Созревание и дифференцировка лимфоцитов в эффекторные Т- и В-клетки включает антигеннезависимую и антигензависимую стадии, которые подразделяются на несколько этапов, причем на каждом из них для клеток характерно появление

определенных антигенов, называемых дифференцировочными. Они могут служить маркерами процесса дифференцировки.

Существует также особый генетический аппарат, имеющий важное значение для проявления иммунного ответа. Главный комплекс гистосовместимости (англ. Major Histocompatibility Complex - МНС) на разном уровне воздействует на иммунные процессы. В области МНС локализованы так называемые Ir-гены (англ. Immune Response), определяющие интенсивность иммунного ответа на тот или иной антиген. Благодаря деятельности этого комплекса формируется многообразие мембранных структур, характерное для клеток конкретного индивидуума и играющее важную роль в кооперации клеток.

Иммунный ответ клеточного типа базируется на активности Т-лимфоцитов , часть из которых оказывает непосредственное воздействие на антиген (например, клетки-киллеры), другие влияют опосредованно через медиаторы иммунного ответа (лимфокины). Специфичность клеточного иммунного ответа обеспечивается Т-клеточными рецепторами. В индукции клеточного иммунного ответа важную роль играют макрофаги, которые участвуют в презентации антигена и продуцируют факторы, стимулирующие пролиферацию и дифференцировку T-клеток. Если Т-лимфоцит присоединил соответствующий антиген, то в присутствии медиаторов иммунного ответа начинается пролиферация в результате которой возникает клон специфических T-клеток. В процессе развития иммунного ответа имеют место сложные кооперативные взаимодействия отдельных субпопуляций Т-лимфоцитов .

Неактивированные В-лимфоциты синтезируют небольшое количество иммуноглобулинов, которые встраиваются в мембрану клеток и функционируют в качестве антиген-специфических рецепторов. Синтез рецепторов и встраивание их в мембрану - это антиген-независимый процесс, рассматриваемый как этап нормальной дифференцировки В-лимфоцитов. При попадании антигена в организм происходит его связывание на рецепторах лимфоцитов, что служит необходимым, но не единственным сигналом к дальнейшей пролиферации и дифференцировке В-лимфоцитов. В большинстве случаев для индукции иммунного ответа необходимо взаимодействие нескольких типов клеток: помимо антителопродуцирующих В-клеток и их предшественников принимают участие макрофаги и T-лимфоциты.

Первичный иммунный ответ, как правило, протекает в три этапа: латентная фаза (антитела еще не обнаруживаются), log-фаза (постепенное увеличение синтеза специфических антител), плато (поддержание максимального количества циркулирующих антител). По достижении максимального уровня синтез антител может прекратиться, что ведет к уменьшению их общей концентрации вследствие катаболизма. Вторичный иммунный ответ, имеющий место при повторном контакте с антигеном, развивается значительно быстрее. Он характеризуется короткой латентной фазой, интенсивным антителообразованием и более высоким максимальным уровнем антител. Существование вторичного иммунного ответа обусловлено присутствием в организме долгоживущих клеток памяти.

В регуляции иммунного ответа гуморального типа принимают участие многочисленные факторы. Антитела, появляющиеся в начале иммунного ответа усиливают продукцию иммуноглобулинов. Антитела, синтезирующиеся на более поздних сроках иммунного ответа и обладающие большим сродством к антигену, оказывают ингибирующее действие на синтез иммуноглобулинов. Регуляция иммунного ответа гуморального типа осуществляется  следующим образом: клетки- хелперы  усиливают синтез антител, затем активируются  механизмы, ограничивающие этот процесс. Немаловажную роль при этом играют генетические факторы.

Антитела продуцируются прежде всего в селезенке, костном мозге и лимфатических узлах. Затем они попадают в кровь или лимфатические протоки. Между внутри и внесосудистыми пространствами существует динамическое равновесие, определяемое проницаемостью для соответствующего иммуноглобулина. Концентрации IgA и IgE крайне высоки вне сосудистого русла, так как они секретируются в основном в слизистых оболочках.

При первичном иммунном ответе выработка IgM значительно опережает по времени синтез IgG, фаза продукции последнего более продолжительна. При вторичном иммунном ответе IgG синтезируется более активно. Подобная закономерность прослеживается для иммуноглобулинов в процессе эволюции позвоночных.

Рыбы и хвостатые земноводные имеют только один класс иммуноглобулинов, соответствующий высокомолекулярному IgM человека. У лягушек появляется второй иммуноглобулин с молекулярной массой порядка 180 кДа, который соответствует Ig-? кур и наблюдается во всем филогенетическом ряду от амфибий до птиц. Полагают, что этот иммуноглобулин является непосредственным предшественником IgA млекопитающих. IgG, IgD и IgE являются особенностью млекопитающих.

В ходе онтогенеза способность организма к иммунному ответу на антиген возникает не сразу, а вырабатывается в течение длительного периода. Сначала организм отвечает иммунными реакциями на ограниченное число антигенов, постепенно их количество увеличивается. Организм новорожденных обладает менее выраженной иммунологической компетентностью, чем взрослых. Развитие иммунных реакций клеточного и гуморального типов в онтогенезе происходит практически параллельно. При этом решающим фактором для индукции иммунной реакции служит тип антигена. У плода человека в III триместре беременности некоторые антигены могут вызывать иммунные реакции клеточного и гуморального типа. Ответ на другие антигены возможен только после рождения ребенка. У новорожденных способность к иммунному ответу проявляется в реакции на прививку БЦЖ ( BCG (Bacillus CalmetteGuerin - бацилла Кальметта-Герена) - вакцинный штамм микобактерии туберкулеза (Mycobacterium bovis) со сниженной вирулентностью; применяется для профилактики туберкулеза), которую делают вскоре после рождения. Первым иммуноглобулином, продуцирующимся в организме человека, является IgM. К моменту рождения в организме ребенка обнаруживается определенный уровень IgM. Концентрация IgM достигает уровня взрослого индивидуума через 12 года, IgG - через 8 лет, IgA - спустя 10 лет.

Между клетками различных субпопуляций Т и В-лимфоцитов возникают сложные сетевые взаимодействия вида идиотип-антиидиотип, обусловленные их способностью распознавать не только чужеродные антигенные детерминанты, но и идиотипические детерминанты самих лимфоцитарных рецепторов. T-хелперы, T-супрессоры и В-лимфоциты взаимодействуют друг с другом в идиотип-антиидиотипических реакциях, приводящих к стимуляции либо подавлению

иммунного ответа.

Регуляция пролиферации и дифференцировки в специфические эффекторы Т- и В-лимфоцитов осуществляется с помощью цитокинов. Цитокины - это гликопротеины, молекула которых содержит 100200 аминокислотных остатков. Семейство цитокинов включает интерлейкины (выделено - 15, хорошо изучены функции у 8), интерфероны, колониестимулирующие факторы, факторы некроза опухолей. Часть из них продуцируется в организме постоянно, секреция других индуцируется антигенами. Биологическая активность этих веществ осуществляется через специфические рецепторы, широко представленные на многих типах клеток.

Цитокины контролируют протекание иммунных реакций, инициируют формирование воспалительной реакции, участвуют в элиминации опухолевых клеток, а также оказывают влияние на функциональное состояние нервной и эндокринной систем.

Между иммунной и нейроэндокринной системами существуют тесные двусторонние связи, которые определяют формирование защитных реакций организма на повреждающие воздействия различной природы. В реализации этих связей важное место принадлежит ИЛ1, обладающему широким спектром влияний на механизмы резистентности организма. Помимо участия в системе интраиммунной регуляции ИЛ1 в качестве иммуномедиатора оказывает прямое влияние на структуры ЦНС. Нейротропные эффекты цитокина включают воздействие (непрямое) на терморегуляторные центры и индукцию лихорадки, индукцию медленноволнового сна, аналгетическое действие, снижение аппетита, а также активацию гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы. Реализуемые через цитокины и антитела взаимосвязи между иммунной и нейроэндокринной системами играют важную роль в механизмах резистентности организма к различным патологическим факторам.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Вершигора А. Е. Общая иммунология. Киев, 1990.

Галактионов В. Г. Графические модели в иммунологии М., 1986.

Галактионов В. Г. Очерки эволюционной иммунологии. М., 1995.

Горышина Е.Н.,Чага О. Ю. Сравнительная гистология тканей внутренней среды с основами иммунологии. Л.,1990.

Дреслер К. Иммунология: Словарь. Киев, 1988.

Иммунология: В 3 т. / Под ред. У. Пола. М., 1987.

Кетлинский С. А.. Симбирцев А. С.. Воробьев А. А, Эндогенные иммуномодуляторы. СПб 1992

клиническая иммунология и аллергология: В 3 т. / Под ред. Л. Йегера. М., 1990

клиническая иммунология. Руководство для врачей / Под ред. Е. И. Соколова. М 1998

Лорнева Е. А., Шхинек Э. К. Гормоны и иммунная система. Л., 1988.

Новиков В. С., Смирнов В. С. Иммунофизиология экстремальных состояний. СПб 1995

Пальцев М. А., Иванов А. А Межклеточные взаимодействия. М., 1995.

Ллеифер Дж. Наглядная иммунология. М., 1999.

Программированная клеточная гибель / Под ред. В. С. Новикова. СПб., 1996

Роит А. Основы иммунологии. М., 1991.

Хаитов Р. М., Пинегин Б. В.. Истамов X. И. Экологическая иммунология. М 1995

Ярилин А. А. Основы иммунологии. М. 1999.

Ярилин А. А., Добротина Н. А. Введение в современную иммунологию. Н. Новгород, 1997.                          

9 ФУНКЦИИ КРОВООБРАЩЕНИЯ

ВЕХИ ИСТОРИИ

VII в. до н. э - II в. н. э. - Гиппократ, Эразистрат, Аристотель (Древняя Греция), К. Гален (С. Galenus Древний Рим) создали учение о кровообращении, согласно которому кровь зарождалась в печени, двигалась по сосудам от сердца к тканям и там исчезала. Различие между артериями и венами не было известно. Предполагалось наличие сообщения между правой и левой половинами сердца. Эти представления оставались догмой в течение последующих 1500 лет.

XIII в. - Ибн Нафис (Ibnul-Nafiess, Арабский Восток) описал легочный кровоток и правильно понял его назначение Отверг представление о сообщении между правой и левой половинами сердца.

XV в. - Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci, Италия) описал четыре камеры сердца, атриовентрикулярные клапаны, их сухожильные хорды и сосочковые мышцы.

XVI в. - М. Сервет (М. Servet, Испания) повторно открыл существование малого круга кровообращения.

1620 - Г. Асселиус (G. Asellius, Италия) впервые описал лимфатические сосуды.

1628 - У. Гарвей (W. Harvey, Англия) в трактате "Анатомические исследования о движении сердца и крови у животных" описал большой и малый круги кровообращения и объяснил их функции.

1661 - М. Мальпиги (М. Malpighi, Италия) открыл существование капилляров. 1816 - Р. Лаэннек (R. Laennec, Франция) изобрел стетоскоп и разработал метод аускультации сердца.

1832 - Ж. Марей (J. Маrеу, Франция) создал сфигмограф - прибор для регистрации пульсовых колебаний стенок артерий.

1842 - А. П. Вальтер (Россия) открыл влияние симпатических нервов на просвет кровеносных сосудов.

1845 - Я. Пуркинье (Пуркине) (J. Purkinje, Чехия) описал специфические мышечные волокна, проводящие возбуждение по сердцу (волокна Пуркинье), положил начало изучению проводящей системы сердца.

1845 - Братья Эд. и Эр. Г. Веберы (Ed. Weber, Er. H. Weber, Германия) обнаружили торможение сердца вплоть до полной его остановки в диастоле при раздражении блуждающих нервов.

1843-1860 - К. Людвиг (К. Ludwig, Германия) установил наличие в продолговатом мозгу сосудодвигательного центра. Разработал метод графической регистрации кровяного давления на кимографе изобрел прибор для измерения скорости движения крови по сосудам (часы Людвига) Первым предложил метод перфузии для поддержания функций изолированных органов животных. В 1866 г. обнаружил центростремительный нерв-депрессор (чувствительные волокна, идущие от барорецепторов сосудов в составе блуждающего нерва).

1852 - К. Бернар (К. Bernard, Франция) описал роль симпатической нервной системы в регуляции просвета сосудов.

1867 - И. Ф. Цион (Россия) описал учащение сердечной деятельности при раздражении симпатических нервов сердца (положительный хронотропный эффект).

1870 - А. Фик (A. Fick, Германия) разработал принцип определения минутного объема кровотока, основанный на определении количества кислорода, поглощаемого организмом за единицу времени, и сравнении содержания кислорода в артериальной и венозной крови.

1871 - Ф. В. Овсянников (Россия) открыл сосудодвигательный центр и описал его локализацию в продолговатом мозгу.

1871 - Г. Боудич (Н. Bowditch, США) обнаружил постепенное достижение максимальной амплитуды сокращений сердца при последовательных раздражениях одинаковой силы ("лестница Боудича").

1880 - Г. Станниус (Н. Stannius, Германия) показал убывание степени автоматии проводящей системы сердца лягушки по ходу движения крови по органу - градиент автоматии.

1887 - У. Шарпи и А. Уоллер (W. Sharpey, A. Waller, Великобритания) впервые записали электрокардиограмму человека капиллярным электрометром конструкции Липпмана. Уоллер предложил схему электрического поля сердца, выдвинул представление о дипольной структуре сердца и электрической оси.

1893 - В. Гис (W. His, Германия) обнаружил предсердно-желудочковый пучок (пучок Гиса).

1895 - О. Франк (О. Frank, Германия), Э. Старлинг (Е. Starling, Великобритания) открыли физиологический закон, согласно которому сила сокращения волокон миокарда пропорциональна первоначальной длине перед началом  сокращения ("закон сердца", или закон Франка-Старлинга).

1896 - С. Рива-Роччи (S. Riva-Rocci, Италия) разработал метод бескровного измерения артериального давления с помощью ртутного сфигмоманометра. Момент измерения определялся путем пальпации места проекции артерии.

1903 - В. Эйнтховен (W. Einthoven, Нидерланды) создал первый электрокардиограф на базе струнного гальванометра Швейггера. Предложил три стандартных отведения, описал нормальную ЭКГ. Разработал основы векторного анализа ЭКГ, предложил метод определения электрической оси сердца. Сформулировал правило треугольника.

1905 - Н. С. Коротков (Россия) предложил аускультативный способ определения артериального давления (тоны Короткова).

1906 - Л. Ашофф (L. Ashoff, Германия) и С. Тавара (S. Tawara, Япония) описали предсердно-желудочковый узел (узел Ашоффа-Тавары).

1907 - А. Ф. Самойлов (Россия) описал зависимость ЭКГ от фаз дыхания. Экспериментально обосновал возможность кольцевого движения волны возбуждения по миокарду предсердий при мерцательной аритмии.

1907 - А. Кис и М. Флек (A. Keith, M. Flack, Великобритания) обнаружили синусно-предсердный узел (узел Киса-Флека) - водитель ритма сердца.

1911 - В. В. Воронин и А. А. Богомолец (Россия) разработали метод измерения кровяного давления в мельчайших кровеносных сосудах.

1916-Дж. Бахман (J. Bachman, США) открыл пучок волокон, соединяющий миокард обоих . предсердий (пучок Бахмана).

1920 - А. Крог (A. Krogh, Дания) - Нобелевская премия за открытие механизма капиллярного кровообращения.

1921-1936 - О. Леви (О. Loewi, Австрия) установил, что при раздражении симпатического или блуждающего нервов изолированного сердца лягушки в перфузате появляются вещества, оказывающие соответственно симпатический или парасимпатический эффекты. В 1936 г. вместе с Г. Дейлом (Н. Dale, Великобритания) удостоен Нобелевской премии "за открытия, связанные с химической передачей нервных импульсов".

1923 - Г. Геринг (Н. Hering, Германия) описал рефлексогенную зону в области разветвления общей сонной артерии.

1924 - В. Эйнтховен - Нобелевская премия за создание метода электрокардиографии.

1926 - К. и Ж. Хейманс (С. Heymans, J. Heymans, Бельгия) открыли хеморецепторы каротидного синуса и дуги аорты.

1941 - А. А. Кедров (СССР) разработал аппаратуру для реографии.

1950 - Н. Н. Савицкий (СССР) создал механокардиограф.

1956 - А. Курнан (A. Cournand, США), В. Форсман (W. Forssmann, ФРГ) и Д. Ричарде (D. Richards, США) - Нобелевская премия за создание методики катетеризации сердца.

1957 - Д. Бове (D. Bovet, Италия) - Нобелевская премия за создание аналогов кураре (нарушающих проведение возбуждения от нерва к мышце) и антигистаминовых препаратов.

1967 - К. Барнард (Ch. Barnard, ЮАР) впервые пересадил больному сердце погибшего человека.

1998 - Р. Фуршготт, Л. Игнарро и Ф. Мюрад (R. Furchgott, L. Ignarro, F. Murad, США) - Нобелевская премия за открытие роли NO как сигнальной молекулы в сердечнососудистой системе.

Непрерывное движение крови в организме обеспечивается системой органов кровообращения - сердцем и сосудами. Посредством кровообращения достигается интеграция различных функций организма и его участие в реакциях на изменение окружающей среды.

9.1. ЭЛЕМЕНТЫ ЭВОЛЮЦИИ

Совершенствование организации сердечнососудистой системы представляет собой результат длительного филогенетического развития. Система транспорта у простейших - диффузия - дополняется интенсивным движением протоплазмы. Это свойство сохранилось почти у всех клеток многоклеточных. Губки и кишечнополостные используют для транспорта веществ среду своего обитания. Жгутиками или сокращением мышц они проталкивают воду по межклеточным каналам. У нематод, иглокожих, некоторых полихет и голотурий движение жидкости поддерживается соматическими мышцами.

У членистоногих, низших моллюсков и низших хордовых появляется незамкнутая циркуляторная система, в которой сердце перекачивает гемолимфу. По системе трубок она достигает различных частей тела, где сосуды прерываются специальными лакунами, у которых отсутствуют собственные стенки. Гемолимфа смешивается с тканевой жидкостью, проникает в межклеточное пространство и затем вновь возвращается в сердце.

Характерной чертой эволюции является постепенное обособление аппарата кровообращения и превращение его в замкнутую систему (рис. 9.1). У олигохет, многих полихет, головоногих моллюсков появляется замкнутая система кровообращения с одним или несколькими нагнетающими устройствами. На этом этапе эволюции кровь соприкасается с тканями при помощи капилляров. У некоторых животных образуются специальные синусы.

Таким образом, возникает два вида внутренней среды: кровь, циркулирующая по сосудам, и тканевая жидкость, или лимфа, находящаяся в межклеточных пространствах.

Рис. 9.1 Эволюция системы кровообращения  А - черви; Б - низшие моллюски; В - рыбы; Г - амфибии; Д - высшие позвоночные. Сократительное образование, сообщающее крови движение, заштриховано, артериальная система обозначена темным цветом, 1 - местоположение органа дыхания (на рисунке не обозначен), 2 - лакунарная часть системы, 3 - капилляры.

Рис. 9.2  Кровообращение млекопитающих (А) и распределение крови в сосудах различного типа (Б)

1 - капилляры головы, 2 - легочная вена, 3 - дуга аорты, 4 - левое предсердие, 5 -левый желудочек, 6 - брюшная аорта, 7 - капилляры большого круга, 8 - кишечная артерия, 9 - воротная вена, 10 - печеночная вена, 11 - правый желудочек, 12 - правое предсердие, 13 - легочная артерия, 14 - капилляры, 15 - русло емкостных сосудов, 16 - русло резистивных сосудов, 17 - ткани, 18 - русло обменных сосудов.

           Одновременно с усложнением периферической части кровеносной системы происходит постепенное структурное и функциональное обособление специализированного центрального органа - сердца. У низших хордовых животных, таких как ланцетник, роль насоса выполняет пульсирующий брюшной сосуд, у червей- спинной. У пиявок существует два боковых пульсирующих сосуда, сокращающихся поочередно.

У членистоногих, моллюсков произошло обособление сердца, что значительно увеличило эффективность системы кровообращения. Сердце большинства членистоногих представляет собой сокращающуюся трубку, у некоторых видов оно свободно лежит в перикардиальной полости. У многих насекомых сердце "подвешено" при помощи мышц. Сокращаясь, мышцы растягивают сердце, создавая в нем отрицательное давление.

Следующим этапом эволюции явилось возникновение камерных сердец, а также выделение большого и малого (легочного) кругов кровообращения. У рыб существует только один круг, сердце разделено на две камеры. Из желудочков вся кровь направляется в жабры; обогащенная кислородом, она разносится затем по всему телу и после этого возвращается в предсердия. Сердца моллюсков уже состоят из одного-двух предсердий и желудочка. У головоногих моллюсков вблизи основания жабр находятся еще дополнительные, проталкивающие венозную кровь сердца. Такая система оказывается эффективнее системы кровообращения рыб, в которой сердцу приходится преодолевать двойное сопротивление: жаберных сосудов и сосудов остальных частей тела. У рыб происходит выделение лимфатической системы в самостоятельную. Она представлена у них лимфатическими мешками и сложноразветвленными трубками. Периферические концы трубок замкнуты, центральные - открываются в вены.

Выход из водной среды на сушу, повышенная гравитация предъявили новые требования к системе кровообращения: возросла масса сердца, изменились сосудистые стенки. Низкое давление в малом (легочном) круге кровообращения и, соответственно, более высокое давление в большом круге позволяют рептилиям и гомойотермным животным выдерживать дополнительную нагрузку, связанную с переходом к наземному образу жизни. У амфибий разделение двух кругов кровообращения неполное. У них нет межжелудочковой перегородки, хотя имеются межжелудочковые складки. Венозная кровь из органов поступает по венам в правое предсердие, а оттуда в желудочек. Желудочек нагнетает кровь в малый круг кровообращения. Прошедшая через легкие и обогащенная кислородом аэрированная кровь возвращается в левое предсердие и затем поступает в тот же общий желудочек. Считают, что из-за наличия межжелудочковых складок в сердце не происходит полного смешивания крови. Аэрированная кровь направляется сердцем в аорту и далее в сосуды головы. В остальные органы поступает смешанная венозная и аэрированная кровь.

Сердце рептилий характеризуется наличием двух желудочков, разделенных перегородкой. У ящериц и змей она неполная, но потоки аэрированной и неаэрированной крови в какой-то степени разделены. У высших рептилий (крокодил), птиц и млекопитающих межжелудочковая перегородка сформирована полностью. В связи с разделением кровообращения на большой и малый круги в правой половине сердца циркулирует только венозная кровь, в левой - артериальная (рис. 9.2). В сердце плода млекопитающих между предсердиями имеется овальное отверстие, которое зарастает после рождения.

Совершенствование функций сердца и сосудов в процессе филогенеза происходило одновременно с совершенствованием нервных связей системы кровообращения. Иннервация сердца появляется только у миног, миксин. Она осуществляется блуждающим нервом, симпатической иннервации еще нет. Эти особенности определяют низкие адаптационные возможности системы кровообращения животных, обитающих в относительно более постоянных условиях среды, чем наземные.