Как мозг контролирует давление крови, барорецепторы, продолговатый мозг

Продолговатый мозг, область головного мозга, непосредственно примыкающая к спинному мозгу, постоянно отслеживает артериальное давление и корректирует его изменения, посылая нервные сигналы к сердцу и кровеносным сосудам.

Давление крови в артериях постоянно измеряется специализированными датчиками давления, называемыми барорецепторами (от греческого «барос» -«тяжесть»). Это нервные окончания, залегающие в стенках артерий и способные реагировать даже на незначительное растяжение артериальной стенки. Большая часть этих рецепторов сосредоточена в дуге аорты и каротидном синусе.

Барорецепторные нервы

Барорецепторные окончания являются частью нервных волокон, которые восходят к продолговатому мозгу. Афферентные (от латинского afferere - «нести») волокна аортальных барорецепторов формируют аортальный нерв, который присоединяется к блуждающему (10-му черепномозговому) нерву, а затем входит в продолговатый мозг. Там, в области, называемой nucleus tractus solitarii (NTS, или ядро солитар-ного пути), они заканчиваются. Афферентные волокна каротидных барорецепгоров формируют синокаротидный нерв, который присоединяется к языкоглоточному нерву (9-му черепно-мозговому), а далее также входит в NTS.

Ответная реакция барорецепторов

Поскольку движение крови по артериям носит не постоянный, а пульсирующий характер, информация от барорецепторов поступает в виде прерывистых импульсов. Во время систолы (фаза сокращения сердца, когда давление достигает наивысшего значения) артериальные стенки растягиваются, заставляя бароре-цегггоры посылать пакет нервных импульсов в продолговатый мозг. В продолжение диастолы (фаза расслабления сердца и минимального давления), артериальные стенки сжимаются, и барорецепторы «молчат». Правда, многие барорецепторы остаются активными и при нормальном давлении; это позволяет им информировать продолговатый мозг о падении давления (путем снижения частоты нервных импульсов), что было бы невозможно, если бы нервы в покое полностью бездействовали.

Свойства барорецепторов

Не все барорецепторы имеют одинаковые свойства:

• Некоторые отвечают за низкое давление, в то время как другие сигнализируют только тогда, когда артериальное давление достигает очень высоких значений.
• Диапазон давления, в котором действуют разные типы рецепторов, также значительно различается.
• Барорецепторы различаются и по чувствительности к уровню изменения артериального давления. Предполагается, что этот параметр очень важен и это позволяет мозгу предупредить изменение давления.

Роль продолговатого мозга

Барорецепторные нервы заканчиваются в области продолговатого мозга, известной как ядро солитарного тракта (NTS). Она играет важную роль в контроле вегетативных (бессознательных) функций, включая в числе прочего и контроль артериального давления. Если ядро повреждено, например вследствие инсульта, последствия могут быть фатальными.

Роль NTS

NTS принимает информацию не только от барорецепторов, но и от большого числа других источников, включая рецепторы, находящиеся в сердце, желудочно-кишечном тракте, легких, пищеводе и на языке. Нейроны ядра действуют не как простые релейные станции для переадресации афферентного импульса. Скорее, их функцию можно описать как расчет нормального значения артериального давления на основе информации, поступающей из всех источников.

Микрофотография нейрона NTS »

Верхний график показывает электрическую активность нейронов, расположенных в NTS »

Дуга барорецепторного рефлекса

Когда артериальное давление растет, барорецепторы реагируют на растяжение артериальной стенки посылкой серии нервных импульсов в NTS. При нормальных условиях NTS будет стремиться скорректировать повышение давления, посылая нервные импульсы сердцу, побуждая его уменьшить частоту и силу сокращений, и артериям, «приказывая» им стать более эластичными. Соединение этих факторов вызывает одновременное уменьшение минутного объема крови и снижение сопротивления кровотоку, что в сумме приводит к снижению давления.

Переключение барорецепторного рефлекса

Барорецепторный рефлекс действует, поддерживая кровяное давление на уровне, который физиологи называют установочной точкой. Упрощая, можно сравнить функционирование этой системы организма с работой кондиционера, установленного на поддержание определенной температуры. Так же, как мы можем изменить установки кондиционера, организм может смещать установочную точку барорецепторного рефлекса. Это достигается либо изменением «порога срабатывания» барорецепторов (периферическое переключение), либо понижением или повышением чувствительности нейронов продолговатого мозга (центральное переключение).

Периферическое переключение

Если давление поддерживается на повышенном уровне в течение длительного времени, барорецепторы адаптируются к новому давлению и воспринимают его как норму. После этого рецепторы начинают передавать в мозг неадекватную информацию о кровяном давлении.

Центральное переключение

При стрессе нейроны внутри NTS, которые задействованы в барорецепторном рефлексе, подавляются, позволяя повышаться кровяному давлению. Это наследие наших предков, потому что повышение давления готовило их либо к бою, либо к бегству от нападающего. Однако этот нервный механизм может отвечать за высокую встречаемость гипертензии, отмечаемую в современном обществе. Стресс, который мы переносим в нашей повседневной жизни, способен, по крайней мере у некоторых людей, поднять установочную точку и вызвать, таким образом, гипертензию.