Симпатическая нервная система — это часть вегетативной нервной системы, отвечающей за непроизвольные функции организма. Они обе входят в состав периферической нервной системы, охватывающей все нервы, расположенные за пределами головного и спинного мозга.
Вегетативная нервная система также включает в себя парасимпатическую нервную систему. Она отвечает за реакции организма на отдых и переваривание пищи и становится более активной в периоды безопасности и покоя. Симпатическая и парасимпатическая системы взаимодействуют друг с другом по принципу качелей: активация одной подавляет действие другой, но обычно они работают одновременно, поддерживая гомеостаз — стабильность внутренней среды организма.
Что такое симпатическая нервная система
Симпатическая нервная система — это важный элемент в регуляции различных функций сердечно-сосудистой системы, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. В последние десятилетия ученые все чаще обращают внимание на то, что симпатическая нервная активность играет важную роль не только в регуляции мелких артерий, но и в контроле крупных. Тесная связь между этой активностью и сосудистой функцией делает их ключевыми факторами в патофизиологии и прогнозе сердечно-сосудистых заболеваний.
Экспериментальные исследования показывают, что на симпатическую нервную систему оказывают влияние основные факторы, регулирующие сосудистую функцию, включая оксид азота, активные формы кислорода и эндотелий. Кроме того, есть доказательства взаимного влияния функции эндотелия и симпатических механизмов.
За последние десятилетия фундаментальные и клинические исследования значительно углубили понимание роли этой системы в регуляции сердечно-сосудистой функции как в нормальных условиях, так и при различных патологиях, напрямую или косвенно влияющих на сердце и системное кровообращение.
Было доказано, что симпатические нервные импульсы, в сочетании с другими циркулирующими гуморальными факторами, играют ключевую роль в поддержании гомеостаза сердечно-сосудистой системы. Эти взаимодействия играют ключевую роль в развитии и прогрессировании многих сердечных заболеваний, становясь важными факторами, способствующими осложнениям, а также маркерами прогноза и целями для лечения.
Симпатические влияния на сосудистую функцию
Два основных адренергических нейромедиатора, норадреналин и эпинефрин, обладают сходной активностью, выступая в роли агонистов альфа1- и альфа2-адренорецепторов сосудов. Классические физиологические реакции, обусловленные этими рецепторами, — сокращения гладкой мускулатуры сосудов, что приводит к сужению артериол (мелких конечных разветвлений артерий, переходящих в капилляры) и вен.
Эти нейротрансмиттеры, наряду с медиаторами воспаления, окислительным стрессом, метаболическими факторами и генетическим фоном, играют важную роль в развитии и прогрессировании феномена, известного как «артериальная жесткость». Это состояние определяется структурными компонентами артериальной стенки и характеризуется ее повышенной ригидностью (отсутствием реакции на стимулы или сопротивлением им из-за резкого повышения тонуса анатомических структур).
Были представлены доказательства того, что усиление симпатического возбуждения сосудов может прямо или косвенно способствовать развитию и прогрессированию жесткости артериальной стенки. Этот процесс имеет прочную патофизиологическую основу, основанную на свидетельствах того, что симпатические нервные факторы оказывают значительное влияние на основной компонент артериальной ригидности — растяжимость артерий.
В ряде исследований изучалось, считается ли влияние симпатической активности на артериальные сосуды прерывистым (фазическим) или непрерывным (тонизирующим). В одном из них оценивалась растяжимость лучевой артерии до и после анестезии плечевого сплетения у пациентов, подготовленных к хирургической коррекции болезни Дюпюитрена (контрактура Дюпюитрена).
Анестезирующая процедура не вызвала существенных изменений артериального давления и частоты сердечных сокращений, но сопровождалась увеличением растяжимости артерий во всем диапазоне диастолического артериального давления. Аналогичные результаты были получены на уровне бедренной артерии после субарахноидальной анестезии у здоровых людей, перенесших артроскопическое удаление повреждения мениска.
Таким образом, устранение симпатических сосудистых влияний приводит к увеличению растяжимости артерий, что свидетельствует о том, что сдерживающее действие на эту функцию оказывает сохраняющийся симпатический тонус.
Другое состояние, физиологически нарушающее взаимосвязь между симпатической функцией и жесткостью артерий, — старение. Этот процесс связан как с выраженной физиологической симпатической стимуляцией, так и со снижением вязко-упругих свойств крупных артерий.
Еще один фактор, который может иметь значение при рассмотрении взаимосвязи между жесткостью артерий и симпатической активностью, связан с полом. У мужчин наблюдается обратная зависимость между возбуждением адренорецепторов и индексом увеличения, тогда как у женщин эта зависимость не выражена.
Влияние симпатической активности на сосуды
Возрастание симпатической активности может привести к уменьшению растяжимости артерий как минимум двумя способами, не противоречащими друг другу:
Во-первых, это происходит из-за того, что увеличение диаметра сосуда сопровождается растяжением менее эластичного компонента его стенки, например коллагена, что приводит к обратному соотношению.
Во-вторых, снижение растяжимости может быть вызвано зависимым от симпатической активности повышением частоты сердечных сокращений. Это связано с увеличением жесткости эластичных артерий, а именно:
- артерий среднего калибра — к ним относятся крупные ветви аорты, включая подключичную артерию;
- артерий крупного калибра — служат в основном для транспортировки крови, отличаются высокой скоростью кровотока, например, в аорте этот показатель достигает 0,5 м/сек.
Кроме того, дополнительный механизм может заключаться в сокращении гладкой мускулатуры сосудов. Модуль упругости сокращенной мышечной ткани выше, чем у расслабленной.
Влияние симпатической активности на эндотелий
Эндотелий производит множество веществ, и некоторые из них обладают сильным сосудосуживающим эффектом, включая эндотелин I и ангиотензин II. Другие же, напротив, обладают сосудорасширяющими свойствами, включая простациклин, эндотелиальный гиперполяризующий фактор, аденозин, вещество Р (субстанция Р), ацетилхолин и оксид азота.
Исследования показали, что оксид азота, образующийся из L-аргинина под действием эндотелиальной синтазы, — мощный ингибитор симпатической нервной системы, воздействующий на центральную нервную систему. Факторы, стимулирующие его выработку, включают вещества, продуцируемые тромбоцитами, ацетилхолин и цитокины. Постоянный компонент оксида азота вырабатывается фагоцитами как часть иммунного ответа.
Было установлено, что активность синтазы оксида азота и ее ингибирование приводят к повышению артериального давления и сопутствующей активации симпатической нервной системы. Обе эти реакции усиливаются при деафферентации артериальных барорецепторов (чувствительные нервные окончания, воспринимающие изменение давления) и устраняются при воздействии на шейный отдел позвоночника, что свидетельствует о том, что прессорный эффект монометил-L-аргинина в основном опосредуется симпатической нервной системой.
Однако было доказано, что оксид азота также оказывает влияние на периферическую симпатическую систему, воздействуя на симпатические нервы, ганглии и надпочечники.
Эндотелин 1, вырабатываемый эндотелиальными клетками, считается мощным сосудосуживающим средством, которое может стимулировать центральную и периферическую симпатическую активность через рецепторы эндотелина ЕТА.
Связывание эндотелина с рецепторами ETA увеличивает вазоконстрикцию (сокращение стенок кровеносных сосудов) и задержку натрия, что приводит к повышению кровяного давления.
Сосудистые изменения при сердечно-сосудистых заболеваниях, связанные с симпатической нервной системой
Известно, что большинство клинических состояний, связанных с повышенным напряжением симпатической нервной системы, включая гипертоническую болезнь, застойную сердечную недостаточность, хронические заболевания почек, ожирение и метаболический синдром, характеризуются эндотелиальной дисфункцией. В некоторых из этих состояний перегрузка симпатической системы и связанная с ней дисфункция эндотелия имеют непосредственное клиническое значение, поскольку они служат независимыми маркерами прогноза заболевания.
Повышенная симпатическая активность, наблюдаемая при высоком кровяном давлении, особенно характерна для эссенциальной (первичной) артериальной гипертензии (эссенциальной гипертонической болезни) и не встречается при вторичных формах заболевания. Различные исследования убедительно доказали, что степень адренергической перегрузки напрямую связана с тяжестью гипертонического состояния и становится более выраженной по мере постепенного повышения артериального давления.
Хотя несколько исследований подтверждают центральную нейрогенную природу симпатического перенапряжения, связанного с гипертонией, были представлены доказательства, показывающие, что снижение уровня оксида азота может «само по себе», по крайней мере частично, отвечать за усиленное возбуждение симпатических нервов.
Аналогично, у пациентов с хроническими заболеваниями почек, также сопровождающимися выраженной симпатической активацией, наблюдается повышенный уровень циркулирующего в плазме асимметричного диметиларгинина, ингибитора оксида азота.
Состояние считается более сложным при застойной сердечной недостаточности, характеризующейся функциональными и структурными изменениями сердечно-сосудистой системы, затрагивающими периферическое кровообращение.
Эти изменения включают снижение растяжимости артерий и, как следствие, увеличение их жесткости, что может способствовать прогрессированию сердечной недостаточности, определяя изменения в центральной гемодинамике. В развитии и прогрессировании изменений артериальной жесткости участвуют множество факторов, как по отдельности, так и в комбинации, включая симпатическую активность.
Эндотелиальные/сосудистые изменения и адренергическая перегрузка (чрезмерная стимуляция симпатической нервной системы, которая может привести к неблагоприятным последствиям для сердца) имеют общие черты. Изменения проявляются на ранних стадиях клинического течения заболевания, выявляются при легкой сердечной недостаточности и становятся всё более выраженными по мере нарастания клинической тяжести заболевания.
Также глубокими изменениями в структуре и функциях крупных и средних артерий характеризуются кардиометаболические заболевания, включая ожирение и метаболический синдром. Эти изменения включают повышение жесткости артерий, снижение их растяжимости и нарушение функции эндотелия, также проявляющиеся в артериях с малым периферическим сопротивлением (внутренние сонные, позвоночные, общие и наружные сонные артерии, интракраниальные артерии).
Учитывая тесную взаимосвязь между функциональными и структурными изменениями, наблюдаемыми в коронарных и подкожных мелких артериях, эти сосудистые и эндотелиальные аномалии могут иметь серьезные последствия для прогрессирования повреждения органов, связанного с сердечно-сосудистыми факторами риска, а также для определения сердечно-сосудистого прогноза.
