При расширении кровеносных сосудов кожи у млекопитающих

Обновлено: 26.04.2024

Кровоснабжение кожи. Интенсивность кровотока в сосудах кожи. Миогенная, гуморальная регуляция кровотока в коже.

Кожа в большей степени, чем другие органы, подвержена прямому действию высоких и низких температур, ультрафиолетовых лучей, механических факторов и т. д. Кровоток по ее сосудам значительно превышает собственные нутритивные потребности. Это объясняется тем, что выполнение важнейшей функции кожи человека — участие в терморегуляции — определяется не активностью метаболических процессов в ней, а теплопереносящей функцией кровотока.

В покое при нейтральной температуре внешней среды кожа получает от 5 до 10 % сердечного выброса. Суммарный кожный кровоток взрослого человека при этом составляет 200—500 мл/мин. В различных частях поверхности тела кожный кровоток значительно отличается. Например, в коже спины он составляет 9,5 мл/100 г/мин, на передней поверхности тела 15,5 мл/100 г/мин. Наиболее интенсивный кровоток отмечается в коже пальцев рук и ног, где находится большое количество артериовенозных анастомозов.

Диапазон возможного возрастания кровотока в коже велик: отношение объемной скорости кровотока в покое к максимальной его величине составляет 1:8. Максимальной величины кожный кровоток у человека достигает при тепловом стрессе. В условиях высокой внешней температуры он может возрастать с 200—500 мл/мин до 2,5—3 л/мин, а при продолжительном нагревании организма человека (температура кожи 42 °С) увеличивается до 8 л/мин, составляя 50—70 % сердечного выброса.

Нервная регуляция кровоснабжения кожи обеспечивается широко представленной иннервацией ее сосудов (особенно артериовенозных анастомозов) симпатическими адренергическими сосудосуживающими волокнами. Повышение их активности обусловливает сужение кожных сосудов, а торможение — приводит к вазодилатации.

Главным фактором в регуляции кожного кровотока является температура тела, снижение которой приводит к рефлекторному сужению как артериальных, так и венозных сосудов кожи, что способствует перемещению крови в глубокие вены и сохранению тепла. При общем охлаждении снижается кровоток как через артериовенозные анастомозы, так и через капилляры кожи. Эта реакция опосредована через гипоталамус, а эффектор-ными ее путями являются адренергические нервные волокна. При общем воздействии на организм высоких температур происходит увеличение кожного кровотока за счет, главным образом, раскрытия артериовенозных анастомозов, кровоток через которые увеличивается в 3—3,5 раза. Раскрытие анастомозов является следствием угнетения сосудосуживающей им-пульсации к кожным сосудам по симпатическим адренергическим волокнам, обусловливающим стимуляцию В-адренорецепторов. Медиаторами активной кожной вазодилатации являются гистамин и допамин.

Гуморальная регуляция. В коже имеется большое количество тучных клеток — источника вазоактивных веществ. Дегрануляция тучных клеток и выделение вазоактивных веществ (гистамина, серотонина и др.) происходит при непосредственном воздействии на кожу ультрафиолетового облучения, механических и других факторов. В сосудах кожи имеются Н,-и Н2-гистаминовые рецепторы, опосредующие вазодилататорное действие эндогенного и экзогенного гистамина. Расширение сосудов кожи вызывает субстанция Р, оказывая при этом как прямое влияние на гладкую мышцу сосудов, так и опосредованное — через гистамин, выделяющийся из тучных клеток. В коже происходит биосинтез простагландинов. Внутрикожное введение простагландинов Е2 и Н2 вызывает расширение кожных сосудов, а простагландина F2a — сужение их.

Температура самой крови является фактором, играющим важную роль в локально действующих механизмах контроля сосудистых функций в коже. При локальном нагревании кожи имеет место увеличение капиллярного кровотока без существенных изменений кровотока через артериовенозные анастомозы. В механизме вазодилатации при локальном нагревании кожи большую роль играет освобождение вазоактивных веществ (АТФ, субстанция Р, гистамин) и накопление метаболитов. Однако большее значение в развитии гиперемии в этом случае имеет прямое действие тепла на гладко-мышечные элементы кожных сосудов. При повышении температуры крови снижается миогенный тонус и уменьшаются реакции гладких мышц сосудов кожи на симпатическую импульсацию и вазоконстрикторные вещества, в частности на норадреналин. Снижение адренореактивности гладких мышц кожных сосудов под влиянием гипертермии связано с уменьшением чувствительности их альфа-адренорецепторов.

При локальном действии на кожу низких температур имеют место вазоконстрикции и снижение кожного кровотока, что обусловлено как повышением сосудистого тонуса, так и увеличением вязкости крови.

Система терморегуляции использует для осуществления своих функций эффекторные компоненты других физиологических систем. Это обстоятельство обусловливает необходимость постоянного взаимодействия, сопряжения или конкуренции механизмов, регулирующих теплообмен и другие гомеостатические функции. Такое сопряжение регуляции теплообмена и других гомеостатических функций имеет место, прежде всего, в гипоталамусе, где термочувствительные нейроны преоптической области гипоталамуса являются одновременно чувствительными к изменению осмотического давления, артериального давления крови, концентрации ионов Н+, Na+, Ca2+, С02, глюкозы. Эти нейроны изменяют свою биоэлектрическую активность при сдвигах температуры тела, под действием эндопирогенов, половых гормонов, некоторых нейромедиаторов. Таким образом, центр терморегуляции в гипоталамусе постоянно взаимодействует с другими расположенными здесь же центрами регуляции гомеостаза.

Используемые организмом в системе регуляции теплообмена нейромедиаторы, гуморальные вещества также одновременно принимают участие в регуляции других функций и показателей гомеостаза. Их примерами могут быть катехоламины, которые параллельно выполняют функции медиаторов в центральной и симпатической нервных системах, функции сосудоактивных веществ, активаторов обменных процессов.

Сердечно-сосудистая система и терморегуляция

В качестве эффекторов в реакциях теплообмена используются сосуды поверхности тела, посредством которых регулируется кровоток в коже, ее температура и интенсивность теплоотдачи. В термонейтральных условиях, при действии на организм умеренно низких температур или неглубокой гипотермии изменение кровотока в поверхностных тканях не оказывает существенного влияния на деятельность сердца и системную гемодинамику. При действии же на организм высоких температур, гипертермии, лихорадке резкое расширение сосудов поверхности тела, влияние высокой температуры на центральные механизмы регуляции кровообращения могут привести к падению давления крови, развитию коллаптоидного состояния. Использование при гипертермии многочисленных поверхностных сосудов, как общих эффекторов сердечно-сосудистой и терморегулирующей систем, соподчинено более важной в этот момент времени гомеостатической потребности организма — поддержанию системного кровотока.

Микроциркуляция ( микрогемодинамика ). Проницаемость капилляров. Стенки капилляров. Типы капиляров.

К микроциркуляторному руслу относят сосуды: распределители капиллярного кровотока (терминальные артериолы, метартериолы, артериовенулярные анастомозы, прекапиллярные сфинктеры) и обменные сосуды (капилляры и посткапиллярные венулы). В месте отхождения капилляров от метартериол имеются одиночные гладкомышечные клетки, получившие функциональное название «прекапиллярные сфинктеры».

Стенки капилляров гладкомышечных элементов не содержат. В капиллярах наиболее благоприятные условия для обмена между кровью и тканевой жидкостью: высокая проницаемость стенки капилляров для воды и растворенных в плазме веществ; большая обменная поверхность капилляров; гидростатическое давление, способствующее фильтрации на артериальном и реабсорбции на венозном концах капилляра; медленная линейная скорость кровотока, обеспечивающая достаточный контакт крови с обменной поверхностью капилляров.

Стенки капилляров образованы расположенными в один слой эндотелиальными клетками (рис. 9.24). В зависимости от ультраструктуры стенок выделяют три типа капилляров: соматический, висцеральный, синусоидный. Стенка капилляров соматического типа образована сплошным слоем эндотелиальных клеток, в мембране которых имеется большое количество мельчайших пор диаметром 4—5 нм. Этот тип капилляров характерен для кожи, скелетных и гладких мышц, миокарда, легких. Стенка капилляров соматического типа легко пропускает воду, растворенные в ней кристаллоиды, но мало проницаема для белка. Клетки капилляров висцерального типа имеют в мембране эндотелия «окошки» — фенестры, которые представляют собой пронизывающие цитоплазму эндотелиальных клеток отверстия, диаметром 40—60 нм, затянутые тончайшей мембраной. Такой тип капилляров представлен в почках, кишечнике, эндокринных железах, т. е. органах, в которых всасывается большое количество воды с растворенными в ней веществами. Капилляры синусоидного типа имеют прерывистую стенку с большими просветами. Диаметр капилляров — синусоид — колеблется от 1 до 4 мкм. Такой тип капилляров обеспечивает высокую проницаемость не только для жидкости, но и для белка и клеток крови. Он имеется в селезенке, печени, костном мозге.

Рис. 9.24. Проницаемость капилляров для жидкости, белков и клеток крови.

Состояние капиллярного русла характеризуется отношением числа функционирующих капилляров к нефункционирующим. При увеличении числа функционирующих капилляров возрастает величина их обменной поверхности, снижается диффузионное расстояние между капиллярами и клетками и улучшается кровоснабжение ткани. Несмотря на небольшую толщину стенки капилляров (0,7—1,5 мкм), растяжимость их мала. Это обусловлено механическими свойствами окружающей капилляр соединительной ткани органа.

В классе Млекопитающие в настоящее время насчитывается около \(4,5\) тысяч видов. Это самые высокоорганизованные среди позвоночных животных. Млекопитающие освоили водную, наземно-воздушную и почвенную жизненные среды. Распространены на всех континентах, за исключением Антарктиды.

Внешнее строение млекопитающих определяется условиями среды обитания, и оно очень разнообразно. К млекопитающим относятся такие разные существа, как мыши и похожие на рыб огромные киты, изящные высокие жирафы и тучные бегемоты, покрытые роговыми щитками броненосцы и колючие ехидны и ежи.

Голова у млекопитающих обычно подвижна. На ней находятся рот , ноздри , глаза , наружные уши (ушные раковины).

Рот имеет верхнюю и нижнюю губы . Губы нужны для захвата пищи, а у детёнышей — для сосания молока. Над ртом находится вытянутый нос с двумя ноздрями.

Глаза защищены верхними и нижними веками и ресницами . От третьего века (мигательной перепонки) у большинства млекопитающих сохраняется только небольшой остаток в углу глаза.

Наиболее распространён тип наземных млекопитающих, конечности у которых расположены под туловищем (а не по бокам тела, как у пресмыкающихся). За счёт этого млекопитающие довольно высоко поднимают своё тело над землёй.

Кожный покров млекопитающих играет важную роль в терморегуляции. Кожа густо пронизана кровеносными сосудами и снабжается кровью. При расширении сосудов кожи теплоотдача возрастает, а при их сужении снижается.

Сальные железы выделяют кожное сало, которое тонким слоем смазывает кожу и волосы, делает их эластичными и водонепроницаемыми.
Потовыежелезы выделяют пот, что охлаждает тело и выводит вредные вещества из организма.
Пахучиежелезы нужны для отпугивания врагов, привлечения самки и мечения своей территории.
Млечные ( молочные ) железы нужны для выкармливания детёнышей молоком.

Роговыми производными эпидермиса кожи являются волосы, ногти, когти, копыта, «полые» рога (но! — рога оленей состоят из костного вещества!).

ость — длинные, тонкие, но прочные волосы.
подшёрсток— короткие и пушистые волосы, расположенные под остевыми.
вибриссы — жёсткие и длинные волосы, которые образуют брови и усы и служат органом осязания.

У одних животных шёрстный покров состоит из ости (олень); у других — из подшёрстка (крот); у третьих — из ости и подшёрстка (нутрия, куница).

При смене времён года у зверей происходит линька — изменяется состав шерсти (зимой в ней много подшёрстка). У отдельных видов меняется также окраска (например, у зайца-беляка зимой мех белый, а летом серый).

Некоторые млекопитающие в ходе эволюции утратили шерсть в связи с приспособлением к жизни в воде (китообразные) или в жарком климате (слоны).

Наружный покров нашего организма представлен кожей . Кожа имеет сложное строение и выполняет важные функции:

кожный покров практически непроницаем для веществ и микроорганизмов;
прочная и упругая кожа защищает внутренние органы от механических и химических воздействий;
через кожу с потом выводится вода, минеральные соли и другие продукты обмена;
рецепторы кожи обеспечивают связь организма с внешней средой;
кожа выполняет терморегуляционную функцию;
благодаря содержащемуся в ней пигменту меланину кожа защищает внутренние органы от ультрафиолетовых лучей;
в ней синтезируется витамин D.

Эпидермис образован многослойным эпителием. Наружный роговой слой образован мёртвыми клетками, которые постоянно слущиваются. Он защищает лежащие глубже живые клетки от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды.

Самый глубокий слой эпидермиса — ростковый (базальный). В нём происходит размножение и развитие клеток, заменяющих слущивающиеся. В этом слое под влиянием солнечного света вырабатывается тёмный пигмент меланин, от содержания которого зависит цвет кожи.

Клетки гладкой мышечной ткани, коллагеновые и эластиновые волокна придают коже упругость и прочность.

В дерме расположены многочисленные нервные окончания и осязательные, холодовые, тепловые рецепторы, позволяющие воспринимать сигналы окружающей среды.

Дерма пронизана кровеносными сосудами. Кровь приносит кислород и питательные вещества, уносит продукты обмена.

Потовые железы имеют вид клубочков и открываются на поверхности кожи длинными выводными протоками. В состав пота входят вода, минеральные соли, продукты обмена белков (мочевина, аммиак, мочевая кислота). За сутки обычно выделяется около \(500\) см³ пота. В жаркое время и при физической работе его количество возрастает до \(3\) л. Испаряясь с поверхности кожи, пот охлаждает её.

Молочные железы тоже являются производными кожи. Они состоят из \(15\)–\(20\) видоизменённых потовых желез, образующих дольки. Функция молочных желез заключается в производстве молока, необходимого для выкармливания потомства.

Сальные железы напоминают пузырьки, образованные эпителиальной тканью. Протоки этих желез соединены с волосяными сумками или с поверхностью кожи, куда выделяется кожное сало, смазывающее волосы и кожу и придающее им эластичность.

Подкожная жировая клетчатка прилегает к дерме и представлена рыхлой соединительной тканью. В ней находится большое количество жировых клеток, в которых накапливаются запасные жиры. Толщина слоя различна на разных участках тела. Этот слой выполняет роль подушки, смягчает механические воздействия, защищает внутренние органы от травм, а также выполняет теплоизолирующую функцию.

Читайте также: