18.1.4. Регуляция уровня метаболитов в крови
Одним из наиболее важных метаболитов, присутствующих в крови, является глюкоза. Уровень глюкозы в крови должен находиться под строгим контролем, поскольку она служит главным субстратом тканевого дыхания и должна непрерывно поступать в клетки. Особенно чувствительны к нехватке глюкозы клетки головного мозга, которые не могут использовать никакие другие метаболиты в качестве источника энергии. Недостаток глюкозы вызывает потерю сознания. Нормальный уровень глюкозы в крови составляет около 90 мг на 100 мл (90 мг%), но может колебаться от 70 мг% натощак до 150 мг% после приема пищи. Источники глюкозы и ее взаимоотношения с другими метаболитами будут рассмотрены в разд. 18.5.2.
Регуляция уровня глюкозы в крови является примером сложного гомеостатического механизма, находящегося под контролем эндокринной системы и включающего координированную секрецию по меньшей мере шести различных гормонов и две цепи отрицательной обратной связи. Повышение уровня глюкозы в крови (гипергликемия) стимулирует секрецию инсулина (разд. 16.6.7), а его падение (гипогликемия) приводит к угнетению секреции инсулина и к стимуляции секреции глюкагона (разд. 16.6.7) и других гормонов, повышающих уровень глюкозы в крови (гипергликемических факторов). Общая схема этой регуляторной системы представлена на рис. 18.7.
Рис. 18.7. Общая схема двойной регуляции уровня глюкозы в крови
18.1.5. Регуляция ритма сердца и кровяного давления
Изменения частоты сердечных сокращений и кровяного давления косвенно влияют на состав тканевой жидкости и участвуют в поддержании его на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания внешних условий и меняющиеся потребности тканей. Механизмы регуляции включают деятельность вегетативной нервной системы и подробно описаны в разд. 14.12.5.
Существуют две важные формы отклонений от нормального ритма сердца — тахикардия и брадикардия. Тахикардия (греч. tachys-быстрый) — общее название для всех случаев повышенной частоты сердечных сокращений. Она может вызываться разнообразными факторами, в том числе эмоциями (тревога, ярость, и т. п.) и повышенной активностью щитовидной железы. Сильная тахикардия часто бывает результатом изменения электрической активности сердца. Различные участки сердца, лежащие за пределами синоатриального узла (определяющего нормальный ритм сердца), могут становиться очагами возникновения стимулов, вызывающих сокращения сердечной мышцы, и это приводит к тахикардии.
Брадикардия (греч. bradys-медленный) — состояние, при котором сердце сокращается реже, чем в норме. Характерна для спортсменов, у которых в результате тренировок увеличен ударный объем сердца и для поддержания постоянного минутного объема в покое нужна меньшая частота сокращений. Брадикардия может быть также связана с гипофункцией щитовидной железы или с изменением электрической активности синоатриального узла и других проводящих участков сердца.
Устранению временной тахикардии или брадикардии и восстановлению нормального сердечного ритма способствует антагонистическое воздействие на синоатриальный узел со стороны симпатической и парасимпатической нервной системы.
Кровяное давление — это давление крови на стенки кровеносных сосудов. Обычно его измеряют в плечевой артерии с помощью сфигмоманометра. Систолическое давление возникает в результате сокращения желудочков, а диастолическое отражает давление крови в артериях при расслабленных желудочках. Кровяное давление зависит от возраста, пола и состояния здоровья, и у здоровых молодых мужчин составляет 120 (систолическое) и 80 (диастолическое) мм рт. ст. На кровяное давление влияют как сила сердечных сокращений, так и сопротивление периферических кровеносных сосудов; оно отражает общее состояние сердца и сосудов. Условия, вызывающие сужение сосудов и уменьшение их эластичности (атеросклероз) или нарушение работы почек, могут вызывать повышение кровяного давления (состояние, называемое гипертонией) и тем самым увеличивать нагрузку на сердце и артерии. В свою очередь растяжение артериальных стенок может привести к их ослаблению и разрыву или к закупорке суженных сосудов сгустками крови (тромбоз). Эти нарушения очень опасны, если происходят в мозгу или в сердце и приводят к кровоизлияниям в мозг или к тромбозу мозговых или коронарных сосудов.