Дела сердечные

И адреналин, и норадреналин могут вызывать сужение кровеносных сосудов и повышение артериального давления (АД). Но при однократном введении определенной дозы адреналина АД сначала растет, а потом падает ниже исходного уровня. При введении норадреналина повышение АД гораздо более выраженное и стойкое.

Известно, что АД — очень важный для организма показатель. Организм «стремится» поддерживать его на определенном уровне. АД зависит от нескольких основных показателей — сердечного выброса (он определяется частотой и силой сокращений сердца), периферического сопротивления (оно зависит от диаметра кровеносных сосудов) и объема крови. За давлением следят специальные клетки — барорецепторы (рецепторы давления) в аорте и сонных артериях. Уровень АД можно снизить, либо снизив сердчный выброс (частоту и силу сокращений сердца), либо снизив периферическое сопротивление (расширив кровеносные сосуды).

Почему же замедляется сердечный ритм, если в кровь вводят норадреналин? Ведь даже в целом организме, когда при стрессе норадреналин выделяется из нервных окончаний симпатических нервов и действует непосредственно на сердце, то заставляет его биться быстрее!

Дело в том, что при введении в кровь норадреналин сильнее действует на кровеносные сосуды, вызывая их сужение и резкое повышение АД. Если АД сильно повышается, то барорецепторы посылают более частые нервные импульсы в продолговатый мозг. Там они активируют ядро блуждающего нерва — одного из главных нервов парасимпатического отдела. По блуждающему нерву импульсы идут в сердце (см. анимацию на странице Régulation cardiaque — «Регуляция сердечной деятельности») и передаются нейронам, которые выделяют ацетилхолин. А ацетилхолин замедляет работу сердца. Частота сердечных сокращений падает, и АД снижается, возвращаясь к норме. Это и происходит, когда из-за сужения кровеносных сосудов под действием норадреналина сильно повышается АД. Если блокировать действие ацетилхолина на сердце, то при введении в кровь норадреналина частота сердечных сокращений повысится.

Хотя в условии сказано, что адреналин и норадреналин действуют на одни и те же рецепторы (и это правда), но рецепторов таких несколько, и действуют на них два этих вещества по-разному. Не менее важно, что эти рецепторы по-разному распределены на клетках разных тканей и даже одной ткани в разных частях организма. Например, на мышечных клетках сердца расположены в основном β₁-рецепторы — на них действуют и норадреналин, и адреналин. При их активации сердце сокращается сильнее и чаще. На гладких мышцах большинства кровеносных сосудов преобладают два других типа рецепторов — α₁ и β₂. α₁ более чувствительны к норадреналину; при действии на них сосуды сужаются — АД растет. β₂-рецепторы более чувствительны к адреналину, норадреналин на них почти не действует. При их активации гладкие мышцы расслабляются, сосуды расширяются, и АД падает.

β₂ –адренорецептор (синий), связавшийся с адреналином (желтый). Изображение с сайта www.nobelprize.org

Много β₂-рецепторов на мелких артериях скелетных мышц и коронарных артериях сердца — при стрессе эти сосуды расширяются, чтобы обеспечить наиболее активно работающие органы кислородом и питательными веществами. На остальных сосудах — например, в коже и внутренних органах — больше α₁-рецепторов, и они при стрессе сужаются. Таким образом, под действием адреналина одни сосуды расширяются, а другие сужаются. Кроме того, адреналин дольше действует на β₂-рецепторы, чем на α₁ — именно поэтому при однократном его введении АД сначала растет, а потом падает.

В медицине норадреналин используют в первую очередь тогда, когда жизненно важно быстро повысить упавшее АД — например, при травматическом или при септическом шоке.

У этой задачи две подоплеки — физиологическая и медицинская.

С физиологической подоплекой всё, на первый взгляд, более или менее ясно: она относится почти к любым процессам регуляции. Почти к каждому гормону и нейромедиатору в нашем организме есть множество белков-рецепторов. В частности, поэтому один гормон по-разному действует на похожие клетки разных органов (например, на гладкие мышцы). Реже несколько похожих гормонов или нейромедиаторов действуют через одни и те же рецепторы (как в рассмотренном случае). Норадреналин и адреналин различаются по сродству к конкретным рецепторам и «подыгрывают» друг другу, когда одновременно выделяются при стрессе: к примеру, адреналин расширяет бронхи и сосуды скелетных мышц, а норадреналин сильнее сужает сосуды внутренних органов. В результате организм получает больше кислорода, а кровоток доставляет кислород и питательные вещества в первую очередь в те органы, что помогут драться или убежать: остальные временно можно посадить на голодный паек.

Результаты опытов на изолированном органе и целом организме различаются тоже практически всегда. В целом организме действует масса компенсаторных механизмов, и обычно они препятствуют слишком сильным отклонениям физиологических параметров от нормы. Пожалуй, самый яркий пример такой компенсации — физиология мышей без миоглобина (кислород-связывающего белка скелетных мышц и мышцы сердца). Такие «нокаутные» мыши не только жизнеспособны, но и практически ничем не отличаются от нормальных (кроме отсутствия миоглобина). Эти мыши с абсолютно белым сердцем могут так же долго плавать и бегать, столь же устойчивы к гипоксии. Выяснилось, что у них выше концентрация гемоглобина в крови, гораздо гуще сеть капилляров в сердце, а сердечная мышца потребляет больше глюкозы вместо жирных кислот.

Эти примеры показывают, что опыты на культуре клеток или даже на выращенных «в пробирке» органах никогда не заменят эксперименты на животных — как бы ни боролись защитники животных за их права. Испытывать новые лекарства придется всё-таки на мышах и кроликах...

Но если копнуть чуть глубже, то оказывается, что и с физиологией не всё так просто. Достаточно посмотреть статьи про действие адреналина и норадреналина даже не на изолированное сердце, а на изолированные кусочки коронарных артерий. Полный разнобой в результатах просто ошарашивает! То адреналин вызывает сужение, то расширение, а то — сначала сужение, а потом расширение; то доказывается, что он действует непосредственно через β₁-рецепторы на самих сосудах, то — что опосредованно из-за влияния на эти рецепторы сердечной мышцы. Результаты оказываются разными в зависимости от вида животного, от его состояния, от диаметра артерии, от температуры и еще бог знает от чего...

И вот тут мы подходим к медицинской подоплеке. Наверняка могут найтись врачи, которые скажут: «Да адреналин и сейчас вводят в сердце, а не в вену, если в вене нет катетера!»; «Всё это ерунда, норадреналин тоже применяют при остановке сердца — он ведь улучшает коронарное кровообращение!»; «Всё это ерунда, если речь не идет о конкретных дозах — всё зависит от дозы!». А кто-то, может быть, скажет: «Норадреналин при септическом шоке? Да вы с ума сошли! Он же может вызывать ишемию внутренних органов!»

Читать статьи про действие адреналина на изолированные коронарные артерии собак большинство врачей не склонны. А как лечить больных, они прекрасно знают — ведь у них есть опыт, и к тому же они опираются на опыт своих уважаемых наставников...

Вот почему практическая медицина в значительной степени остается искусством. Гениальный врач может опереться на интуицию и учесть особенности данного больного и течения его болезни. Но большинство врачей — вовсе не гении. Поэтому им лучше, конечно, опираться не на «опыт», а на результаты рандомизированных исследований с двойным слепым методом. А эти результаты показывают, что при остановке сердца и адреналин не очень-то помогает...