Расширение сосудов - Vasodilation

3D-медицинская анимация все еще показывает нормальный кровеносный сосуд (L) по сравнению с. Расширение сосудов (R)

Расширение сосудов расширение кровеносный сосуд.[1] Это результат расслабления гладкая мышца ячеек в стенках сосудов, особенно в больших вены, большой артерии, и меньше артериолы. Процесс противоположен вазоконстрикция, то есть сужение кровеносных сосудов.

Когда кровеносные сосуды расширять, то поток крови увеличивается за счет уменьшения сосудистое сопротивление и увеличение сердечный выброс[требуется дальнейшее объяснение ]. Следовательно, расширение артериальных кровеносных сосудов (в основном артериол[нужна цитата ]) уменьшается артериальное давление. Ответ может быть внутренний (из-за локальных процессов в окружающей ткань ) или внешний (из-за гормоны или нервная система ). Кроме того, ответ может быть локализован для конкретного орган (в зависимости от метаболический потребности определенной ткани, например, при физических нагрузках), или это может быть системным (видно на протяжении всего Систематическая циркуляция ).

Эндогенный вещества и наркотики вызывающие вазодилатацию, называются вазодилататоры. Такой вазоактивность необходимо для гомеостаз (поддерживая нормальную работу тела).

Функция

Основная функция вазодилатации - увеличить приток крови к тканям, которые в этом больше всего нуждаются. Часто это происходит из-за локализованного потребность в кислороде но может произойти, когда рассматриваемая ткань не получает достаточно глюкоза, липиды, или другой питательные вещества. У локализованных тканей есть несколько способов увеличить кровоток, включая высвобождение вазодилататоров, прежде всего аденозин, в местный тканевая жидкость, который распространяется в капилляр кровати, провоцирующие локальное расширение сосудов.[2][3] Некоторые физиологи предполагают, что именно недостаток кислорода вызывает расширение сосудов капилляров гладкими мышцами. гипоксия судов в регионе. Эта последняя гипотеза выдвигается из-за наличия прекапиллярные сфинктеры в капиллярных руслах. Эти подходы к механизму вазодилатации не являются взаимоисключающий.[4]

Расширение сосудов и артериальное сопротивление

Вазодилатация напрямую влияет на взаимоотношения между среднее артериальное давление, сердечный выброс, и общее периферическое сопротивление (TPR). Вазодилатация происходит во временной фазе сердечной систола, тогда как вазоконстрикция следует в фазе, противоположной времени сердечной диастола. Сердечный выброс (кровоток, измеряемый в объеме в единицу времени) вычисляется путем умножения частота сердцебиения (в ударах в минуту) и ударный объем (объем крови, выброшенный во время систолы желудочков). TPR зависит от нескольких факторов, включая длину сосуда, вязкость крови (определяется гематокрит ) и диаметр кровеносного сосуда. Последний является наиболее важной переменной при определении сопротивления, поскольку TPR изменяется в четвертой степени радиуса. Повышение любого из этих физиологических компонентов (сердечного выброса или TPR) вызывает повышение среднего артериального давления. Вазодилатация снижает TPR и артериальное давление за счет расслабления гладкомышечных клеток в туника СМИ слой большого артерии и более мелкие артериолы.[5]

Вазодилатация происходит в поверхностных кровеносных сосудах теплокровный животные, когда их окружающая среда жаркая; этот процесс направляет поток нагретой крови к коже животного, где тепло может легче отводиться в атмосферу. Противоположный физиологический процесс вазоконстрикция. Эти процессы естественно модулируются локальными паракринный агенты из эндотелиальные клетки (например., оксид азота, брадикинин, ионы калия и аденозин ), а также автономная нервная система и надпочечники, оба из которых выделяют катехоламины Такие как норэпинефрин и адреналин, соответственно.[6][7]

Примеры и отдельные механизмы

Расширение сосудов - результат расслабления в гладкая мышца окружающие кровеносные сосуды. Это расслабление, в свою очередь, зависит от устранения стимула к сокращению, который зависит от внутриклеточной концентрации ионов кальция и тесно связан с фосфорилирование легкой цепи сократительного белка миозин. Таким образом, вазодилатация работает в основном либо за счет снижения внутриклеточной концентрации кальция, либо за счет дефосфорилирования (на самом деле замещения АТФ на АДФ) миозина. Дефосфорилирование к фосфатаза легкой цепи миозина и индукция кальция сторонники и антипортеры этот насос ионы кальция вне внутриклеточного компартмента оба способствуют расслаблению гладкомышечных клеток и, следовательно, расширению сосудов. Это достигается за счет обратного захвата ионов в саркоплазматический ретикулум через обменники и изгнание через плазматическую мембрану.[8] Существует три основных внутриклеточных стимула, которые могут привести к расширению сосудов. Конкретные механизмы достижения этих эффектов варьируются от вазодилататора до вазодилататора.

Учебный классОписаниепример
Гиперполяризация -опосредованный (Блокатор кальциевых каналов )Изменения в мембранный потенциал покоя клетки влияет на уровень внутриклеточного кальция через модуляцию чувствительные к напряжению кальциевые каналы в плазматической мембране.аденозин
лагерь -опосредованныйАдренергический стимуляция приводит к повышению уровня цАМФ и протеинкиназа А, что приводит к увеличению удаления кальция из цитоплазмы.простациклин
cGMP -опосредованный (Нитровазодилататор )Через стимуляцию протеинкиназа G.оксид азота

Ингибиторы ФДЭ5 и открыватели калиевых каналов могут также иметь аналогичные результаты.

Соединения, которые опосредуют указанные выше механизмы, могут быть сгруппированы как эндогенный и экзогенный.

Эндогенный

Вазодилататоры [9]Рецептор
(↑ = открывается. ↓ = закрывается) [9]
На гладкомышечные клетки сосудов если не указано иное		Трансдукция
(↑ = увеличивается. ↓ = уменьшается) [9]
EDHF?гиперполяризация → ↓VDCC → ↓ внутриклеточный Ca2+
PKG активность →
  • фосфорилирование MLCK → ↓ активность MLCK → дефосфорилирование MLC
  • ↑SERCA → ↓ внутриклеточный Ca2+
NO рецептор на эндотелий↓эндотелин синтез [10]
адреналин (адреналин)β-2 адренорецептор↑граммs активность → ↑AC активность → ↑лагерь → ↑PKA активность → фосфорилирование MLCK → ↓ активность MLCK → дефосфорилирование MLC
гистамингистаминовый рецептор H2
простациклинIP-рецептор
простагландин D2Рецептор DP
простагландин E2Рецептор EP
VIPVIP рецептор↑граммs активность → ↑AC активность → ↑лагерь → ↑PKA активность →
(внеклеточный) аденозинА1, А2а и А2b аденозиновые рецепторы↑АТФ-чувствительный K+ канал → гиперполяризация → закрыть VDCC → ↓ внутриклеточный Ca2+
  • (внеклеточный) АТФ
  • (внеклеточный) ADP
↑P2Y рецепторактивировать граммq → ↑ПЛК активность → ↑ внутриклеточный Ca2+ → ↑NOS активность → ↑Нет → (см оксид азота)
L-аргининимидазолин и рецептор α-2 ?граммя → ↓лагерь → активация Na+/ К+-ATPase[11] → ↓ внутриклеточный Na+ → ↑Na+/ Ca2+ обменник активность → ↓ внутриклеточный Ca2+
брадикининрецептор брадикинина
вещество P
ниацин (только как никотиновая кислота)
фактор активации тромбоцитов (PAF)
CO2-↓межстраничный pH → ?[12]
межстраничный молочная кислота (наверное)-
мышечная работа-
различные рецепторы на эндотелий↓эндотелин синтез [10]

Сосудорасширяющее действие активации бета-2 рецепторы (например, адреналином) кажется эндотелий -независимый.[13]

Вазодилатация симпатической нервной системы

Хотя признано, что Симпатическая нервная система играет незаменимую роль в вазодилатации, это только один из механизмов, с помощью которого может быть достигнута вазодилатация. Спинной мозг имеет расширение сосудов и вазоконстрикция нервы. Нейроны, контролирующие вазодилатацию сосудов, берут начало в гипоталамусе. Некоторая симпатическая стимуляция артериол в скелетных мышцах опосредуется адреналином, действующим на β-адренергические рецепторы гладких мышц артериол, что, как обсуждалось выше, опосредовано путями цАМФ. Однако было показано, что отключение этой симпатической стимуляции мало или не играет никакой роли в том, способны ли скелетные мышцы получать достаточное количество кислорода даже при высоких уровнях нагрузки, поэтому считается, что этот конкретный метод вазодилатации не имеет большого значения для человека. физиология.[14]

В случае эмоционального стресса эта система может активироваться, что приводит к обмороку из-за снижения артериального давления из-за расширения сосудов, что называется вазовагальный обморок.[15]

Вазодилатация, вызванная холодом

Расширение сосудов, вызванное холодом (CIVD), возникает после воздействия холода, возможно, для снижения риска травмы. Это может происходить в нескольких местах человеческого тела, но чаще всего наблюдается в конечностях. Пальцы встречаются особенно часто, потому что они обнажены чаще всего.

Когда пальцы подвергаются воздействию холода, вазоконстрикция происходит сначала для уменьшения потерь тепла, что приводит к сильному охлаждению пальцев. Примерно через пять-десять минут после начала воздействия холода на руку кровеносные сосуды на кончиках пальцев внезапно расширяются. Вероятно, это вызвано резким уменьшением выброса нейротрансмиттеры от симпатические нервы к мускулистой оболочке артериовенозные анастомозы из-за местного холода. CIVD увеличивает кровоток и, следовательно, температуру пальцев. Это может быть болезненным и иногда называется "горячие боли 'что может быть достаточно болезненным, чтобы вызвать рвоту.

За расширением сосудов следует новая фаза сужения сосудов, после чего процесс повторяется. Это называется Охотничья реакция. Эксперименты показали, что возможны еще три реакции сосудов на погружение пальца в холодную воду: постоянное состояние сужения сосудов; медленное, устойчивое и непрерывное согревание; и форма пропорционального контроля, в которой диаметр кровеносного сосуда остается постоянным после начальной фазы вазоконстрикции. Однако подавляющее большинство ответов можно классифицировать как реакцию Охоты.[16]

Другие механизмы вазодилатации

Другие предлагаемые вазодилататоры или сосудорасширяющие факторы включают:

Терапевтическое использование

Сосудорасширяющие средства используются для лечения таких состояний, как: гипертония, при этом у пациента аномально высокое кровяное давление, а также стенокардия, хроническая сердечная недостаточность, и Эректильная дисфункция, и где поддержание более низкого кровяного давления снижает риск развития у пациента других сердечных проблем.[5]Промывка может быть физиологической реакцией на вазодилататоры. Немного ингибиторы фосфодиэстеразы Такие как силденафил, варденафил и тадалафил работают над увеличением кровотока в половом члене за счет расширения сосудов. Их также можно использовать для лечения легочная артериальная гипертензия (ПАУ).

Антигипертензивные средства, которые открывают кровеносные сосуды

Эти препараты могут держать сосуды открытыми или помогать сосудам не сужаться.[18]
Лекарства, которые действуют, активируя α2А рецепторы в мозгу тем самым уменьшая Симпатическая нервная система Мероприятия.[19][18]
Согласно с Американская Ассоциация Сердца, Альфа-метилдопа может вызывать Ортостатический обморок поскольку он оказывает более сильный эффект снижения артериального давления, когда человек стоит вертикально, что может привести к чувству слабости или обмороку, если артериальное давление было понижено слишком сильно. Выдающиеся побочные эффекты метилдопы включают сонливость или вялость, сухость во рту, лихорадку или анемию. Вдобавок к этому пациенты мужского пола могут испытывать импотенцию. [18]
Клонидин, гуанабенз или гуанфацин могут вызвать сильную сухость во рту, запор или сонливость. Резкое прекращение приема может быстро поднять артериальное давление до опасно высокого уровня.[18]
Непосредственно расслабьте мышцы стенок кровеносных сосудов (особенно артериол), позволяя сосуду расширяться (расширяться). [18]
Гидралазин может вызывать головные боли, отек вокруг глаз, учащенное сердцебиение или боли и боли в суставах. В клинических условиях гидралазин обычно не используется отдельно.[18]
Миноксидил - это мощный прямой вазодилататор используется только в стойкий сильное высокое кровяное давление или когда почечная недостаточность настоящее. Отмеченные побочные эффекты включают задержку жидкости (заметное увеличение веса) и чрезмерный рост волос.[18]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Определение вазодилатации». MedicineNet.com. 27 апреля 2011 г. В архиве из оригинала 5 января 2012 г.. Получено 13 января 2012.
  2. ^ Коста, Ф; Biaggioni, I (май 1998 г.). «Роль оксида азота в индуцированной аденозином вазодилатации у людей». Гипертония. 31 (5): 1061–4. Дои:10.1161 / 01.HYP.31.5.1061. PMID  9576114.
  3. ^ Сато А., Терата К., Миура Х., Тояма К., Лобериза Ф. Р., Хатум О. А., Сайто Т., Сакума И., Гаттерман Д. Д. (апрель 2005 г.). «Механизм расширения сосудов до аденозина в коронарных артериолах у пациентов с сердечными заболеваниями». Американский журнал физиологии. Сердце и физиология кровообращения. 288 (4): H1633–40. Дои:10.1152 / ajpheart.00575.2004. PMID  15772334. S2CID  71178.
  4. ^ Гайтон, Артур; Холл, Джон (2006). «Глава 17: Местный и гуморальный контроль кровотока в тканях». В Gruliow, Ребекка (ред.). Учебник медицинской физиологии (Книга) (11-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Elsevier Inc., стр.196 –197. ISBN  978-0-7216-0240-0.
  5. ^ а б Клаблунде, Ричард Э. (29 апреля 2008 г.). «Терапевтическое использование вазодилататоров». CV Фармакология. В архиве из оригинала 16 декабря 2008 г.. Получено 3 декабря 2013.
  6. ^ Чаркоудян, Ниша (2010). «Механизмы и модификаторы рефлекторно индуцированной кожной вазодилатации и вазоконстрикции у людей». Журнал прикладной физиологии. Американское физиологическое общество. 109 (4): 1221–1228. Дои:10.1152 / japplphysiol.00298.2010. ISSN  8750-7587. ЧВК  2963327. PMID  20448028.
  7. ^ Джонсон, Джон М .; Келлог, Дин Л. (2010). «Местный терморегулятор кожного кровообращения человека». Журнал прикладной физиологии. Американское физиологическое общество. 109 (4): 1229–1238. Дои:10.1152 / japplphysiol.00407.2010. ISSN  8750-7587. ЧВК  2963328. PMID  20522732.
  8. ^ Webb, RC (декабрь 2003 г.). «Плавное сокращение и расслабление мышц». Достижения в физиологическом образовании. 27 (1–4): 201–6. Дои:10.1152 / advan.00025.2003. PMID  14627618.
  9. ^ а б c Если иное не указано в поле, ref: Уолтер Ф. Борон (2005). Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход. Elsevier / Saunders. ISBN  978-1-4160-2328-9. Стр. Решебника 479
  10. ^ а б c d е ж Жезл Цветок; Хамфри П. Рэнг; Морин М. Дейл; Риттер, Джеймс М. (2007). Фармакология Рэнга и Дейла. Эдинбург: Черчилль Ливингстон. ISBN  978-0-443-06911-6.
  11. ^ Курихара, Кинджи; Наканиши, Нобуо; Уэха, Такао (1 ноября 2000 г.). «Регулирование Na + -K + -АТФазы с помощью цАМФ-зависимой протеинкиназы, закрепленной на мембране через свой заякоренный белок». Американский журнал физиологии. Клеточная физиология. 279 (5): C1516 – C1527. Дои:10.1152 / ajpcell.2000.279.5.c1516. PMID  11029299.
  12. ^ Модин А., Бьорне Х., Херулф М., Алвинг К., Вайцберг Э., Лундберг Дж. О. (2001). «Оксид азота, полученный из нитрита: возможный медиатор« кислотно-метаболической »вазодилатации». Acta Physiol. Сканд. 171 (1): 9–16. Дои:10.1046 / j.1365-201X.2001.00771.x. PMID  11350258.
  13. ^ Шиндлер, К; Добрев, Д; Гроссманн, М; Francke, K; Питтроу, Д.; Кирх, W (январь 2004 г.). «Механизмы опосредованной бета-адренорецепторами венодилатации у людей». Клиническая фармакология и терапия. 75 (1): 49–59. Дои:10.1016 / j.clpt.2003.09.009. PMID  14749691. S2CID  97773072.
  14. ^ Гайтон (2006), стр. 207-208.
  15. ^ Гайтон (2006) стр. 208
  16. ^ Даанен, Х.А.М. (2003). «Вазодилатация пальцев, вызванная простудой: обзор». Европейский журнал прикладной физиологии. 89 (5): 411–426. Дои:10.1007 / s00421-003-0818-2. PMID  12712346. S2CID  22077172.
  17. ^ Франко-Сереседа А., Рудехилл А. (август 1989 г.). «Индуцированное капсаицином вазодилатация коронарных артерий человека in vitro опосредуется пептидом, связанным с геном кальцитонина, а не веществом Р или нейрокинином А». Acta Physiologica Scandinavica. 136 (4): 575–80. Дои:10.1111 / j.1748-1716.1989.tb08704.x. PMID  2476911.
  18. ^ а б c d е ж грамм «Типы лекарств от кровяного давления». www.heart.org. 31 октября 2017 г. В архиве из оригинала на 8 января 2019 г.. Получено 2 мая 2019.
  19. ^ "Монография по гуанфацину для профессионалов". Drugs.com. Американское общество фармацевтов систем здравоохранения. Получено 18 марта 2019.