Vasodilatație - Vasodilation

Animație medicală 3D care arată încă vas normal de sânge (L) vs. vasodilatație (R)

Vasodilatația este lărgirea vaselor de sânge . Rezultă din relaxarea celulelor musculare netede în pereții vaselor, în special în venele mari , arterele mari și arteriolele mai mici . Procesul este opusul vasoconstricției , care este îngustarea vaselor de sânge.

Când vasele de sânge se dilată , fluxul de sânge este crescut datorită scăderii rezistenței vasculare și creșterii debitului cardiac . Prin urmare, dilatarea vaselor de sânge arteriale (în principal arteriolele) scade tensiunea arterială . Răspunsul poate fi intrinsec (datorat proceselor locale din țesutul înconjurător ) sau extrinsec (datorat hormonilor sau sistemului nervos ). În plus, răspunsul poate fi localizat către un anumit organ (în funcție de nevoile metabolice ale unui anumit țesut, ca în timpul exercițiilor fizice intense), sau poate fi sistemic (observat pe întreaga circulație sistemică ).

Substanțele endogene și medicamentele care provoacă vasodilatație sunt denumite vasodilatatoare . O astfel de vasoactivitate este necesară pentru homeostazie (menținerea funcționării normale a corpului).

Funcţie

Funcția principală a vasodilatației este de a crește fluxul de sânge în organism către țesuturile care au cea mai mare nevoie de ea. Acest lucru este adesea ca răspuns la o nevoie localizată de oxigen, dar poate apărea atunci când țesutul în cauză nu primește suficient glucoză , lipide sau alți nutrienți . Țesuturile localizate au mai multe modalități de a crește fluxul sanguin, inclusiv eliberarea de vasodilatatoare, în principal adenozină , în lichidul interstițial local , care se difuzează în paturile capilare , provocând vasodilatație locală. Unii fiziologi au sugerat că lipsa de oxigen în sine determină vasodilatarea paturilor capilare de către hipoxia mușchilor netezi a vaselor din regiune. Această din urmă ipoteză se prezintă datorită prezenței sfincterelor precapilare în paturile capilare. Aceste abordări ale mecanismului vasodilatației nu se exclud reciproc .

Vasodilatație și rezistență arterială

Vasodilatația afectează în mod direct relația dintre presiunea arterială medie , debitul cardiac și rezistența periferică totală (TPR). Vasodilatația are loc în faza de timp a sistolei cardiace , în timp ce vasoconstricția urmează în faza de timp opusă a diastolei cardiace . Debitul cardiac (fluxul sanguin măsurat în volum pe unitate de timp) este calculat prin înmulțirea ritmului cardiac (în bătăi pe minut) și a volumului accident vascular cerebral (volumul de sânge evacuat în timpul sistolei ventriculare). TPR depinde de mai mulți factori, inclusiv lungimea vasului, vâscozitatea sângelui (determinată de hematocrit ) și diametrul vasului de sânge. Aceasta din urmă este cea mai importantă variabilă în determinarea rezistenței, TPR schimbându-se cu a patra putere a razei. O creștere a oricăreia dintre aceste componente fiziologice (debitul cardiac sau TPR) determină o creștere a presiunii arteriale medii. Vasodilatația acționează pentru scăderea TPR și a tensiunii arteriale prin relaxarea celulelor musculare netede în stratul media tunică al arterelor mari și arteriolelor mai mici.

Vasodilatația are loc în vasele de sânge superficiale ale animalelor cu sânge cald atunci când mediul ambiant este cald; acest proces deviază fluxul de sânge încălzit către pielea animalului, unde căldura poate fi eliberată mai ușor în atmosferă. Procesul fiziologic opus este vasoconstricția . Aceste procese sunt modulate în mod natural de agenți paracrini locali din celulele endoteliale (de exemplu, oxid nitric , bradikinină , ioni de potasiu și adenozină ), precum și sistemul nervos autonom al organismului și glandele suprarenale , ambele secretând catecolamine precum norepinefrina și epinefrina , respectiv.

Exemple și mecanisme individuale

Vasodilatația este rezultatul relaxării mușchilor netezi care înconjoară vasele de sânge. La rândul său, această relaxare se bazează pe îndepărtarea stimulului pentru contracție, care depinde de concentrațiile intracelulare ale ionilor de calciu și este strâns legată de fosforilarea lanțului ușor al miozinei proteinei contractile . Astfel, vasodilatația funcționează în principal fie prin scăderea concentrației intracelulare de calciu, fie prin defosforilare (substituirea cu adevărat a ATP pentru ADP) a miozinei. Defosforilarea prin fosfatază cu lanț ușor a miozinei și inducerea simportorilor și antiporterilor de calciu care pompează ionii de calciu din compartimentul intracelular contribuie la relaxarea celulelor musculare netede și, prin urmare, la vasodilatație. Acest lucru se realizează prin recaptarea ionilor în reticulul sarcoplasmatic prin schimbătoare și expulzarea prin membrana plasmatică. Există trei stimuli intracelulari principali care pot duce la vasodilatația vaselor de sânge. Mecanismele specifice pentru realizarea acestor efecte variază de la vasodilatator la vasodilatator.

Clasă Descriere Exemplu
Hiperpolarizare mediată ( blocant al canalelor de calciu ) Modificările potențialului de membrană de repaus ale celulei afectează nivelul calciului intracelular prin modularea canalelor de calciu sensibile la tensiune din membrana plasmatică. adenozină
mediat de AMPc Stimularea adrenergică are ca rezultat niveluri ridicate de AMPc și protein kinază A , ceea ce duce la creșterea eliminării calciului din citoplasmă. prostaciclină
mediat de cGMP ( nitrovasodilatator ) Prin stimularea protein kinazei G . oxid de azot

Inhibitorii PDE5 și deschizătoarele de canale de potasiu pot avea, de asemenea, rezultate similare.

Compușii care mediază mecanismele de mai sus pot fi grupați ca endogeni și exogeni .

Endogen

Vasodilatatoare Receptor
(↑ = se deschide. ↓ = se închide)
Pe celulele musculare netede vasculare dacă nu se specifică altfel
Transducție
(↑ = crește. ↓ = scade)
EDHF ? hiperpolarizare → ↓ VDCC → ↓ intracelular Ca 2+
Activitatea PKG
  • fosforilarea MLCK → ↓ Activitatea MLCK → defosforilarea MLCK
  • SERCA → ↓ intracelular Ca 2+
Niciun receptor pentru endoteliu ↓ sinteza endotelinei
epinefrină (adrenalină) Receptor adrenergic β-2 ↑ Activitatea G s → ↑ Activitatea AC → ↑ cAMP → ↑ Activitatea PKA → fosforilarea MLCK → ↓ Activitatea MLCK → defosforilarea MLC
histamină receptorul H2 al histaminei
prostaciclină Receptor IP
prostaglandina D 2 Receptorul DP
prostaglandina E 2 Receptorul EP
VIP Receptor VIP G s activitate → ↑ AC activitate → ↑ AMPc → ↑ PKA activitate →
(extracelular) adenozină Receptorii de adenozină A 1 , A 2a și A 2b Canal K + sensibil la ATP → hiperpolarizare → închidere VDCC → ↓ intracelular Ca 2+
  • (extracelular) ATP
  • (extracelular) ADP
Receptor P2Y activează G q → ↑ Activitate PLC → ↑ intracelular Ca 2+ → ↑ Activitate NOS → ↑ NU → (vezi oxid nitric)
L- arginină imidazolină și receptorul α-2 ? G iAMP cAMP → activarea Na + / K + -ATPase → ↓ Na + intracelular → ↑ Na + / Ca 2+ activitate a schimbătorului → ↓ intracelular Ca 2+
bradykinin receptorul bradichininei
substanța P
niacină (numai ca acid nicotinic)
factor de activare a trombocitelor (PAF)
CO 2 - pH interstițial →?
acid lactic interstițial (probabil) -
munca musculara -
receptori diferiți pe endoteliu ↓ sinteza endotelinei

Acțiunea vasodilatatoare a activării receptorilor beta-2 (cum ar fi adrenalina) pare a fi independentă de endoteliu .

Vasodilatație a sistemului nervos simpatic

Deși este recunoscut faptul că sistemul nervos simpatic joacă un rol de neuitat în vasodilatație, acesta este doar unul dintre mecanismele prin care vasodilatația poate fi realizată. Măduva spinării are atât nervi de vasodilatație, cât și de vasoconstricție . Neuronii care controlează vasodilatația vasculară provin din hipotalamus. O anumită stimulare simpatică a arteriolelor în mușchiul scheletic este mediată de epinefrină care acționează asupra receptorilor β-adrenergici ai mușchiului net arteriolar, care ar fi mediat de căile AMPc, așa cum s-a discutat mai sus. Cu toate acestea, s-a demonstrat că eliminarea acestei stimulări simpatice joacă un rol redus sau deloc în ceea ce privește dacă mușchiul scheletic este capabil să primească suficient oxigen chiar și la niveluri ridicate de efort, deci se crede că această metodă specială de vasodilatație are o importanță mică pentru om fiziologie.

În cazurile de suferință emoțională, acest sistem se poate activa, ducând la leșin din cauza scăderii tensiunii arteriale din vasodilatație, denumită sincopă vasovagală .

Vasodilatație indusă de frig

Vasodilatația indusă de frig (CIVD) apare după expunerea la frig, posibil pentru a reduce riscul de rănire. Poate avea loc în mai multe locații din corpul uman, dar este observat cel mai adesea la extremități. Degetele sunt deosebit de frecvente deoarece sunt expuse cel mai des.

Când degetele sunt expuse la frig, vasoconstricția are loc mai întâi pentru a reduce pierderile de căldură, rezultând o răcire puternică a degetelor. Aproximativ cinci până la zece minute după începerea expunerii la rece a mâinii, vasele de sânge din vârfurile degetelor se vor vasodilata brusc. Acest lucru este cauzat probabil de o scădere bruscă a eliberării neurotransmițătorilor de la nervii simpatici la stratul muscular al anastomozelor arteriovenoase din cauza frigului local. CIVD crește fluxul sanguin și ulterior temperatura degetelor. Acest lucru poate fi dureros și este uneori cunoscut sub numele de „ dureri fierbinți ”, care pot fi suficient de dureroase pentru a provoca vărsături.

O nouă fază de vasoconstricție urmează vasodilatației, după care procesul se repetă. Aceasta se numește reacția de vânătoare . Experimentele au arătat că sunt posibile alte trei răspunsuri vasculare la imersia degetului în apă rece: o stare continuă de vasoconstricție; reîncălzire lentă, constantă și continuă; și o formă de control proporțională în care diametrul vasului de sânge rămâne constant după o fază inițială de vasoconstricție. Cu toate acestea, marea majoritate a răspunsurilor pot fi clasificate ca reacție de vânătoare.

Alte mecanisme de vasodilatație

Alți vasodilatatori sau factori vasodilatatori sugerați includ:

Utilizări terapeutice

Vasodilatatoarele sunt utilizate pentru a trata afecțiuni precum hipertensiunea arterială , în care pacientul are o tensiune arterială anormal de ridicată, precum și angină , insuficiență cardiacă congestivă și disfuncție erectilă și în care menținerea unei tensiuni arteriale mai mici reduce riscul pacientului de a dezvolta alte probleme cardiace. Spălarea poate fi un răspuns fiziologic la vasodilatatoare. Unii inhibitori ai fosfodiesterazei, cum ar fi sildenafilul , vardenafilul și tadalafilul , acționează pentru a crește fluxul sanguin în penis prin vasodilatație. Acestea pot fi, de asemenea, utilizate pentru tratarea hipertensiunii arteriale pulmonare (HAP).

Antihipertensive care acționează prin deschiderea vaselor de sânge

Aceste medicamente pot menține vasele deschise sau pot ajuta navele să se abțină de la îngustare.
Medicamentele care par să funcționeze prin activarea receptorilor α 2A din creier scăzând astfel activitatea sistemului nervos simpatic .
Potrivit American Heart Association , Alpha-metildopa poate provoca sincopă ortostatică , deoarece exercită un efect mai mare de scădere a tensiunii arteriale atunci când cineva stă în poziție verticală, ceea ce poate duce la senzație de slăbiciune sau leșin dacă tensiunea arterială a fost scăzută prea mult. Efectele secundare proeminente ale Metildopa includ somnolență sau lentitudine, uscăciunea gurii, febră sau anemie. În plus, pacienții de sex masculin pot prezenta impotență.
Clonidina, guanabenz sau guanfacina pot provoca uscăciune severă a gurii, constipație sau somnolență. Încetarea bruscă poate crește rapid tensiunea arterială la niveluri periculos de ridicate.
Relaxați direct mușchiul din pereții vaselor de sânge (în special arteriolele), permițând vasului să se dilate (să se lărgească).
Hidralazina poate provoca dureri de cap, umflături în jurul ochilor, palpitații cardiace sau dureri și articulații. În context clinic, hidralazina nu este de obicei utilizată singură.
Minoxidilul este un puternic vasodilatator direct utilizat numai în hipertensiunea arterială severă rezistentă sau în caz de insuficiență renală . Efectele adverse notate cuprind retenția de lichide (creșterea semnificativă în greutate) și creșterea excesivă a părului.

Vezi si

Referințe