Гипоксическая легочная вазоконстрикция
Гипоксическая легочная вазоконстрикция ( ВПЧ ), также известная как механизм Эйлера-Лильестранда , представляет собой физиологический феномен, при котором мелкие легочные артерии сужаются на фоне альвеолярной гипоксии (низкого уровня кислорода). Перенаправляя поток крови из плохо вентилируемых участков легких в хорошо вентилируемые, ВПЧ считается основным механизмом, лежащим в основе согласования вентиляции и перфузии . [1] [2]
Поначалу этот процесс может показаться нелогичным, поскольку низкий уровень кислорода теоретически может стимулировать увеличение притока крови к легким для увеличения газообмена. Однако целью ВПЧ является региональное распределение кровотока для повышения общей эффективности газообмена между воздухом и кровью. Хотя поддержание соотношения вентиляции/перфузии во время региональной обструкции воздушного потока полезно, ВПЧ может быть вредным во время глобальной альвеолярной гипоксии, которая возникает при пребывании на большой высоте , где ВПЧ вызывает значительное увеличение общего легочного сосудистого сопротивления и давления в легочной артерии, потенциально приводит к легочной гипертензии и отеку легких .
Несколько факторов ингибируют ВПЧ, включая увеличение сердечного выброса , гипокапнию , гипотермию , ацидоз / алкалоз , повышенное сопротивление легочных сосудов, ингаляционные анестетики , блокаторы кальциевых каналов, положительное давление в конце выдоха (ПДКВ), высокочастотную вентиляцию (ВЧВ), изопротеренол , оксид азота. и сосудорасширяющие средства .
Молекулярный механизм
[ редактировать ]Классическое объяснение ВПЧ предполагает ингибирование чувствительных к гипоксии потенциалзависимых калиевых каналов в гладкомышечных клетках легочной артерии, что приводит к деполяризации. [3] [4] Эта деполяризация активирует потенциалзависимые кальциевые каналы , что увеличивает внутриклеточный кальций и активирует сократительный аппарат гладких мышц, что, в свою очередь, вызывает вазоконстрикцию. Однако в более поздних исследованиях сообщалось о дополнительных ионных каналах и механизмах, которые способствуют развитию ВПЧ, таких как канонические 6-каналы переходного рецепторного потенциала (TRPC6) и ваниллоидные 4-каналы временного рецепторного потенциала (TRPV4). [5] [6] Недавно было высказано предположение, что гипоксия ощущается на альвеолярном/капиллярном уровне, генерируя электрический сигнал, который передается в легочные артериолы через щелевые контакты легких, в эндотелии вызывая ВПЧ. [7] Это контрастирует с классическим объяснением ВПЧ, которое предполагает, что гипоксия ощущается в самих гладкомышечных клетках легочной артерии. специализированные эпителиальные клетки (нейроэпителиальные тельца), выделяющие серотонин, способствуют гипоксической легочной веноконстрикции. Предполагается, что [8]
Отек легких на высоте
[ редактировать ]Высотный альпинизм может вызвать легочную гипоксию из-за снижения атмосферного давления. Эта гипоксия вызывает сужение сосудов, что в конечном итоге приводит к высотному отеку легких (HAPE). По этой причине некоторые альпинисты носят с собой дополнительный кислород для предотвращения гипоксии, отеков и HAPE. Стандартное медикаментозное лечение дексаметазоном не изменяет гипоксию или последующую вазоконстрикцию, но стимулирует реабсорбцию жидкости в легких, чтобы обратить вспять отек. Кроме того, несколько исследований коренного населения, проживающего на больших высотах, продемонстрировали в различной степени притупление реакции на ВПЧ. [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сильверторн, ДУ (2016). «Глава 14-15». Физиология человека (7-е изд.). Нью-Йорк: Pearson Education. п. 544.
- ^ Сильвестр, Джей Ти; Симода, Лариса А.; Ааронсон, Филип И.; Уорд, Джереми П.Т. (1 января 2012 г.). «Гипоксическая легочная вазоконстрикция» . Физиологические обзоры . 92 (1): 367–520. doi : 10.1152/physrev.00041.2010 . ISSN 1522-1210 . ПМК 9469196 . ПМИД 22298659 . S2CID 78887723 .
- ^ Пост, Дж. М.; Хьюм, младший; Арчер, СЛ; Вейр, ЕК (1 апреля 1992 г.). «Прямая роль ингибирования калиевых каналов в гипоксической легочной вазоконстрикции». Американский журнал физиологии . 262 (4 ч. 1): C882–890. дои : 10.1152/ajpcell.1992.262.4.C882 . ISSN 0002-9513 . ПМИД 1566816 .
- ^ Юань, XJ; Голдман, ВФ; Тод, ML; Рубин, LJ; Блауштайн, член парламента (1 февраля 1993 г.). «Гипоксия снижает ток калия в культивируемых миоцитах легочных, но не брыжеечных артерий крыс». Американский журнал физиологии . 264 (2 ч. 1): L116–123. дои : 10.1152/ajplung.1993.264.2.L116 . ISSN 0002-9513 . ПМИД 8447425 . S2CID 31223667 .
- ^ Вайсманн, Норберт; Дитрих, Александр; Фукс, Беате; Кальва, Герман; Да, Махмут! Думитраску, Рио; Ольшевский, Андреа; Сторч, Урсула; Медерос и Шницлер, Майкл (12 декабря 2006 г.). «Классический транзиторный потенциальный канал 6 (TRPC6) необходим для гипоксической легочной вазоконстрикции и альвеолярного газообмена» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (50): 19093–19098. Бибкод : 2006PNAS..10319093W . дои : 10.1073/pnas.0606728103 . ISSN 0027-8424 . ПМК 1748182 . ПМИД 17142322 .
- ^ Гольденберг, Нил М.; Ван, Известняк; Ранке, Ханнес; Лидтке, Вольфганг; Табути, Арата; Кюблер, Вольфганг М. (01 июня 2015 г.). «TRPV4 необходим для гипоксической легочной вазоконстрикции». Анестезиология . 122 (6): 1338–1348. дои : 10.1097/ALN.0000000000000647 . ISSN 1528-1175 . ПМИД 25815455 . S2CID 24364626 .
- ^ Ван, Известняк; Инь, Цзюнь; Никлс, Ханна Т.; Ранке, Ханнес; Табути, Арата; Хоффманн, Джулия; Табелинг, Кристоф; Барбоза-Сикард, Эдуардо; Шансон, Марк; Квак, Бренда Р.; Шин, Хисуп С.; У, Сонгвэй; Исаксон, Брант Э.; Витценрат, Мартин; де Вит, Кор; Флеминг, Ингрид; Куппе, Герман; Кюблер, Вольфганг М. (1 ноября 2012 г.). «Гипоксическая легочная вазоконстрикция требует проведения эндотелиального сигнала, опосредованного коннексином 40» . Журнал клинических исследований . 122 (11): 4218–4230. дои : 10.1172/JCI59176 . ISSN 1558-8238 . ПМЦ 3484430 . ПМИД 23093775 .
- ^ Лауверинс, Джозеф М.; Кокелаэре, Марникс; Теунинк, Пол (1973). «Нейроэпителиальные тела, продуцирующие серотонин, в слизистой оболочке дыхательных путей кролика». Наука . 180 (4084): 410–413. дои : 10.1126/science.180.4084.410 . ISSN 0036-8075 .
- ^ Свенсон, Эрик Р. (24 июня 2013 г.). «Гипоксическая легочная вазоконстрикция». Высотная медицина и биология . 14 (2): 101–110. дои : 10.1089/ham.2013.1010 . ПМИД 23795729 .
- Фон Эйлер США, Лильестранд Г (1946). «Наблюдения за легочным артериальным давлением у кошки». Акта Физиол. Скан . 12 (4): 301–320. дои : 10.1111/j.1748-1716.1946.tb00389.x .
- Фелькель Н., Душек В., Каукель Э., Бейер В., Симссен С., Силл В. (1975). «Гистамин - важный медиатор механизма Эйлера-Лильестранда?». Пневмонология. Пневмонология . 152 (1–3): 113–21. дои : 10.1007/BF02101579 . ПМИД 171630 . S2CID 27167180 .
- Порселли Р.Дж., Виау А., Демени М., Нафтчи Н.Е., Бергофски Э.Х. (1977). «Связь между гипоксической легочной вазоконстрикцией, ее гуморальными медиаторами и альфа-бета-адренергическими рецепторами». Грудь . 71 (2 дополнения): 249–251. doi : 10.1378/chest.71.2_Supplement.249 . ПМИД 12924 .