Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Расширение кровеносных сосудов
Widening of blood vessels
Вазодилатация, также известная как вазорелаксация, – это расширение кровеносных сосудов. Оно возникает в результате расслабления гладкомышечных клеток в стенках сосудов, в частности в крупных венах, крупных артериях и мелких артериолах. Стенки кровеносных сосудов состоят из эндотелиальной ткани и базальной мембраны, выстилающей просвет сосуда, концентрических слоев гладкой мускулатуры поверх эндотелиальной ткани и адвентиции, покрывающей слои гладкой мускулатуры. Расслабление гладкомышечного слоя позволяет кровеносным сосудам расширяться, поскольку они поддерживаются в полусокращенном состоянии активностью симпатической нервной системы. Реакция может быть внутренней (обусловленной локальными процессами в окружающей ткани) или внешней (обусловленной гормонами или нервной системой). Кроме того, реакция может быть локализована в определенном органе (в зависимости от метаболических потребностей конкретной ткани, например, во время интенсивных физических упражнений) или быть системной (наблюдаться во всей системной циркуляции). Барорецепторы воспринимают кровяное давление и обеспечивают адаптацию посредством механизмов вазоконстрикции или вазодилатации для поддержания гомеостаза. Локальные ткани имеют несколько способов увеличить кровоток, включая высвобождение вазодилататоров, прежде всего аденозина, в местную интерстициальную жидкость, которая диффундирует в капиллярные сети, вызывая локальную вазодилатацию. Некоторые физиологи предполагают, что именно недостаток кислорода вызывает расширение капилляров из-за гипоксии гладкой мускулатуры сосудов в данной области. Эта последняя гипотеза основана на наличии прекапиллярных сфинктеров в капиллярных сетях. Эти подходы к механизму вазодилатации не являются взаимоисключающими.
Vasodilation, also known as vasorelaxation, is the widening of blood vessels. It results from relaxation of smooth muscle cells within the vessel walls, in particular in the large veins, large arteries, and smaller arterioles. Blood vessel walls are composed of endothelial tissue and a basal membrane lining the lumen of the vessel, concentric smooth muscle layers on top of endothelial tissue, and an adventitia over the smooth muscle layers. Relaxation of the smooth muscle layer allows the blood vessel to dilate, as it is held in a semi constricted state by sympathetic nervous system activity. The response may be intrinsic (due to local processes in the surrounding tissue) or extrinsic (due to hormones or the nervous system). In addition, the response may be localized to a specific organ (depending on the metabolic needs of a particular tissue, as during strenuous exercise), or it may be systemic (seen throughout the entire systemic circulation). Baroreceptors sense blood pressure and allow adaptation via the mechanisms of vasoconstriction or vasodilation to maintain homeostasis. Localized tissues have multiple ways to increase blood flow, including releasing vasodilators, primarily adenosine, into the local interstitial fluid, which diffuses to capillary beds, provoking local vasodilation. Some physiologists have suggested that it is the lack of oxygen itself that causes capillary beds to vasodilate by the smooth muscle hypoxia of the vessels in the region. This latter hypothesis is posited due to the presence of precapillary sphincters in capillary beds. These approaches to the mechanism of vasodilation have not been found to be mutually exclusive.
Иммунная система
Вазодилатация играет важную роль в функционировании иммунной системы. Расширенные кровеносные сосуды позволяют большему объему крови, содержащей иммунные клетки и белки, достигать места инфекции. Вазодилатация происходит как часть процесса воспаления, вызванного несколькими факторами, включая присутствие патогена, повреждение тканей или кровеносных сосудов, и иммунные комплексы. Воспаление вызывает не только вазодилатацию, но и повышение проницаемости сосудов, позволяя нейтрофилам, белкам комплемента и антителам достигать места инфекции или повреждения. Вазодилатация позволяет одному и тому же объему крови двигаться медленнее в соответствии с уравнением расхода Q = Av, где Q – расход, A – площадь поперечного сечения, а v – скорость. Иммунные эффекторные клетки могут легче прикрепляться к селектинам, экспрессируемым на эндотелиальных клетках, при медленном кровотоке, что обеспечивает выход этих клеток из кровеносного сосуда посредством диапедеза. Анафилатоксины, в частности белки комплемента C3a и C5a, связываются с рецепторами на тучных клетках и базофилах, вызывая дегрануляцию. Вазодилатация напрямую связана с частотой сердечных сокращений, сократимостью миокарда и преднагрузкой, и обратно пропорциональна постнагрузке. Она снижает сосудистое сопротивление и кровяное давление за счет расслабления гладких мышечных клеток в tunica media крупных артерий и более мелких артериол. Когда вазодилатация приводит к снижению систолического артериального давления ниже 90 мм рт. ст., развивается циркуляторный шок. Сосудистое сопротивление зависит от нескольких факторов, включая длину сосуда, вязкость крови (определяемую гематокритом) и диаметр кровеносного сосуда. Последний является наиболее важной переменной, определяющей сопротивление, при этом сосудистое сопротивление изменяется пропорционально четвертой степени радиуса.
Vasodilation plays a major role in immune system function. Wider blood vessels allow more blood containing immune cells and proteins to reach the infection site. Vasodilation occurs as part of the process of inflammation, which is caused by several factors including presence of a pathogen, injury to tissues or blood vessels, and immune complexes. Inflammation causes not only vasodilation but also causes increased vascular permeability, allowing neutrophils, complement proteins, and antibodies to reach the site of infection or damage. Vasodilation allows the same volume of blood to move more slowly according to the flow rate equation Q = Av, where Q represents flow rate, A represents cross sectional area, and v represents velocity. Immune effector cells can more easily attach to selectins expressed on endothelial cells when blood is flowing slowly, enabling these cells to exit the blood vessel via diapedesis. Anaphylatoxins, specifically complement proteins C3a and C5a, bind to receptors on mast cells and basophils causing degranulation. It is directly related to heart rate, myocardial contractility, and preload, and inversely related with afterload. Vasodilation works to decrease vascular resistance and blood pressure through relaxation of smooth muscle cells in the tunica media layer of large arteries and smaller arterioles. When vasodilation causes systolic blood pressure to fall below 90 mmHg, circulatory shock is observed. Vascular resistance depends on several factors, including the length of the vessel, the viscosity of blood (determined by hematocrit) and the diameter of the blood vessel. The latter is the most important variable in determining resistance, with the vascular resistance changing by the fourth power of the radius.
Физиология гладких мышц
Средняя оболочка стенок артерий, артериол и вен состоит из гладкой мускулатуры и вызывает вазодилатацию и вазоконстрикцию. Гладкая мускулатура иннервируется автономной нервной системой и является неполосатой (не содержит саркомеров). Сокращение зависит от концентрации Ca2+ в цитозоле, либо посредством Ca,Mg АТФазы из саркоплазматического ретикулума, либо через вольтаж-зависимые кальциевые каналы из внеклеточного матрикса. Существует три основных внутриклеточных стимула, которые могут приводить к вазодилатации кровеносных сосудов. Специфические механизмы достижения этих эффектов варьируют в зависимости от вазодилататора.
The tunica media of the walls of arteries, arterioles, and veins is composed of smooth muscle and causes vasodilation and vasoconstriction. Smooth muscle is innervated by the autonomic nervous system and is non striated (does not contain sarcomeres). Contraction is dependent on concentrations of Ca2+ in the cytosol, either via Ca,Mg ATPase from the sarcoplasmic reticulum or voltage gated calcium channels from the extracellular matrix. There are three main intracellular stimuli that can result in the vasodilation of blood vessels. The specific mechanisms to accomplish these effects vary from vasodilator to vasodilator. Class Description Example Hyperpolarization mediated (Calcium channel blocker) Changes in the resting membrane potential of the cell affects the level of intracellular calcium through modulation of voltage sensitive calcium channels in the plasma membrane. adenosine cAMP mediated Adrenergic stimulation results in elevated levels of cAMP and protein kinase A, which results in increasing calcium removal from the cytoplasm. prostacyclin cGMP mediated (Nitrovasodilator) Through stimulation of protein kinase G. nitric oxide
PDE5 inhibitors and potassium channel openers can also have similar results. Compounds that mediate the above mechanisms may be grouped as endogenous and exogenous.
Описание класса Пример
Гиперполяризация, опосредованная (блокатор кальциевых каналов) Изменения в потенциале мембраны покоя клетки влияют на уровень внутриклеточного кальция посредством модуляции вольтаж-чувствительных кальциевых каналов в плазматической мембране.
аденозин cAMP-опосредованная Адренергическая стимуляция приводит к повышению уровня cAMP и протеинкиназы А, что приводит к увеличению выведения кальция из цитоплазмы.
простациклин cGMP-опосредованная (нитродилатор) Посредством стимуляции протеинкиназы G.
оксид азота
The tunica media of the walls of arteries, arterioles, and veins is composed of smooth muscle and causes vasodilation and vasoconstriction. Smooth muscle is innervated by the autonomic nervous system and is non striated (does not contain sarcomeres). Contraction is dependent on concentrations of Ca2+ in the cytosol, either via Ca,Mg ATPase from the sarcoplasmic reticulum or voltage gated calcium channels from the extracellular matrix. There are three main intracellular stimuli that can result in the vasodilation of blood vessels. The specific mechanisms to accomplish these effects vary from vasodilator to vasodilator. Class Description Example Hyperpolarization mediated (Calcium channel blocker) Changes in the resting membrane potential of the cell affects the level of intracellular calcium through modulation of voltage sensitive calcium channels in the plasma membrane. adenosine cAMP mediated Adrenergic stimulation results in elevated levels of cAMP and protein kinase A, which results in increasing calcium removal from the cytoplasm. prostacyclin cGMP mediated (Nitrovasodilator) Through stimulation of protein kinase G. nitric oxide
PDE5 inhibitors and potassium channel openers can also have similar results. Compounds that mediate the above mechanisms may be grouped as endogenous and exogenous.
Ингибиторы ФДЭ5 и активаторы калиевых каналов также могут давать схожие результаты. Соединения, опосредующие вышеуказанные механизмы, могут быть сгруппированы как эндогенные и экзогенные.
The tunica media of the walls of arteries, arterioles, and veins is composed of smooth muscle and causes vasodilation and vasoconstriction. Smooth muscle is innervated by the autonomic nervous system and is non striated (does not contain sarcomeres). Contraction is dependent on concentrations of Ca2+ in the cytosol, either via Ca,Mg ATPase from the sarcoplasmic reticulum or voltage gated calcium channels from the extracellular matrix. There are three main intracellular stimuli that can result in the vasodilation of blood vessels. The specific mechanisms to accomplish these effects vary from vasodilator to vasodilator. Class Description Example Hyperpolarization mediated (Calcium channel blocker) Changes in the resting membrane potential of the cell affects the level of intracellular calcium through modulation of voltage sensitive calcium channels in the plasma membrane. adenosine cAMP mediated Adrenergic stimulation results in elevated levels of cAMP and protein kinase A, which results in increasing calcium removal from the cytoplasm. prostacyclin cGMP mediated (Nitrovasodilator) Through stimulation of protein kinase G. nitric oxide
PDE5 inhibitors and potassium channel openers can also have similar results. Compounds that mediate the above mechanisms may be grouped as endogenous and exogenous.
Контроль автономной нервной системы
Как упоминалось в объяснении физиологии гладкой мышцы, гладкая мускулатура в тунике медиа иннервируется автономной нервной системой. Автономная нервная система (АНС) контролирует жизненно важные непроизвольные функции организма и берет начало в нервах, отходящих от ствола мозга или спинного мозга; она содержит как сенсорные, так и моторные нервы. Два отдела АНС – симпатическая нервная система (СНС) и парасимпатическая нервная система (ПНС) – оказывают различное воздействие на кровеносные сосуды. Активность симпатической нервной системы, уменьшение объема крови или снижение артериального давления активируют β-адренергические рецепторы в определенных клетках почек.
As referenced in the explanation of smooth muscle physiology, smooth muscle within the tunica media is innervated by the autonomic nervous system. The autonomic nervous system (ANS) controls essential involuntary body functions and originates as nerves leaving the brain stem or spinal cord; it contains both sensor and motor nerves. The two divisions of the ANS, the sympathetic nervous system (SNS) and the parasympathetic nervous system (PSNS), impact blood vessels differently. Sympathetic nervous system activity, reduced blood volume or reduced arterial pressure trigger β adrenergic receptors in select kidney cells
Агонисты альфа-2А адренергических рецепторов
Препараты, которые, по-видимому, действуют, активируя α2A рецепторы в головном мозге, тем самым снижая активность симпатической нервной системы. Приливы могут быть физиологической реакцией на вазодилататоры. Некоторые ингибиторы фосфодиэстеразы, такие как силденафил, варденафил и тадалафил, увеличивают приток крови к пенису за счет вазодилатации. Они также могут применяться для лечения легочной артериальной гипертензии (ЛАГ).
Drugs that appear to work by activating the α2A receptors in the brain thereby decreasing sympathetic nervous system activity. Flushing may be a physiological response to vasodilators. Some phosphodiesterase inhibitors such as sildenafil, vardenafil and tadalafil, work to increase blood flow in the penis through vasodilation. They may also be used to treat pulmonary arterial hypertension (PAH).