Гипоксическая вазоконстрикция легочных сосудов

Гипоксическая вазоконстрикция легких ( ВПЧ ), также известная как механизм Эйлера-Лильестранда , представляет собой физиологическое явление, при котором сужаются мелкие легочные артерии в присутствии альвеолярной гипоксии (низкий уровень кислорода). Перенаправляя кровоток из плохо вентилируемых областей легких в хорошо вентилируемые области легких, считается, что ВПЧ является основным механизмом, лежащим в основе согласования вентиляции / перфузии . Поначалу процесс может показаться нелогичным, поскольку низкий уровень кислорода теоретически может стимулировать усиленный приток крови к легким для увеличения газообмена. Однако цель ВПЧ – распределить кровоток по регионам, чтобы повысить общую эффективность газообмена между воздухом и кровью. В то время как поддержание соотношения вентиляция / перфузия во время региональной обструкции воздушного потока является полезным, ВПЧ может быть вредным во время глобальной альвеолярной гипоксии, которая возникает при воздействии на большую высоту , когда ВПЧ вызывает значительное увеличение общего сопротивления легочных сосудов и давления в легочной артерии, потенциально. приводит к легочной гипертензии и отеку легких . Несколько факторов подавляют ВПЧ, включая повышенный сердечный выброс, гипокапнию , гипотермию , ацидоз / алкалоз , повышенное сопротивление легочных сосудов, ингаляционные анестетики , блокаторы кальциевых каналов, положительное давление в конце выдоха (ПДКВ), высокочастотная вентиляция (ВЧВ), изопротеренол , оксид азота. , и сосудорасширяющие средства .

Молекулярный механизм

Классическое объяснение ВПЧ заключается в подавлении чувствительных к гипоксии потенциалзависимых калиевых каналов в гладкомышечных клетках легочной артерии, что приводит к деполяризации. Эта деполяризация активирует зависимые от напряжения кальциевые каналы , что увеличивает внутриклеточный кальций и активирует сократительный механизм гладких мышц, что, в свою очередь, вызывает сужение сосудов. Однако более поздние исследования сообщили о дополнительных ионных каналах и механизмах, которые вносят вклад в ВПЧ, таких как канонические каналы с временным рецепторным потенциалом 6 (TRPC6) и каналы с временным рецепторным потенциалом ваниллоидных 4 (TRPV4). Недавно было предложено, что гипоксия ощущается на альвеолярном / капиллярном уровне, генерируя электрический сигнал, который передается в легочные артериолы через щелевые соединения в легочном эндотелии, вызывая ВПЧ. Это контрастирует с классическим объяснением ВПЧ, которое предполагает, что гипоксия ощущается в самой гладкой мышечной клетке легочной артерии.

Высокогорный отек легких

Высокогорный альпинизм может вызвать легочную гипоксию из-за пониженного атмосферного давления. Эта гипоксия вызывает сужение сосудов, что в конечном итоге приводит к высокогорному отеку легких (HAPE). По этой причине некоторые альпинисты берут с собой дополнительный кислород, чтобы предотвратить гипоксию, отек и HAPE. Стандартное медикаментозное лечение дексаметазоном не изменяет гипоксию или связанное с этим сужение сосудов, но стимулирует реабсорбцию жидкости в легких, чтобы обратить вспять отек. Кроме того, несколько исследований коренного населения, остающегося на больших высотах, продемонстрировали в различной степени притупление реакции на ВПЧ.

Ссылки

• Фон Эйлер США, Лильестранд Г. (1946). «Наблюдения за артериальным давлением в легочной артерии у кошек». Acta Physiol. Сканд . 12 (4): 301–320. DOI : 10.1111 / j.1748-1716.1946.tb00389.x .
• Völkel N, Duschek W, Kaukel E, Beier W, Siemssen S, Sill V (1975). «Гистамин – важный медиатор механизма Эйлера-Лильестранда?». Пневмонология. Пневмонология . 152 (1–3): 113–21. DOI : 10.1007 / BF02101579 . PMID  171630 . S2CID  27167180 .
• Порселли Р.Дж., Виау А., Демени М., Нафтчи Н.Е., Бергофски Э.Х. (1977). «Связь между гипоксической вазоконстрикцией легких, ее гуморальными медиаторами и альфа-бета-адренорецепторами». Сундук . 71 (2 доп.): 249–251. DOI : 10.1378 / chest.71.2_Supplement.249 . PMID  12924 .

внешние ссылки

• Американское торакальное общество
• Американский журнал физиологии, клеточной и молекулярной физиологии легких

Хотя легочную вазоконстрикцию вызывает множество факторов, гипоксия яв­ляется наиболее сильным. Гипоксическая легочная вазоконстрикция (ГЛ В) как реак­ция на альвеолярную гипоксию приводит к заметному сужению прилегающих к аль­веолам прекапиллярных мышечных легочных артерий и артериол. В случае локаль­ной альвеолярной гипоксии (как при пневмонии или региональном ателектазе) ле­гочная вазоконстрикция тоже локализуется, отводя кровоток от гигюксических об­ластей и уменьшая степень вентиляционно-перфузионного несоответствия (гл. 13). Однако при диффузном характере альвеолярной гипоксии возникающая легочная вазоконстрикция воздействует на легкое в целом. У плода диффузная ГЛ В увели­чивает PVR и соответственно возрастает часть плацентарного кровотока, шунтиру­емого через овальное отверстие. У взрослых увеличенное легочное сосудистое со­противление, наблюдаемое на больших высотах, есть следствие гипоксической ле­гочной вазоконстрикции. При хронической обструктивной болезни легких гипок-сическая легочная вазоконстрккция является компонентом повышения сосудисто­го сопротивления легких.

Патогенез легочной гипертензии

В развитии легочной гипертензии может участвовать ряд факторов, таких как: изменение давления наполнения левого сердца, сердечный выброс, частота сердеч­ных сокращений, гематокрит и объем крови в легких. Однако наиболее важным патофизиологическим фактором является повышение легочного сосудистого со­противления, локализованное, главным образом, в прекапиллярных артериях и ар-териолах. Гипертензия может быть вызвана как сужением или окклюзией микро-циркуляторного ложа (анатомическая основа), так и вазоконстрикцией; но чаще

действуют оба механизма.

Когда, независимо от этиологии, резервы сосудистого русла сокращаются в ре­зультате снижения его протяженности или растяжимости, увеличение сердечного

-ч———-…г,,, с* roirmiM^iu ипрмрни все меньший при-

ления. Целый ряд физиологических параметров оказывают влияние на давление в легочной артерии.

Напряжение кислорода и двуокиси углерода

Наиболее сильным стимулом легочной вазоконстрикции является альвеоляр­ная гипоксия, которая действует на прилегающие к альвеолам мелкие легочные ар­терии и артериолы. Медиаторы, вовлеченные в гипоксическую легочную вазоконст­рикцию,.пока не идентифицированы. Системная артериальная гипоксемия углубля­ет локальные воздействия альвеолярной гипоксии косвенно, через симпатические нервные рефлексы. При хронической гипоксемии воздействия стимулов легочной вазоконстрикции часто усиливаются повышенной вязкостью крови вследствие вто­ричной полицитемии. Эпизодические обострения гипоксемии приводят к посте­пенной перестройке легочных сосудов, поддерживая легочную гипертензию, даже если ранние эпизоды являлись полностью обратимыми.

В отличие от гипоксемии, гиперкапния, по-видимому, способствует легочной гипертензии, вызывая ацидемию, а напрямую вазоконстрикцию. Задержка двуоки­си углерода может быть самоподдерживающейся; гиперкапния снижает чувстви­тельность дыхательного центра к СО2 (гл. 16) и способствует задержке бикарбоната почками (гл. 10). Накопление СО2, возникающее вследствие расстройства функции легких как вентиляторного насоса и для компенсации метаболического алкалоза, приводит к ослаблению вентиляции, углублению гиперкапнии, гипоксии и легоч­ной вазоконстрикции.

Кислотно-основное состояние

Значительная ацидемия (рН крови < 7.2) вызывает легочную вазоконстрик­цию. У человека ацидемия действует синергически с гипоксией. Значительная алка-лемия (рН крови > 7.5) уменьшает сужение сосудов в ответ на гипоксию. Биологи­ческая основа этих реакций и участвующие в них медиаторы не установлены.