تضيق الأوعية الرئوية بنقص الأكسجة

تضيق الأوعية الرئوية بنقص الأكسجة (HPV) هو استجابة مميزة للرئة حيث يؤدي انخفاض توتر الأكسجين السنخي إلى تضييق الشرايين الرئوية الصغيرة التي تغذي تلك المنطقة. من خلال تحويل الدم بعيدًا عن المناطق سيئة التهوية نحو المناطق الأفضل تهوية، فإنه يعمل على مواءمة التروية مع التهوية وبالتالي الحفاظ على أكسجة الدم الذي يغادر الرئة.

Definition

تضيق الأوعية الرئوية بنقص الأكسجة هو الانقباض النشط للعضلات الملساء الشريانية الرئوية استجابةً لانخفاض توتر الأكسجين السنخي (وبدرجة أقل توتر الأكسجين الوريدي المختلط)، وهي استجابة فريدة للدورة الدموية الرئوية حيث يؤدي نقص الأكسجة إلى تضييق هذه الأوعية بدلاً من توسيعها.

Scope

يغطي هذا المدخل ظاهرة تضيق الأوعية الرئوية بنقص الأكسجة، ودورها في مواءمة التروية مع التهوية، وآليات استشعار الأكسجين الخلوية والإشارات التي يُعتقد أنها تكمن وراءها، والعواقب الجهازية لنقص الأكسجة المعمم مثل ذلك الذي يحدث على ارتفاعات عالية. إنه موضوع فسيولوجي مرجعي ويشرح الآليات؛ ولا يقدم إرشادات سريرية أو علاجية.

Core questions

• ما هو المحفز الذي يؤدي إلى تضيق الأوعية الرئوية بنقص الأكسجة؟
• كيف يحسن مواءمة التروية مع التهوية؟
• كيف تستشعر خلايا العضلات الملساء الشريانية الرئوية الأكسجين وتنقل الإشارة إلى الانقباض؟
• ماذا يحدث عندما يكون نقص الأكسجة عالميًا بدلاً من محلي، كما هو الحال في الارتفاعات العالية؟

Key concepts

• نقص الأكسجة السنخي كمحفز
• مواءمة التهوية والتروية
• استشعار الأكسجين في العضلات الملساء الشريانية الرئوية
• أنواع الأكسجين التفاعلية وإشارات الأكسدة والاختزال
• تثبيط قنوات البوتاسيوم وإزالة استقطاب الغشاء
• دخول الكالسيوم وتحسسه
• نقص الأكسجة الشامل وارتفاع ضغط الدم الرئوي

Mechanisms

عندما ينخفض الأكسجين السنخي، تضيق الشرايين الرئوية الصغيرة التي تغذي تلك الحويصلة، وبالتالي يتم إعادة توجيه الدم نحو المناطق الأفضل أكسجة ويتم حماية التبادل الغازي الكلي (سيلفستر وآخرون، 2012). الاستجابة متأصلة في خلايا العضلات الملساء الشريانية الرئوية: النموذج السائد يرى أن الخلية تستشعر الأكسجين من خلال إشارات الميتوكوندريا والأكسدة والاختزال، وأن التغير الناتج في أنواع الأكسجين التفاعلية يثبط قنوات البوتاسيوم ذات البوابة الجهدية، وأن إزالة الاستقطاب الناتج يفتح قنوات الكالسيوم ذات البوابة الجهدية؛ يؤدي ارتفاع الكالسيوم داخل الخلايا، جنبًا إلى جنب مع تحسس الجهاز الانقباضي للكالسيوم، إلى الانقباض (سومر وآخرون، 2008؛ سومر وآخرون، 2016). عندما يؤثر نقص الأكسجة على الرئة بأكملها — على ارتفاعات عالية أو في أمراض الرئة المزمنة — تصبح الاستجابة معممة، مما يرفع ضغط الشريان الرئوي، وإذا استمر، يساهم في إعادة تشكيل الأوعية الدموية (سيلفستر وآخرون، 2012؛ سوريش وشيمودا، 2016).

Clinical relevance

تضيق الأوعية الرئوية بنقص الأكسجة هو آلية تنظيمية طبيعية، يشكل شكلها المعمم الأساس لارتفاع الضغط الرئوي الذي يُلاحظ مع نقص الأكسجة المستمر في الرئة بأكملها. يصف هذا المدخل الفسيولوجيا وآلياتها؛ وهو تعليمي وليس أساسًا لتشخيص أو مراقبة أو علاج أي فرد.

Evidence & guidelines

يعتمد فهم تضيق الأوعية الرئوية بنقص الأكسجة على عمل تجريبي مكثف تم تجميعه في مراجعات رئيسية. لا تزال دراسة Physiological Reviews هي الحساب الأكثر شمولاً للظاهرة وآلياتها المقترحة (سيلفستر وآخرون، 2012)، وتفصل المراجعات المتخصصة خطوات استشعار الأكسجين ونقل الإشارة في العضلات الملساء الشريانية الرئوية (سومر وآخرون، 2008؛ سومر وآخرون، 2016).

History

لقد ثبت أن نقص الأكسجة السنخي يضيق الأوعية الرئوية في منتصف القرن العشرين — ويُنسب تقليديًا إلى ملاحظات فون أولر وليليستراند — وقد تم التعرف عليه على أنه عكس استجابة الأوعية الدموية الجهازية لنقص الأكسجة. سعت عقود من العمل اللاحق، الملخصة في مراجعات شاملة، إلى تحديد مستشعر الأكسجين وسلسلة الإشارات التي تربطه بانقباض العضلات الملساء (سيلفستر وآخرون، 2012؛ سومر وآخرون، 2008).

Debates

ما هو مستشعر الأكسجين الكامن وراء تضيق الأوعية الرئوية بنقص الأكسجة؟

ما إذا كان المستشعر الأولي هو الميتوكوندريا التي تعمل من خلال أنواع الأكسجين التفاعلية، أو إنزيم NADPH-oxidase، أو نظام أكسدة واختزال آخر — وكيف يرتبط ناتجه بتثبيط قنوات البوتاسيوم — لا يزال غير محسوم ويتم مراجعته كسؤال مفتوح.

Key figures

• J. T. Sylvester
• Norbert Weissmann
• Larissa A. Shimoda

Seminal works

• sylvester-2012
• sommer-2008

Frequently asked questions

لماذا تضيق الرئة أوعيتها استجابة لانخفاض الأكسجين بينما توسع الأعضاء الأخرى أوعيتها؟

في الرئة، يؤدي تضييق الأوعية في منطقة سيئة الأكسجة إلى تحويل الدم نحو المناطق الأفضل تهوية، مما يحسن التبادل الغازي؛ بينما في الأعضاء الجهازية، يؤدي التوسع استجابة لانخفاض الأكسجين بدلاً من ذلك إلى زيادة تدفق الدم المحلي. تخدم الاستجابة الرئوية مواءمة التروية والتهوية بدلاً من التوصيل المحلي.

ماذا يحدث لتضيق الأوعية الرئوية بنقص الأكسجة في الارتفاعات العالية؟

نظرًا لأن الرئة بأكملها تعاني من نقص الأكسجة، تصبح الاستجابة معممة بدلاً من أن تكون إقليمية، مما يرفع ضغط الشريان الرئوي بشكل عام؛ وبالتالي يمكن أن يساهم نقص الأكسجة الشامل المستمر في ارتفاع ضغط الدم الرئوي.