بازسازی عروقی و رگ‌زایی

بازسازی عروقی (Vascular remodeling) تغییر ساختاری رگ‌های خونی در پاسخ به تغییر تقاضا است و رگ‌زایی (angiogenesis) رشد مویرگ‌های جدید از رگ‌های موجود است. در عضلات اسکلتی و قلبی، ورزش مکرر تعداد مویرگ‌ها را افزایش می‌دهد و ساختار عروقی را تغییر می‌دهد تا عرضه اکسیژن و سوبسترا با ظرفیت متابولیکی افزایش‌یافته بافت تمرین‌دیده همگام شود.

Definition

بازسازی عروقی و رگ‌زایی در زمینه تمرین، گسترش و سازماندهی مجدد ساختاری ریزعروق، عمدتاً رشد مویرگ‌های جدید در اطراف فیبرهای عضلانی است که در پاسخ به محرک‌های مکانیکی و متابولیکی مکرر ورزش ایجاد می‌شود و پرفیوژن بافت و اکسیژن‌رسانی را بهبود می‌بخشد.

Scope

این موضوع رگ‌زایی ناشی از ورزش در عضلات اسکلتی، سیگنال‌های فیزیکی و شیمیایی که رشد مویرگی را آغاز می‌کنند، نقش عوامل رشد عروقی و چگونگی تکمیل افزایش مویرگی با سازگاری‌های عضلانی و میتوکندریایی برای حمایت از استقامت را پوشش می‌دهد. این موضوع به عنوان یک مرجع فیزیولوژیکی ارائه شده و نه به عنوان راهنمای بالینی یا ورزشی.

Core questions

• چه سیگنال‌هایی در طول ورزش باعث رشد مویرگ‌های جدید در عضله می‌شوند؟
• تنش برشی و کشش مکانیکی چگونه به بازسازی مویرگی کمک می‌کنند؟
• افزایش مویرگی چگونه با سازگاری‌های عضلانی و میتوکندریایی برای حمایت از استقامت یکپارچه می‌شود؟

Key concepts

• رگ‌زایی (Angiogenesis)
• مویرگی شدن و نسبت مویرگ به فیبر (Capillarization and capillary-to-fibre ratio)
• تنش برشی و کشش مکانیکی (Shear stress and mechanical stretch)
• فاکتور رشد اندوتلیال عروقی (VEGF)
• هیپوکسی بافتی و سیگنال‌دهی متابولیکی (Tissue hypoxia and metabolic signalling)
• تکثیر سلول‌های اندوتلیال (Endothelial cell proliferation)
• تطابق مویرگ با میتوکندری (Capillary-to-mitochondria matching)

Key theories

کنترل دوگانه مکانیکی و متابولیکی رشد مویرگی

رگ‌زایی ناشی از ورزش توسط دو دسته گسترده از محرک‌ها، سیگنال‌های مکانیکی مانند افزایش تنش برشی و کشش بافت و سیگنال‌های متابولیکی مانند تغییر کشش اکسیژن، هدایت می‌شود که با هم عوامل رشد عروقی را برای آغاز رشد و بازسازی مویرگی متناسب با تقاضا درگیر می‌کنند.

Mechanisms

ورزش جریان خون و فعالیت متابولیکی را در عضلات فعال افزایش می‌دهد و محرک‌های مکانیکی، افزایش تنش برشی بر روی اندوتلیوم و کشش بافت اطراف را به همراه محرک‌های متابولیکی مانند کاهش کشش اکسیژن و تجمع متابولیت‌ها ایجاد می‌کند. این محرک‌ها بیان و فعالیت عوامل رشد رگ‌زا، به ویژه فاکتور رشد اندوتلیال عروقی (vascular endothelial growth factor)، را افزایش می‌دهند که تکثیر سلول‌های اندوتلیال و جوانه‌زنی یا تقسیم مویرگ‌های موجود را ترویج می‌کنند. دوره‌های مکرر ورزش این سیگنال‌های رگ‌زای گذرا را به یک افزایش پایدار در تعداد مویرگ‌ها و نسبت مویرگ به فیبر تبدیل می‌کند، که فواصل انتشار را کوتاه کرده و سطح تبادل را افزایش می‌دهد. این بازسازی مویرگی همراه با افزایش ظرفیت اکسیداتیو عضله توسعه می‌یابد، به طوری که تحویل و استفاده از اکسیژن با هم مطابقت دارند، و مطالعات ساختاری عضله تمرین‌دیده افزایش هماهنگ مویرگی و ساختارهای اکسیداتیو را مستند می‌کنند.

Clinical relevance

ظرفیت بازسازی عروق زیربنای چگونگی بهبود پرفیوژن بافت توسط تمرین است و برای درک سلامت عروق و پاسخ عضله و قلب به تغییر تقاضا مرتبط است. این مدخل فیزیولوژی سازگاری عروقی را به عنوان مطالب مرجع توصیف می‌کند و توصیه‌های ورزشی یا مشاوره پزشکی فردی ارائه نمی‌دهد.

Evidence & guidelines

توضیحات مکانیکی بر اساس مطالعات فیزیولوژی سلولی و یکپارچه و بررسی‌هایی که رگ‌زایی عضلات اسکلتی را سنتز می‌کنند، از جمله کارهای بنیادی هودلیکا و همکاران و سنتز اخیر اولفرت و همکاران، استوار است؛ مطالعات ساختاری مانند هاپلر و همکاران تغییرات مویرگی همراه با تمرینات استقامتی را مستند می‌کنند. اینها شواهد فیزیولوژیکی را توصیف می‌کنند تا دستورالعمل‌های بالینی.

History

مطالعات ساختاری عضله تمرین‌دیده نشان داد که ورزش استقامتی تراکم مویرگی را افزایش می‌دهد، و بررسی‌ها در اوایل دهه ۱۹۹۰ رگ‌زایی در عضلات اسکلتی و قلبی را به عنوان یک فرآیند سازگاری متمایز که توسط سیگنال‌های مکانیکی و متابولیکی کنترل می‌شود، تثبیت کردند. شناسایی بعدی فاکتور رشد اندوتلیال عروقی به عنوان یک واسطه مرکزی، و اصلاح محرک‌ها و رفتارهای سلولی درگیر، دیدگاه معاصر رگ‌زایی ناشی از ورزش را به عنوان یک بازسازی تنظیم‌شده ریزعروق ایجاد کرد.

Debates

محرک غالب برای رشد مویرگی ناشی از ورزش چیست؟

اهمیت نسبی سیگنال‌های مکانیکی مانند تنش برشی و کشش در مقابل سیگنال‌های متابولیکی مانند هیپوکسی در آغاز رشد مویرگی، و چگونگی تعامل آنها، همچنان موضوع تحقیقات جاری است.

Key figures

• Olga Hudlicka
• I. Mark Olfert
• Stuart Egginton
• Ylva Hellsten
• Hans Hoppeler

Seminal works

• hudlicka-1992
• olfert-2016
• hoppeler-1985

Frequently asked questions

رگ‌زایی در زمینه تمرین ورزشی چیست؟

این رشد مویرگ‌های جدید از رگ‌های موجود در پاسخ به ورزش مکرر است که تعداد مویرگ‌های تغذیه‌کننده هر فیبر عضلانی را افزایش می‌دهد و تحویل اکسیژن و مواد مغذی را بهبود می‌بخشد.

چرا تمرینات استقامتی تعداد مویرگ‌ها را در عضله افزایش می‌دهد؟

ورزش سیگنال‌های مکانیکی مانند افزایش تنش برشی و سیگنال‌های متابولیکی مانند کاهش کشش اکسیژن را ایجاد می‌کند که عوامل رشد عروقی مانند VEGF را درگیر می‌کند و باعث رشد مویرگ‌ها می‌شود تا عرضه خون با ظرفیت متابولیکی بالاتر عضله تمرین‌دیده مطابقت داشته باشد.