फेफड़े कम ऑक्सीजन की प्रतिक्रिया में अपनी वाहिकाओं को क्यों संकुचित करते हैं जबकि अन्य अंग उन्हें फैलाते हैं?

फेफड़े में, खराब ऑक्सीजन वाले क्षेत्र में वाहिकाओं को संकुचित करने से रक्त को बेहतर हवादार क्षेत्रों की ओर मोड़ दिया जाता है, जिससे गैस विनिमय में सुधार होता है; प्रणालीगत अंगों में, कम ऑक्सीजन की प्रतिक्रिया में फैलाव इसके बजाय स्थानीय रक्त आपूर्ति को बढ़ाता है। फुफ्फुसीय प्रतिक्रिया स्थानीय वितरण के बजाय परफ्यूजन-वेंटिलेशन मिलान का कार्य करती है।

उच्च ऊंचाई पर हाइपोक्सिक पल्मोनरी वैसोकंस्ट्रिक्शन का क्या होता है?

क्योंकि पूरा फेफड़ा हाइपोक्सिक होता है, प्रतिक्रिया क्षेत्रीय के बजाय सामान्यीकृत हो जाती है, जिससे समग्र फुफ्फुसीय धमनी दबाव बढ़ जाता है; इसलिए निरंतर वैश्विक हाइपोक्सिया फुफ्फुसीय उच्च रक्तचाप में योगदान कर सकता है।

हाइपोक्सिक पल्मोनरी वैसोकंस्ट्रिक्शन (Hypoxic Pulmonary Vasoconstriction)

हाइपोक्सिक पल्मोनरी वैसोकंस्ट्रिक्शन (HPV) फेफड़े की एक विशिष्ट प्रतिक्रिया है जिसमें एल्वियोलर ऑक्सीजन तनाव में गिरावट उस क्षेत्र को रक्त की आपूर्ति करने वाली छोटी फुफ्फुसीय धमनियों को संकुचित कर देती है। खराब हवादार क्षेत्रों से रक्त को बेहतर हवादार क्षेत्रों की ओर मोड़कर, यह परफ्यूजन को वेंटिलेशन से मिलाने का काम करता है और इस प्रकार फेफड़े से निकलने वाले रक्त के ऑक्सीकरण को बनाए रखता है।

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Definition

हाइपोक्सिक पल्मोनरी वैसोकंस्ट्रिक्शन फुफ्फुसीय धमनी चिकनी मांसपेशियों का सक्रिय संकुचन है जो कम एल्वियोलर (और कुछ हद तक मिश्रित शिरापरक) ऑक्सीजन तनाव की प्रतिक्रिया में होता है, फुफ्फुसीय परिसंचरण के लिए एक अद्वितीय प्रतिक्रिया जिसमें हाइपोक्सिया इन वाहिकाओं को फैलाता नहीं बल्कि संकुचित करता है।

Scope

यह प्रविष्टि HPV की घटना, वेंटिलेशन के साथ परफ्यूजन के मिलान में इसकी भूमिका, सेलुलर ऑक्सीजन-संवेदन और सिग्नलिंग तंत्र जो इसके अंतर्निहित माने जाते हैं, और सामान्यीकृत हाइपोक्सिया के प्रणालीगत परिणामों को शामिल करती है, जैसे कि ऊंचाई पर। यह एक संदर्भ शरीर विज्ञान विषय है और तंत्रों की व्याख्या करता है; यह नैदानिक या उपचार संबंधी मार्गदर्शन नहीं देता है।

Core questions

हाइपोक्सिक पल्मोनरी वैसोकंस्ट्रिक्शन को कौन सा उद्दीपन ट्रिगर करता है?
यह परफ्यूजन को वेंटिलेशन से मिलाने में कैसे सुधार करता है?
फुफ्फुसीय धमनी चिकनी-मांसपेशी कोशिकाएं ऑक्सीजन को कैसे महसूस करती हैं और सिग्नल को संकुचन में कैसे बदलती हैं?
जब हाइपोक्सिया स्थानीय के बजाय वैश्विक होता है, जैसे कि उच्च ऊंचाई पर, तो क्या होता है?

Key concepts

उद्दीपन के रूप में एल्वियोलर हाइपोक्सिया
वेंटिलेशन-परफ्यूजन मिलान
फुफ्फुसीय धमनी चिकनी-मांसपेशी ऑक्सीजन संवेदन
प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां और रेडॉक्स सिग्नलिंग
पोटेशियम-चैनल निषेध और झिल्ली विध्रुवण
कैल्शियम प्रवेश और संवेदीकरण
वैश्विक हाइपोक्सिया और फुफ्फुसीय उच्च रक्तचाप

Mechanisms

जब एल्वियोलर ऑक्सीजन गिरता है, तो उस एल्वियोलस को रक्त की आपूर्ति करने वाली छोटी फुफ्फुसीय धमनियां संकुचित हो जाती हैं, इसलिए रक्त को बेहतर-ऑक्सीजनित क्षेत्रों की ओर पुनर्निर्देशित किया जाता है और समग्र गैस विनिमय संरक्षित रहता है (Sylvester et al., 2012)। यह प्रतिक्रिया फुफ्फुसीय धमनी चिकनी-मांसपेशी कोशिका के लिए आंतरिक है: प्रचलित मॉडल मानता है कि कोशिका माइटोकॉन्ड्रियल और रेडॉक्स सिग्नलिंग के माध्यम से ऑक्सीजन को महसूस करती है, कि प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों में परिणामी परिवर्तन वोल्टेज-गेटेड पोटेशियम चैनलों को रोकता है, और परिणामस्वरूप विध्रुवण वोल्टेज-गेटेड कैल्शियम चैनलों को खोलता है; बढ़ते इंट्रासेलुलर कैल्शियम, संकुचन उपकरण के कैल्शियम संवेदीकरण के साथ, संकुचन उत्पन्न करता है (Sommer et al., 2008; Sommer et al., 2016)। जब हाइपोक्सिया पूरे फेफड़े को प्रभावित करता है—ऊंचाई पर या पुरानी फेफड़ों की बीमारी में—तो प्रतिक्रिया सामान्यीकृत हो जाती है, फुफ्फुसीय धमनी दबाव बढ़ जाता है और, यदि यह बना रहता है, तो संवहनी रीमॉडेलिंग में योगदान देता है (Sylvester et al., 2012; Suresh & Shimoda, 2016)।

Clinical relevance

हाइपोक्सिक पल्मोनरी वैसोकंस्ट्रिक्शन एक सामान्य नियामक तंत्र है जिसका सामान्यीकृत रूप निरंतर पूरे-फेफड़े के हाइपोक्सिया के साथ देखे गए फुफ्फुसीय दबाव में वृद्धि का आधार है। यह प्रविष्टि शरीर विज्ञान और इसके तंत्रों का वर्णन करती है; यह शैक्षिक है और किसी भी व्यक्ति के निदान, निगरानी या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

HPV की समझ प्रमुख समीक्षाओं में संश्लेषित व्यापक प्रायोगिक कार्य पर आधारित है। फिजियोलॉजिकल रिव्यूज मोनोग्राफ घटना और इसके प्रस्तावित तंत्रों का सबसे व्यापक विवरण बना हुआ है (Sylvester et al., 2012), और समर्पित समीक्षाएं फुफ्फुसीय धमनी चिकनी मांसपेशियों में ऑक्सीजन-संवेदन और सिग्नल-ट्रांसडक्शन चरणों का विस्तार से वर्णन करती हैं (Sommer et al., 2008; Sommer et al., 2016)।

History

यह कि एल्वियोलर हाइपोक्सिया फुफ्फुसीय वाहिकाओं को संकुचित करता है, बीसवीं सदी के मध्य में स्थापित किया गया था—शास्त्रीय रूप से वॉन यूलर और लिलजेस्ट्रैंड के अवलोकनों को जिम्मेदार ठहराया गया था—और इसे हाइपोक्सिया के लिए प्रणालीगत संवहनी प्रतिक्रिया के विपरीत के रूप में मान्यता दी गई थी। व्यापक समीक्षाओं में संक्षेपित दशकों के बाद के काम ने ऑक्सीजन सेंसर और चिकनी-मांसपेशी संकुचन से इसे जोड़ने वाली सिग्नलिंग श्रृंखला की पहचान करने की कोशिश की है (Sylvester et al., 2012; Sommer et al., 2008)।

Debates

HPV के अंतर्निहित ऑक्सीजन सेंसर क्या है?: क्या निकटतम सेंसर प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के माध्यम से कार्य करने वाला माइटोकॉन्ड्रियन है, एक NADPH-ऑक्सीडेज, या कोई अन्य रेडॉक्स प्रणाली—और इसका आउटपुट पोटेशियम-चैनल निषेध से कैसे जुड़ा है—यह अभी भी अनसुलझा है और इसे एक खुले प्रश्न के रूप में समीक्षा की जाती है।

Key figures

J. T. Sylvester
Norbert Weissmann
Larissa A. Shimoda

Seminal works

sylvester-2012
sommer-2008

Frequently asked questions

फेफड़े कम ऑक्सीजन की प्रतिक्रिया में अपनी वाहिकाओं को क्यों संकुचित करते हैं जबकि अन्य अंग उन्हें फैलाते हैं?: फेफड़े में, खराब ऑक्सीजन वाले क्षेत्र में वाहिकाओं को संकुचित करने से रक्त को बेहतर हवादार क्षेत्रों की ओर मोड़ दिया जाता है, जिससे गैस विनिमय में सुधार होता है; प्रणालीगत अंगों में, कम ऑक्सीजन की प्रतिक्रिया में फैलाव इसके बजाय स्थानीय रक्त आपूर्ति को बढ़ाता है। फुफ्फुसीय प्रतिक्रिया स्थानीय वितरण के बजाय परफ्यूजन-वेंटिलेशन मिलान का कार्य करती है।
उच्च ऊंचाई पर हाइपोक्सिक पल्मोनरी वैसोकंस्ट्रिक्शन का क्या होता है?: क्योंकि पूरा फेफड़ा हाइपोक्सिक होता है, प्रतिक्रिया क्षेत्रीय के बजाय सामान्यीकृत हो जाती है, जिससे समग्र फुफ्फुसीय धमनी दबाव बढ़ जाता है; इसलिए निरंतर वैश्विक हाइपोक्सिया फुफ्फुसीय उच्च रक्तचाप में योगदान कर सकता है।