स्थानीय उपापचयी विनियमन

स्थानीय उपापचयी विनियमन, तंत्रिकाओं और परिसंचारी हार्मोन से स्वतंत्र, स्थानीय संकेतों द्वारा ऊतक की उपापचयी गतिविधि के साथ रक्त प्रवाह का मिलान है। जब कोशिकाएं अधिक मेहनत करती हैं और अधिक ऑक्सीजन का उपभोग करती हैं, तो वे जो उपापचयी उप-उत्पाद छोड़ती हैं, वे उन्हें पोषण देने वाली धमनियों को शिथिल कर देते हैं, जिससे प्रवाह बढ़ जाता है; जब गतिविधि कम हो जाती है, तो धमनियां अपनी आराम की स्थिति में लौट आती हैं। यह आंतरिक प्रतिक्रिया ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की आपूर्ति को मांग के अनुरूप रखती है।

Definition

स्थानीय उपापचयी विनियमन, मुख्य रूप से स्थानीय रूप से उत्पादित वासोडिलेटर संकेतों द्वारा मध्यस्थता के माध्यम से, परफ्यूज्ड ऊतक की उपापचयी गतिविधि की प्रतिक्रिया में धमनी टोन का आंतरिक समायोजन है, और इस प्रकार स्थानीय रक्त प्रवाह का भी।

Scope

यह विषय उपापचयी वासोडिलेशन और सक्रिय (कार्यात्मक) हाइपरमिया, धमनियों को फैलाने वाले संभावित उपापचयी संकेत, एंडोथेलियम और संचालित (फैलने वाली) प्रतिक्रियाओं का योगदान, और ये तंत्र सूक्ष्मवाहिनी प्रवाह को विनियमित करने के लिए कैसे संयोजित होते हैं, को शामिल करता है। निकट से संबंधित मायोजेनिक प्रतिक्रिया और ऑटोरेग्यूलेशन की व्यापक अवधारणा पर ध्यान दिया गया है लेकिन यहां विस्तार से चर्चा नहीं की गई है।

Core questions

• ऊतक उपापचय में वृद्धि से स्थानीय रक्त प्रवाह में वृद्धि कैसे होती है?
• कौन से उपापचयी उप-उत्पाद और एंडोथेलियल संकेत धमनियों को फैलाते हैं?
• अपस्ट्रीम खंडों को भर्ती करने के लिए एक धमनी के साथ वासोडिलेटर संकेतों का समन्वय कैसे किया जाता है?
• मायोजेनिक और अन्य स्थानीय नियंत्रणों से उपापचयी विनियमन कैसे संबंधित है?

Key concepts

• सक्रिय (कार्यात्मक) हाइपरमिया
• वासोडिलेटर मेटाबोलाइट्स (जैसे, एडेनोसिन, कार्बन डाइऑक्साइड, पोटेशियम, हाइड्रोजन आयन)
• एक नियामक संकेत के रूप में ऊतक ऑक्सीजन तनाव
• एंडोथेलियम-व्युत्पन्न वासोडिलेटर (नाइट्रिक ऑक्साइड और अन्य)
• धमनियों के साथ संचालित वासोडिलेशन
• मायोजेनिक प्रतिक्रिया के साथ एकीकरण

Key theories

रक्त प्रवाह विनियमन की उपापचयी परिकल्पना

सक्रिय ऊतक अपनी उपापचयी दर के अनुपात में वासोडिलेटर मेटाबोलाइट्स छोड़ता है (और ऑक्सीजन का उपभोग करता है); ये संकेत पास की धमनी चिकनी मांसपेशियों को शिथिल करते हैं, प्रवाह को तब तक बढ़ाते हैं जब तक आपूर्ति मांग से मेल नहीं खाती, जिससे परफ्यूजन का आंतरिक प्रतिक्रिया नियंत्रण मिलता है।

संचालित (फैलने वाला) वासोडिलेशन

केशिका या दूरस्थ धमनी पर शुरू किया गया एक वासोडिलेटर संकेत एंडोथेलियम और चिकनी मांसपेशियों के साथ विद्युत रूप से अपस्ट्रीम फीड धमनियों तक फैलता है, प्रतिरोध नेटवर्क की लंबाई पर फैलाव का समन्वय करता है ताकि सक्रिय क्षेत्र में प्रवाह कुशलता से बढ़ सके।

Mechanisms

जब किसी ऊतक की उपापचयी दर बढ़ती है, तो ऑक्सीजन की खपत बढ़ जाती है और वासोएक्टिव उप-उत्पाद अंतरालीय स्थान में जमा हो जाते हैं। संभावित संकेतों में एडेनोसिन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन आयन और बाह्यकोशिकीय पोटेशियम शामिल हैं, साथ ही स्थानीय ऑक्सीजन तनाव में गिरावट भी; ये अक्सर अनावश्यक रूप से, धमनी चिकनी मांसपेशियों को शिथिल करने और प्रवाह बढ़ाने के लिए कार्य करते हैं। एंडोथेलियम नाइट्रिक ऑक्साइड जैसे वासोडिलेटर का योगदान करता है जो उपापचयी संकेतों के साथ एकीकृत होते हैं, और हेलस्टेन और उनके सहयोगियों ने इस बात पर जोर दिया है कि ये वासोडिलेटर अलग-अलग कार्य करने के बजाय परस्पर क्रिया करते हैं। क्योंकि केवल सबसे छोटी धमनियों का फैलाव अपस्ट्रीम प्रतिरोध द्वारा सीमित होगा, एक वासोडिलेटर संकेत एंडोथेलियम और चिकनी मांसपेशियों के साथ-साथ अपस्ट्रीम फीड धमनियों को भर्ती करने के लिए संचालित होता है, जैसा कि बघेर और सेगल द्वारा वर्णित है, प्रतिरोध नेटवर्क में प्रतिक्रिया का समन्वय करता है ताकि परफ्यूजन मांग के अनुरूप हो।

Clinical relevance

स्थानीय उपापचयी विनियमन बताता है कि व्यायाम करने वाली मांसपेशियों जैसे सक्रिय ऊतक अपने स्वयं के रक्त प्रवाह को कैसे बढ़ाते हैं और कैसे बिगड़े हुए वासोडिलेटर तंत्र परफ्यूजन को सीमित कर सकते हैं। इसे यहां पृष्ठभूमि शरीर विज्ञान के रूप में प्रस्तुत किया गया है और यह नैदानिक या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यह विवरण नैदानिक दिशानिर्देशों के बजाय शारीरिक समीक्षाओं पर आधारित है; सूक्ष्मवाहिनी प्रवाह विनियमन पर सेगल का अवलोकन, संचालित वासोडिलेशन पर बघेर और सेगल, वासोडिलेटर इंटरैक्शन पर हेलस्टेन और उनके सहयोगियों, और सूक्ष्मवाहिनी ऑक्सीजन परिवहन के विनियमन पर पिटमैन मिलकर वर्तमान समझ का प्रतिनिधित्व करते हैं।

History

यह विचार कि ऊतक उपापचयी आवश्यकता के अनुसार अपनी रक्त आपूर्ति को विनियमित करते हैं, व्यायाम हाइपरमिया के शास्त्रीय अवलोकनों से आता है, और बीसवीं सदी के काम ने संभावित वासोडिलेटर मेटाबोलाइट्स की पहचान की। अधिक हाल के शरीर विज्ञान ने इन संकेतों की अनावश्यकता और परस्पर क्रिया, एंडोथेलियम की भूमिका, और सूक्ष्मवाहिनी नेटवर्क में प्रवाह का समन्वय करने के लिए धमनियों के साथ वासोडिलेटर प्रतिक्रियाओं के संचालन पर जोर दिया है।

Debates

कौन सा संकेत प्रमुख उपापचयी वासोडिलेटर है?

किसी भी एक मेटाबोलाइट को सक्रिय हाइपरमिया का एकमात्र मध्यस्थ साबित नहीं किया गया है; एडेनोसिन, कार्बन डाइऑक्साइड, पोटेशियम, हाइड्रोजन आयन, और ऑक्सीजन तनाव सभी योगदान करते हैं, और वर्तमान सोच एक एकल नियंत्रक के बजाय उनकी अनावश्यक, परस्पर क्रियात्मक भूमिकाओं पर जोर देती है।

Key figures

• Steven Segal
• Ylva Hellsten
• Roland Pittman
• Pooneh Bagher

Seminal works

• segal-2005
• bagher-segal-2011
• hellsten-2012

Frequently asked questions

सक्रिय (कार्यात्मक) हाइपरमिया क्या है?

स्थानीय रक्त प्रवाह में वृद्धि जो ऊतक गतिविधि में वृद्धि के साथ होती है; जैसे-जैसे उपापचय बढ़ता है, स्थानीय रूप से उत्पादित संकेत फीडिंग धमनियों को फैलाते हैं ताकि ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की डिलीवरी मांग से मेल खाने के लिए बढ़ जाए।

किसी एक मेटाबोलाइट को मास्टर वासोडिलेटर क्यों नहीं माना जाता है?

कई संकेत — जिनमें एडेनोसिन, कार्बन डाइऑक्साइड, पोटेशियम, हाइड्रोजन आयन, और कम ऑक्सीजन तनाव शामिल हैं — अनावश्यक रूप से योगदान करते हैं और एंडोथेलियल वासोडिलेटर के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, इसलिए प्रवाह विनियमन एक प्रमुख मध्यस्थ के बजाय उनकी संयुक्त कार्रवाई को दर्शाता है।