Hipoksik Pulmoner Vazokonstriksiyon
Hipoksik pulmoner vazokonstriksiyon (HPV), akciğerin, alveoler oksijen gerilimindeki bir düşüşün o bölgeyi besleyen küçük pulmoner arterleri daraltmasıyla ortaya çıkan kendine özgü bir yanıtıdır. Kanı yetersiz havalandırılan bölgelerden daha iyi havalandırılan bölgelere yönlendirerek, perfüzyonu ventilasyonla eşleştirmeyi ve böylece akciğerden ayrılan kanın oksijenlenmesini korumayı sağlamaktadır.
Tanım
Hipoksik pulmoner vazokonstriksiyon, düşük alveoler (ve daha az ölçüde karışık venöz) oksijen gerilimine yanıt olarak pulmoner arteriyel düz kasın aktif kasılmasıdır; bu, hipoksinin bu damarları genişletmek yerine daraltmasıyla pulmoner dolaşıma özgü bir yanıttır.
Kapsam
Bu madde, HPV fenomenini, perfüzyonu ventilasyonla eşleştirmedeki rolünü, bu durumun temelinde yattığı düşünülen hücresel oksijen algılama ve sinyal mekanizmalarını ve yüksek irtifadaki gibi yaygın hipoksinin sistemik sonuçlarını ele almaktadır. Bu, bir referans fizyoloji konusudur ve mekanizmaları açıklamaktadır; klinik veya tedavi rehberliği sunmamaktadır.
Temel sorular
- Hipoksik pulmoner vazokonstriksiyonu hangi uyaran tetiklemektedir?
- Perfüzyonun ventilasyonla eşleşmesini nasıl iyileştirmektedir?
- Pulmoner arteriyel düz kas hücreleri oksijeni nasıl algılamakta ve sinyali kasılmaya nasıl dönüştürmektedir?
- Hipoksi yerel olmaktan ziyade küresel olduğunda, örneğin yüksek irtifada ne olmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Uyaran olarak alveoler hipoksi
- Ventilasyon-perfüzyon eşleşmesi
- Pulmoner arteriyel düz kas oksijen algılaması
- Reaktif oksijen türleri (ROS) ve redoks sinyalizasyonu
- Potasyum kanal inhibisyonu ve membran depolarizasyonu
- Kalsiyum girişi ve duyarlılığı
- Küresel hipoksi ve pulmoner hipertansiyon
Mekanizmalar
Alveoler oksijen düştüğünde, o alveolü besleyen küçük pulmoner arterler daralmakta, böylece kan daha iyi oksijenlenmiş bölgelere yönlendirilmekte ve genel gaz değişimi korunmaktadır (Sylvester ve ark., 2012). Bu yanıt, pulmoner arteriyel düz kas hücresine özgüdür: Yaygın model, hücrenin oksijeni mitokondriyal ve redoks sinyalizasyonu yoluyla algıladığını, reaktif oksijen türlerindeki (ROS) ortaya çıkan değişimin voltaj kapılı potasyum kanallarını inhibe ettiğini ve bunun sonucunda oluşan depolarizasyonun voltaj kapılı kalsiyum kanallarını açtığını öne sürmektedir; artan hücre içi kalsiyum, kasılma aparatının kalsiyum duyarlılığı ile birlikte, kasılmaya yol açmaktadır (Sommer ve ark., 2008; Sommer ve ark., 2016). Hipoksi tüm akciğeri etkilediğinde —yüksek irtifada veya kronik akciğer hastalığında— yanıt genelleşmekte, pulmoner arteriyel basıncı yükseltmekte ve sürdürüldüğünde vasküler yeniden yapılanmaya katkıda bulunmaktadır (Sylvester ve ark., 2012; Suresh & Shimoda, 2016).
Klinik önem
Hipoksik pulmoner vazokonstriksiyon, genelleşmiş formu, sürdürülen tüm akciğer hipoksisi ile görülen pulmoner basınç artışının temelini oluşturan normal bir düzenleyici mekanizmadır. Bu madde, fizyolojiyi ve mekanizmalarını açıklamaktadır; eğitim amaçlıdır ve herhangi bir bireyin teşhisi, izlenmesi veya tedavisi için bir temel oluşturmamaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
HPV'nin anlaşılması, büyük derlemelerde sentezlenen kapsamlı deneysel çalışmalara dayanmaktadır. Physiological Reviews monografı, fenomenin ve önerilen mekanizmalarının en kapsamlı açıklamasını sunmaya devam etmekte (Sylvester ve ark., 2012) ve özel derlemeler, pulmoner arteriyel düz kasta oksijen algılama ve sinyal iletimi adımlarını detaylandırmaktadır (Sommer ve ark., 2008; Sommer ve ark., 2016).
Tarihçe
Alveoler hipoksinin pulmoner damarları daralttığı, yirminci yüzyılın ortalarında ortaya konmuş —klasik olarak von Euler ve Liljestrand'ın gözlemlerine atfedilmektedir— ve sistemik vaskülatürün hipoksiye verdiği yanıtın zıttı olarak kabul edilmiştir. Kapsamlı derlemelerde özetlenen onlarca yıllık sonraki çalışmalar, oksijen sensörünü ve bunu düz kas kasılmasına bağlayan sinyal zincirini tanımlamayı amaçlamıştır (Sylvester ve ark., 2012; Sommer ve ark., 2008).
Tartışmalar
- HPV'nin temelindeki oksijen sensörü nedir?
- Yakın sensörün reaktif oksijen türleri aracılığıyla etki eden mitokondri, bir NADPH-oksidaz veya başka bir redoks sistemi olup olmadığı —ve çıktısının potasyum kanal inhibisyonuna nasıl bağlandığı— hala belirsizliğini korumakta ve açık bir soru olarak incelenmektedir.
Öne çıkan isimler
- J. T. Sylvester
- Norbert Weissmann
- Larissa A. Shimoda
İlgili konular
Temel eserler
- sylvester-2012
- sommer-2008
Sıkça sorulan sorular
- Akciğer, diğer organlar damarlarını genişletirken, düşük oksijene yanıt olarak neden damarlarını daraltmaktadır?
- Akciğerde, yetersiz oksijenlenmiş bir bölgedeki damarları daraltmak, kanı daha iyi havalandırılan bölgelere yönlendirmekte, bu da gaz değişimini iyileştirmektedir; sistemik organlarda ise, düşük oksijene yanıt olarak genişleme, yerel kan akışını artırmaktadır. Pulmoner yanıt, yerel dağıtım yerine perfüzyon-ventilasyon eşleşmesine hizmet etmektedir.
- Yüksek irtifada hipoksik pulmoner vazokonstriksiyona ne olmaktadır?
- Tüm akciğer hipoksik olduğundan, yanıt bölgesel olmaktan ziyade genelleşmekte, genel olarak pulmoner arteriyel basıncı yükseltmektedir; sürdürülen küresel hipoksi bu nedenle pulmoner hipertansiyona katkıda bulunabilmektedir.