Phân bố lưu lượng máu và tự điều hòa

Trong quá trình tập luyện, hệ tuần hoàn không chỉ đơn thuần bơm nhiều máu hơn; nó còn điều hướng lưu lượng máu đến các cơ đang hoạt động trong khi hạn chế lưu lượng máu ở các mô ít hoạt động hơn, và điều chỉnh tưới máu trong từng mô theo tốc độ trao đổi chất tại chỗ. Sự tái phân bố và tự điều hòa cục bộ này cho phép một cung lượng tim hữu hạn được chia sẻ giữa các giường mạch máu cạnh tranh, để cơ bắp đang làm việc nhận được lưu lượng máu lớn mà quá trình trao đổi chất của nó đòi hỏi.

Definition

Phân bố lưu lượng máu là sự phân bổ cung lượng tim giữa các giường mạch máu của cơ thể, và tự điều hòa là khả năng nội tại của một giường mạch máu để duy trì hoặc điều chỉnh lưu lượng máu của chính nó để đáp ứng với những thay đổi về áp lực tưới máu và nhu cầu trao đổi chất, phần lớn độc lập với đầu vào thần kinh trung ương.

Scope

Chủ đề này bao gồm cách cung lượng tim được phân bổ giữa các cơ quan trong quá trình tập luyện, các cơ chế cục bộ (chuyển hóa và cơ học) điều chỉnh tưới máu phù hợp với nhu cầu trong một mô, khái niệm về tăng tưới máu do tập luyện, và cách các giường mạch máu đặc biệt như tuần hoàn vành và tuần hoàn tạng phản ứng. Đây là sinh lý học tham khảo chứ không phải hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Cung lượng tim được tái phân bố như thế nào giữa cơ, nội tạng, da và các giường mạch máu khác trong quá trình tập luyện?
• Những tín hiệu chuyển hóa và cơ học cục bộ nào điều chỉnh tưới máu cơ phù hợp với tốc độ trao đổi chất của nó?
• Tăng tưới máu do tập luyện ở cơ hoạt động có thể lớn đến mức nào?
• Tuần hoàn vành và tuần hoàn tạng phản ứng như thế nào với tập luyện?

Key concepts

• Tái phân bố lưu lượng máu
• Tăng tưới máu do tập luyện
• Giãn mạch do chuyển hóa
• Tự điều hòa cơ học
• Co mạch tạng và thận
• Điều chỉnh lưu lượng vành theo nhu cầu
• Hệ thống phân cấp các nhu cầu sinh lý cạnh tranh

Mechanisms

Hoạt động giao cảm tăng lên làm co mạch ở các giường mạch máu tạng, thận và cơ không hoạt động, giải phóng cung lượng tim để tái phân bố, trong khi ở cơ hoạt động, các tín hiệu giãn mạch cục bộ chiếm ưu thế (Rowell, 1974). Các sản phẩm trao đổi chất tích tụ và các tín hiệu từ nội mô và hồng cầu làm giãn các mạch máu kháng lực tỷ lệ thuận với tốc độ trao đổi chất, tạo ra hiện tượng tăng tưới máu do tập luyện có thể làm tăng lưu lượng máu đến cơ gấp nhiều lần; các phản ứng cơ học giúp ổn định lưu lượng máu chống lại những thay đổi áp lực (Saltin et al., 1998; Casey & Joyner, 2011). Joyner và Casey (2015) mô tả sự phân bố này như một hệ thống phân cấp các nhu cầu sinh lý cạnh tranh, trong đó tưới máu cơ, huyết áp động mạch và lưu lượng máu da điều hòa nhiệt được cân bằng. Tuần hoàn vành tự điều hòa và điều chỉnh lưu lượng máu của chính nó phù hợp chặt chẽ với nhu cầu oxy tăng lên của tim (Duncker & Bache, 2008).

Clinical relevance

Kiến thức về phân bố lưu lượng máu và tự điều hòa là nền tảng để giải thích cách tưới máu cơ quan được duy trì hoặc bị tổn hại trong quá trình gắng sức, và tại sao sự hẹp mạch máu cố định có thể hạn chế lưu lượng máu đến cơ hoặc cơ tim khi chịu tải. Mục này là sinh lý học tham khảo mô tả và không cung cấp khuyến nghị chẩn đoán hoặc điều trị.

Evidence & guidelines

Cơ sở bằng chứng là sinh lý học chứ không dựa trên hướng dẫn, được rút ra từ các phép đo lưu lượng máu chi ở người và các đánh giá tổng hợp. Saltin và các đồng nghiệp đã định lượng lưu lượng máu cơ xương ở người và sự điều hòa của nó, và Duncker và Bache đã xem xét sự điều hòa lưu lượng máu vành trong quá trình tập luyện.

History

Các phép đo pha loãng chỉ thị sớm và sau đó là phép đo pha loãng nhiệt và Doppler đã tiết lộ cách tập luyện tái phân bố cung lượng tim và cách các cơ chế cục bộ điều chỉnh tưới máu cơ. Công trình của Rowell đã ghi lại sự co mạch nội tạng đi kèm với tập luyện, và các nghiên cứu trên người sau đó đã xác định lưu lượng máu cơ rất cao có thể đạt được và các tín hiệu cục bộ thúc đẩy chúng.

Debates

Tín hiệu cục bộ nào chiếm ưu thế trong tăng tưới máu do tập luyện?

Nhiều ứng cử viên giãn mạch, bao gồm kali, adenosine, oxit nitric, prostaglandin và các tín hiệu từ hồng cầu, góp phần điều chỉnh lưu lượng máu phù hợp với quá trình trao đổi chất, và không có một chất trung gian nào duy nhất giải thích đầy đủ hiện tượng tăng tưới máu do tập luyện, do đó một mô hình đa tín hiệu dự phòng được ưa chuộng.

Key figures

• Bengt Saltin
• Loring Rowell
• Michael Joyner
• Dirk Duncker

Seminal works

• joyner-casey-2015
• saltin-1998
• rowell-1974

Frequently asked questions

Tăng tưới máu do tập luyện là gì?

Tăng tưới máu do tập luyện là sự gia tăng lớn, phù hợp với nhu cầu về lưu lượng máu đến cơ xương đang co, được thúc đẩy bởi các tín hiệu giãn mạch cục bộ làm giảm sức cản mạch máu tỷ lệ thuận với tốc độ trao đổi chất.

Cơ thể làm thế nào để đưa nhiều máu hơn đến cơ mà không làm tăng cung lượng tim vô hạn?

Nó tái phân bố cung lượng tim có sẵn, làm co mạch ở ruột, thận và cơ không hoạt động để một phần lớn hơn lưu lượng máu đến cơ hoạt động, trong khi tự điều hòa cục bộ điều chỉnh tưới máu trong từng mô.