Tuần hoàn đặc biệt và tưới máu cơ quan
Các tuần hoàn đặc biệt là các giường mạch máu khu vực cung cấp cho từng cơ quan, mỗi cơ quan thích nghi các nguyên tắc chung của huyết động học với nhu cầu trao đổi chất và chức năng của mô mà nó phục vụ. Trong khi tim, huyết áp và tuần hoàn hệ thống thiết lập các điều kiện vận hành toàn cầu, lưu lượng máu đến cơ tim, não, phổi và ruột được điều chỉnh bởi các cơ chế kiểm soát cục bộ có thể khác biệt rõ rệt giữa các giường mạch máu.
Definition
Tuần hoàn đặc biệt là các giường mạch máu khu vực đặc hiệu cho từng cơ quan, trong đó lưu lượng máu được điều hòa, chủ yếu bằng các cơ chế cục bộ, để phù hợp với nhu cầu trao đổi chất và chức năng của mỗi cơ quan trong giới hạn của huyết động học hệ thống.
Scope
Lĩnh vực này định hướng cho người đọc về cách tưới máu cơ quan theo vùng được điều chỉnh phù hợp với nhu cầu cục bộ. Nó nhóm các tuần hoàn vành, não, phổi và tạng thành các chủ đề, mỗi chủ đề được xử lý trong một mục riêng; tổng quan này so sánh logic chung của chúng (áp lực tưới máu, sức cản mạch máu, tự điều hòa, kiểm soát chuyển hóa và thần kinh) và các đặc điểm riêng biệt của chúng. Đây là một tài liệu tham khảo về sinh lý học vùng bình thường, không phải hướng dẫn quản lý lâm sàng.
Sub-topics
Core questions
- Làm thế nào để lưu lượng máu đến một cơ quan nhất định phù hợp với nhu cầu trao đổi chất tức thời của nó?
- Sự cân bằng nào giữa kiểm soát cơ học, chuyển hóa, nội mô và thần kinh hoạt động trong mỗi giường mạch máu?
- Tại sao một số giường mạch máu (não, tim) tự điều hòa chặt chẽ trong khi những giường khác (ruột, da) lại phản ứng nhiều hơn với nhu cầu hệ thống?
- Tuần hoàn phổi khác với các giường mạch máu hệ thống như thế nào trong phản ứng với thiếu oxy?
Key concepts
- Áp lực tưới máu và sức cản mạch máu
- Tự điều hòa
- Tăng lưu lượng máu do chuyển hóa (chức năng)
- Phản ứng cơ học
- Điều hòa nội mô (oxit nitric)
- Co mạch phổi do thiếu oxy
- Dung tích và chức năng dự trữ máu
Key theories
- Điều hòa chuyển hóa lưu lượng máu
- Chuyển hóa mô cục bộ tạo ra các tín hiệu hoạt mạch (như adenosine và thay đổi nồng độ oxy, carbon dioxide và kali) điều chỉnh trương lực tiểu động mạch để lưu lượng tăng lên theo nhu cầu chuyển hóa; cơ chế này nổi bật ở các giường mạch vành và não.
- Tự điều hòa lưu lượng máu cơ quan
- Nhiều giường mạch máu duy trì lưu lượng tương đối ổn định trong một phạm vi áp lực tưới máu thông qua các phản ứng cơ học và chuyển hóa của các mạch máu kháng lực; đây là một đặc điểm xác định của tuần hoàn não và vành và là một chủ đề lặp lại của kiểm soát vùng nội tại.
Mechanisms
Trong các tuần hoàn đặc biệt, lưu lượng máu đến cơ quan là tỷ lệ giữa áp lực tưới máu qua giường mạch máu và sức cản mạch máu của nó, và kiểm soát vùng hoạt động chủ yếu bằng cách thay đổi sức cản ở cấp độ tiểu động mạch. Các giường mạch máu chia sẻ một bộ công cụ cơ chế — phản ứng cơ học đối với sự căng giãn, tín hiệu chuyển hóa liên kết lưu lượng với nhu cầu, các chất trung gian có nguồn gốc từ nội mô như oxit nitric, và đầu vào thần kinh tự chủ — nhưng chúng được ưu tiên khác nhau. Các giường mạch vành và não ưu tiên tự điều hòa chặt chẽ và liên kết chuyển hóa mạnh mẽ để lưu lượng theo dõi hoạt động của tim và thần kinh. Giường mạch tạng phục vụ cả vai trò chuyển hóa và vai trò dự trữ, có khả năng thay đổi lớn về thể tích. Tuần hoàn phổi đặc biệt ở chỗ thiếu oxy gây co mạch chứ không phải giãn mạch, chuyển hướng máu từ các vùng thông khí kém sang phổi thông khí tốt hơn. Mỗi mục chủ đề sẽ phát triển chi tiết các cơ chế này.
Clinical relevance
Hiểu biết về tưới máu vùng là cơ sở để các bác sĩ lâm sàng và nhà sinh lý học diễn giải các sự kiện như thiếu máu cục bộ cơ tim, đột quỵ, tăng huyết áp phổi và thiếu máu cục bộ mạc treo, bởi vì mỗi sự kiện phản ánh sự không phù hợp giữa nguồn cung cấp máu và nhu cầu của một cơ quan. Lĩnh vực này mô tả sinh lý điều hòa bình thường làm nền tảng cho lý luận đó; nó không phải là nguồn cung cấp các khuyến nghị chẩn đoán hoặc điều trị.
Evidence & guidelines
Sinh lý điều hòa được tóm tắt ở đây dựa trên các đánh giá tổng hợp cổ điển và đương đại về từng giường mạch máu hơn là dựa trên các nghiên cứu dịch tễ học hoặc hướng dẫn thực hành lâm sàng. Kiểm soát mạch vành được tổng hợp trong các đánh giá sinh lý học toàn diện, điều hòa lưu lượng não trong các nghiên cứu tổng hợp ở người, kiểm soát mạch tạng trong tài liệu về điều hòa nội tại, và phản ứng của phổi với thiếu oxy trong các đánh giá chuyên biệt về co mạch phổi do thiếu oxy.
History
Nghiên cứu về tuần hoàn vùng phát triển từ công trình thế kỷ XIX và XX về cách các cơ quan điều chỉnh nguồn cung cấp máu phù hợp với chức năng, từ các phép đo ban đầu về lưu lượng não và vành đến phân tích hệ thống về kiểm soát mạch máu nội tại trong ruột và nhận ra rằng các mạch máu của phổi co lại, chứ không giãn ra, để phản ứng với thiếu oxy. Sinh lý học tích hợp hiện đại đã thống nhất các quan sát này xung quanh các cơ chế chung của kiểm soát cơ học, chuyển hóa, nội mô và thần kinh trong khi vẫn giữ được bản sắc riêng biệt của từng giường mạch máu.
Key figures
- D. Neil Granger
- Johnathan D. Tune
- Philip N. Ainslie
Related topics
Seminal works
- granger-1981
- willie-2014
- goodwill-2017
Frequently asked questions
- Điều gì làm cho một tuần hoàn trở nên 'đặc biệt'?
- Mỗi giường mạch máu khu vực thích nghi các quy tắc chung của huyết động học với nhu cầu cụ thể của cơ quan mà nó cung cấp, sử dụng sự cân bằng riêng của kiểm soát cơ học, chuyển hóa, nội mô và thần kinh. Các giường mạch vành, não, phổi và tạng là những ví dụ điển hình.
- Tuần hoàn phổi khác với các tuần hoàn khác như thế nào?
- Ở hầu hết các giường mạch máu, thiếu oxy gây giãn mạch để đưa thêm máu vào, nhưng ở phổi, thiếu oxy phế nang gây co mạch, làm chuyển máu ra khỏi các vùng thông khí kém sang phổi thông khí tốt hơn và cải thiện sự phù hợp trao đổi khí.