Sinh lý học mạch máu
Sinh lý học mạch máu nghiên cứu cách các mạch máu và mạch bạch huyết hoạt động như một hệ thống chức năng: cách các động mạch đệm và dẫn dòng chảy có xung, cách các mạch kháng lực thiết lập sự phân bố máu, cách các tĩnh mạch lưu trữ thể tích và đưa máu trở lại tim, và cách nội mô và cơ trơn mạch máu liên tục điều chỉnh đường kính mạch. Đây là một phần của sinh lý học tim mạch giải thích mạng lưới dẫn và trao đổi mà qua đó lưu lượng tim đến và thoát khỏi các mô.
Definition
Sinh lý học mạch máu là nghiên cứu về các đặc tính cấu trúc và chức năng của mạch máu và mạch bạch huyết — độ đàn hồi, sức cản, trương lực, tín hiệu nội mô và chức năng vận chuyển của chúng — cùng nhau điều chỉnh sự phân bố máu, tưới máu mô, trao đổi mao mạch và cân bằng dịch.
Scope
Lĩnh vực này định hướng người đọc đến thành mạch và sinh lý học của nó hơn là bơm tim. Nó đề cập đến các đặc tính đàn hồi và cơ của động mạch, khả năng chứa và chức năng đưa máu trở lại của tĩnh mạch, hành vi co bóp của cơ trơn mạch máu, vai trò tín hiệu của nội mô, và vai trò dẫn lưu và vận chuyển miễn dịch của hệ bạch huyết. Cơ học tim, điện sinh lý học và quản lý bệnh mạch máu lâm sàng được đề cập ở nơi khác.
Sub-topics
Core questions
- Làm thế nào các động mạch lớn chuyển đổi sự tống máu thất gián đoạn thành dòng chảy mô gần như liên tục?
- Điều gì quyết định sức cản mạch máu và sự phân bố máu giữa các cơ quan?
- Làm thế nào các tĩnh mạch lưu trữ và đưa phần lớn thể tích máu lưu thông trở lại?
- Làm thế nào nội mô và cơ trơn mạch máu cảm nhận và phản ứng với dòng chảy, áp lực và tín hiệu hóa học?
- Làm thế nào hệ bạch huyết phục hồi dịch kẽ và duy trì cân bằng dịch mô?
Key concepts
- Độ đàn hồi động mạch và hành vi sóng mạch
- Sức cản mạch máu và sự phân bố dòng chảy
- Dung tích tĩnh mạch và sự trở về tĩnh mạch
- Trương lực cơ trơn mạch máu
- Tín hiệu nội mô và cơ học truyền tín hiệu
- Trao đổi mao mạch và cân bằng dịch kẽ
- Dẫn lưu bạch huyết
Key theories
- Mô hình Windkessel của hệ động mạch
- Các động mạch lớn đàn hồi hoạt động như một hồ chứa áp suất lưu trữ máu trong thời kỳ tâm thu và giải phóng nó trong thời kỳ tâm trương, làm mịn sự tống máu có xung thành dòng chảy ngoại vi liên tục hơn; mô hình này hình thức hóa độ đàn hồi động mạch và sức cản ngoại vi như các yếu tố quyết định dạng sóng áp suất.
- Giãn mạch do nội mô
- Nội mô không phải là một lớp lót thụ động mà là một bề mặt tín hiệu giải phóng các yếu tố giãn mạch khuếch tán (sau này được xác định là oxit nitric) để đáp ứng với các chất chủ vận và dòng chảy, do đó trương lực mạch được thiết lập chung bởi nội mô và cơ trơn bên dưới.
Mechanisms
Cây mạch máu được phân đoạn chức năng. Các động mạch dẫn đàn hồi lưu trữ năng lượng trong thành mạch trong thời kỳ tâm thu và co lại trong thời kỳ tâm trương, làm giảm xung động; độ đàn hồi của chúng giảm theo tuổi tác và bệnh tật, làm tăng áp lực mạch (Westerhof et al., 2008; Laurent et al., 2006). Các động mạch cơ và tiểu động mạch là các mạch kháng lực chính, nơi trương lực cơ trơn thiết lập gradient áp suất và phân chia lưu lượng giữa các cơ quan. Mao mạch là bề mặt trao đổi, và tiểu tĩnh mạch và tĩnh mạch hoạt động như một hồ chứa có dung tích cao, chứa hầu hết thể tích máu và điều chỉnh sự trở về tim. Trên tất cả các phân đoạn, nội mô cảm nhận ứng suất cắt và các chất chủ vận lưu thông và giải phóng các chất trung gian vận mạch — đáng chú ý nhất là oxit nitric, có tác dụng giãn mạch phụ thuộc nội mô lần đầu tiên được Furchgott và Zawadzki (1980) chứng minh — điều chỉnh trương lực cơ trơn. Các mạch bạch huyết chạy song song, đưa dịch kẽ và protein đã lọc trở lại tuần hoàn tĩnh mạch.
Clinical relevance
Các đặc tính được mô tả ở đây là cơ sở của các kiểu hình và phép đo mạch máu được sử dụng rộng rãi: độ cứng động mạch và vận tốc sóng mạch như các dấu hiệu của lão hóa mạch máu, rối loạn chức năng nội mô như một mối tương quan sớm của bệnh mạch máu, và suy giảm bạch huyết trong phù nề. Mục này mô tả cách hệ thống mạch máu hoạt động như một tài liệu tham khảo để hiểu các phép đo đó; nó không phải là hướng dẫn lâm sàng và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.
Evidence & guidelines
Phần lớn sinh lý học mạch máu dựa trên các công trình thực nghiệm kinh điển (ví dụ như các thí nghiệm giãn mạch phụ thuộc nội mô) và trên các mô hình định lượng như Windkessel. Sự đồng thuận của các chuyên gia đã chuẩn hóa phép đo độ cứng động mạch cho nghiên cứu và sử dụng lâm sàng (Laurent et al., 2006), minh họa cách một đặc tính sinh lý trở thành một kiểu hình có thể đo lường được.
History
Sự hiểu biết về hệ thống mạch máu đã phát triển từ một bức tranh hoàn toàn cơ học, ống dẫn và bơm, sang một cơ quan hoạt động, được điều hòa. Khái niệm Windkessel, có thể bắt nguồn từ sinh lý học thế kỷ XIX và sau đó được hình thức hóa bằng toán học, đã nắm bắt vai trò đệm đàn hồi của các động mạch lớn (Westerhof et al., 2008). Cuộc trình diễn năm 1980 rằng các tế bào nội mô là cần thiết cho sự giãn động mạch do acetylcholine gây ra (Furchgott & Zawadzki, 1980) đã định hình lại thành mạch như một cơ quan tín hiệu và mở ra nghiên cứu hiện đại về chức năng nội mô.
Key figures
- Robert F. Furchgott
- Nico Westerhof
- Stephane Laurent
Related topics
Seminal works
- furchgott-zawadzki-1980
- westerhof-2008
- laurent-2006
Frequently asked questions
- Sinh lý học mạch máu khác với sinh lý học tim như thế nào?
- Sinh lý học tim liên quan đến tim như một máy bơm; sinh lý học mạch máu liên quan đến các mạch máu phân phối, trao đổi và đưa máu trở lại, bao gồm cách thành mạch của chúng chủ động điều hòa dòng chảy và áp lực.
- Tại sao các động mạch đàn hồi lại quan trọng nếu chúng không thay đổi nhiều dòng chảy?
- Sự co hồi đàn hồi của chúng lưu trữ năng lượng trong nhịp tim và giải phóng nó giữa các nhịp, chuyển đổi sự tống máu gián đoạn thành dòng chảy ngoại vi liên tục hơn và hạn chế mức độ tăng của áp lực mạch.