ROLA ŚRÓDBŁONKA W REGULACJI LOKALNEGO PRZEPŁYWU KRWI Liana Puchalska
FUNKCJA PARAKRYNNA ŚRÓDBŁONKA Komórki śródbłonka są stale eksponowane na napięcie ścinające. Pod wpływem napięcia ścinającego odkształcają się mechanowrażliwe kanały komórek śródbłonka i inicjowana jest kaskada zmian molekularnych, prowadząca do wydzielania szeregu związków chemicznych, wpływających na wielkość lokalnego przepływu krwi. W warunkach prawidłowych dominuje uwalnianie przez śródbłonek substancji naczyniorozszerzajacych [Ca 2+ ] Napięcie ścinające Mechanoreceptor KOMÓRKA SRÓDBŁONKA aktywacja enzymów tlenek azotu (NO) prostacyklina (PGI 2 ) tromboksan (TXA 2 ) endotelina (ET) aktywator plazminogenu (t-pa) prostaglandyny (PG)
dekarboksylaza ornityny SYNTEZA TLENEKU AZOTU NOS (1-3) ARGININA mocznik N-hydroksyarginina ornityna prolina poliaminy NO cytrulina rozrost miocytów przebudowa ściany naczyniowej sprzyjająca miażdżycy pobudzenie hamowanie
SYNTEZA TLENEKU AZOTU Izoformy syntazy tlenku azotu (NO) NOS-1 (nnos) NOS-3 (enos) NOS-2 (inos) konstytutywna, wymagająca jonów Ca 2+ indukowana, niezależna od jonów Ca 2+, ale wymagająca aktywacji immunologicznej. Występuje w komórkach immunoreaktywnych, ale też w miocytach gładkich NO jest stale syntetyzowany, wydzielany i tonicznie zmniejsza napięcie mięśni gładkich ściany naczyń Okres półtrwania NO w komórce wynosi ok. 6 sekund, ponieważ NO jest wymiatany przez tlen i związki utleniające Wymiatacze anionów nadtlenkowych (dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza, peroksydaza) oraz antyoksydanty (wit. E, C) przedłużają działanie NO
DZIAŁANIE TLENEKU AZOTU Lokalna regulacja oporu naczyniowego: - bezpośrednie działanie naczyniorozszerzające - hamowanie uwalniania endoteliny-1 (ET-1) - działanie synergistyczne z prostacykliną (PGI 2 ) Regulacja napięcia neurogennego: - działa antogonistycznie do noradrenaliny (NA) Modulacja ośrodkowej regulacji układu krążenia: - hamowanie aktywności układu współczulnego - nasilenie aktywności n.x - hamowanie pobudliwości zakończeń baroreceptorowych - hamowanie uwalniania i ośrodkowego działania wazopresyny (AVP) Działanie przeciwmiażdzycowe: - hamowanie adhezji i i agregacji płytek - hamowanie proliferacji fibroblastow i miocytow gładkich - zmniejszenie peroksydacji lipidów
MECHANIZM DZIAŁANIA TLENEK AZOTU NO HEM cyklaza guanilanowa (CG) c GMP fosforylacja lekkich łańcuchów miozyny pobieranie Ca 2+ do magazynów komórki K ATP i K Ca 2+ hiperpolaryzacja i rozkurcz mięśni gładkich
TLENEK AZOTU Głównym źródłem tlenku azotu (NO) jest śródbłonek dużych tętnic i tętniczek o średnicy > 50 μm, a zatem śródbłonek naczyń włosowatych oraz tętniczek o średnicy < 50 μm nie odgrywa istotnej roli w generacji NO Zjawisko szerzącego się rozszerzenia wstępującego tętnic doprowadzających krew do narządów można schematycznie przedstawić w następujący sposób: lokalne czynniki rozszerzające naczynia mikrokrążenia liniowej prędkości strumienia krwi w dużych tętnicach uwalnianie NO z komórek śródbłonka zwiększenie przekroju tętnicy doprowadzającej krew do narządu pracującego
TLENEK AZOTU Substancje wywierające efekt naczyniorozszerzajacy za pośrednictwem tlenku azotu (NO) działając na swoiste receptory komórek śródbłonka: Acetylocholina (ACh) przez receptory M 1 Bradykinina przez receptor B 2 ATP przez receptor P 2y VIP, histamina, prostaglandyny, substancja P, trombina, serotonina Po zniszczeniu sródbłonka substancje te zwężają naczynia działając bezpośrednio przez receptory na miocytach
PROSTAGLANDYNY (PG) FOSFOLIPIDY BŁONOWE fosfolipaza A 2 COX-1 konsytytutywna kwas arachidonowy COX-2 Interleukina (IL-1β) Czynnik nekrotyczny guzów (TNFα) PGI 2 PGE PGH PGF wywiera działanie przez camp poza krążeniem mózgowym nie wywiera tonicznego wpływu na naczyniorozszerzajacego hamuje proliferacje mięśni gładkich działanie prozapalne działanie bólowe
ENDOTELINA (ET) Endoteliny (ET-1, ET-2, ET-3, ET-β aktywny peptyd zwężający naczynia jelitowe) są to peptydy 21-aminokwasowe wywierające działanie naczyniozwężające napływ jonów Ca 2+ do komórki śródbłonka uwolnienie endoteliny (ET) miocyt ściany naczyń krwionośnych ET A ET B ET B komórka śródbłonka synteza NO i PGI 2 - rozkurcz mięśni gładkich szlak PLC skurcz mięśni gładkich szlak PLC skurcz mięśni gładkich
ENDOTELINA (ET) W naczyniach krwionośnych gęstość receptorów ET A jest znacznie większa niż receptorów ET B, więc dominuje efekt naczyniozwężajacy W mózgu jest syntetyzowana głównie ET-3. Duże stężenie endoteliny zawierają neurony jądra przykomorowego i nadwzrokowego Sugeruje się że endotelina może odgrywać rolę w pobudzeniu neuronów obszaru RVLM, aktywując układ współczulny Uwalniana w nadmiernych ilościach z niedotlenionego śródbłonka bierze udział w mechanizmie skurczu anoksycznego tętnic płucnych, wieńcowych i mózgowych, kurcząc naczynia poniżej miejsca uszkodzenia i pogłębiając niedokrwienie Do czynników zwiększających syntezę i uwalnianie ET należą: wzrost napięcia ścinającego, angiotensyna II, noradrenalina, wazopresyna, adrenalina, trombina, insulina, endotoksyna
ŚRÓDBŁONKOWY CZYNNIK HIPERPOLARYZACYJNY (EDHF) Powstaje z kwasu arachidonowego pod wpływem epoksygenazy zależnej od cytochromu P 450 Wywołana przez EDHF hiperpolaryzacja śródbłonka (przez otwarcie kanałów K + Ca 2+ ) przenosi się na miocyty gładkie przez złącza między komórkami śródbłonka a miocytami Odgrywa rolę w endogennym rozszerzaniu naczyń mikrokrążenia, wydzielany jest ze śródbłonka naczyń o średnicy <50 μm. Pośredniczy (obok NO) w naczyniorozszerzającym działaniu acetylocholiny i bradykininy Jest odporny na działanie anionów nadtlenkowych
ADENOZYNA (Ado) Adenozyna jest produktem defosforylacji ATP. Jest wydzielana do przestrzeni pozakomorkowej przez niedotlenione miocyty Aktywuje ATP - zależne kanały K + miocytów, prowadząc do hiperpolaryzacji komórki mięśniowej, skutkiem czego jest rozkurcz mięśni gładkich ściany naczyniowej Obok tlenku azotu (NO) adenozyna (Ado) jest elementem mechanizmu przekrwienia reaktywnego Czynniki metaboliczne działają synergicznie w stosunku do NO i Ado. Spadek ph nasila działanie Ado, wzrost stężenia CO 2 natomiast prowadzi do wzrostu stężenia Ca 2+ w cytolazmie komórek śródbłonka, a za tym prowadzi do aktywacji syntazy NO
CZYNNIKI WARUNKUJĄCE WIELKOŚĆ LOKALNEGO PRZEPŁYWU KRWI
DYSTRYBUCJA KRWI W POSZCZEGÓLNYCH OBSZARACH KRĄŻENIOWYCH Płuca 100 % Prawa połowa serca Lewa połowa serca 100 % Naczynia wieńcowe Mózg Mięśnie Trzewia Nerki 5 % 15 % 15 % 35 % 20 % Skóra, kości i inne tkanki 10 %
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA OPÓR PRZEPŁYWU KRWI W NACZYNIACH Zgodnie z prawem Poiseuilla: Q = ΔP r4 π 8Lη ΔP Q = R R = 8Lη r 4 π ΔP różnica ciśnień podtrzymująca ruch cieczy, r promień rurki, L długość rurki, η lepkość cieczy Długość naczyń w układzie sercowo-naczyniowym oraz lepkość krwi są to wartości w miarę stałe, nie ulegające istotnym zmianą w krótkim czasie. W związku z tym wielkość przepływu krwi przez narząd jest regulowana przez wielkość promienia naczyń w tym narządzie
CZYNNIKI WARUNKUJĄCE NAPIĘCIE ŚCIANY NACZYNIOWEJ WPŁYW ODRUCHOWY WPŁYW LOKALNY Włókna współczulne NA α 1 P Napięcie okrężne (składowa bierna) Napięcie podstawowe miogenne (składowa czynna) TĘTNICE Rozkurczowe działanie metabolitów na mięśnie gładki Włókna współczulne NA α 1 P Napięcie okrężne (składowa bierna) Ucisk zewnętrzny ŻYŁY
REGULACJA NAPIĘCIA ŚCIANY NACZYNIOWEJ W POSZCZEGÓLNYCH NARZĄDACH Tętnice mózgowe, wieńcowe i mięśni szkieletowych cechuje duże napięcie podstawowe pochodzenia miogennego. Wielkość przepływu krwi przez te narządy jest niewiele większa od ich zapotrzebowania metabolicznego. Wzrost aktywności współczulnej nie prowadzi do znacznego zwężenia światła tętnic z powodu gromadzenia znacznej ilości metabolitów, wywierających przeciwstawny wpływ na mięśnie gładkie. Z powodu dużego napięcia podstawowego w tych tętnicach spadek aktywności współczulnej nie prowadzi do znacznego wzrostu przepływu krwi
REGULACJA NAPIĘCIA ŚCIANY NACZYNIOWEJ W POSZCZEGÓLNYCH NARZĄDACH Tętnice skórne, nerkowe i narządów jamy brzusznej cechuje niewielkie napięcie podstawowe, pochodzenia miogennego. Wielkość przepływu krwi przez te narządy jest znacznie większa, niż ich zapotrzebowanie metaboliczne. Wzrost aktywności współczulnej prowadzi do znacznego zwężenia światła tętnic i zmniejszenia przepływu krwi przez narząd. Mimo zmniejszenia przepływu jest on i tak wystarczający, by pokryć zapotrzebowanie metaboliczne tych narządów. Wzrost zapotrzebowania metabolicznego też nie prowadzi do znacznych zmian przepływu
METABOLIZM MIĘŚNIA SERCOWEGO. REGULACJA PRZEPŁYWU WIEŃCOWEGO
ENERGETYKA SKURCZU MIĘŚNIA SERCOWEGO produkcja i zużycie dobowe ok. 5 kg Czynność elektryczna serca (czynność Na + /K + ATPazy) SKURCZ (interakcja aktyny i miozyny) ROZKURCZ (aktywność Ca 2+ ATPazy)
Teoretyczne wielkości produkcji ATP oraz konsumpcji tlenu potrzebnej do spalenia poszczególnych substratów energetycznych (wg. A. Berencewicz. Leczenie metaboliczne choroby niedokrwiennej serca i niewydolności serca) Substrat Produkcja ATP (mole ATP/mole substratu) Produkcja ATP (mole ATP/g substratu) Konsumpcja O 2 (mole O 2 /mole substratu) ATP/O 2 (mole ATP/mole atom. O) Glukoza 38 0,2 6 3,17 K. mlekowy 18 0,2 3 3 K. palmitynowy 129 0,5 23 2,8 K. oleinowy 146 0,52 25,5 2,86
wg. A. Berencewicz. Leczenie metaboliczne choroby niedokrwiennej serca i niewydolności serca Glukoza Kwasy tłuszczowe (FFA) GLUKOZO-6-P FFA-CoA Kwas mlekowy KWAS PIROGRONOWY Acetyl-CoA CPT-I Cytoplazma Cykl Krebsa NADH, FADH 2 Fosforylacja oksydacyjna Mitochondrium NAD + FAD + H 2 O Skurcz. Przemiany podstawowe
WYCHWYTYWANIE ZEWNĄTRZKOMÓRKOWEJ GLUKOZY ZALEŻY OD: - przezbłonowego gradientu stężeń glukozy - aktywności błonowych transporterów glukozy. W sercu zidentyfikowano 2 izoformy transporterów GLUT 1 i GLUT 4. Insulina i niedokrwienie zwiększają ilość transporterów na błonie komórkowej, zwiększając transport glukozy SZYBKOŚĆ WYCHWYTYWANIA FFA ZALEŻY OD: - stężenia FFA we krwi - od zawartości na błonie komórkowej specyficznych białek transportujących FFA oraz zawartości w cytoplazmie komórki enzymu CPT-I, regulującego transport FFA do mitochondriów Ok. 80% wychwytywanych FFA ulega spalaniu, pozostałe są magazynowane w trójglicerydach
β-oksydacja FFA dostarcza 60-90% ATP 10-40% ATP pochodzi ze spalania pirogornianu ok. 50% pirogronianu pochodzi z przemian kwasu mlekowego, pozostałe 50% powstaje z glukozy
SUBSTRATY ENERGETYCZNE MIĘŚNIA SERCOWEGO Wolne kwasy tłuszczowe Glukoza Wolne kwasy tłuszczowe Aminokwasy, ciała ketonowe 2% 20% 21% 57% 20% 16% 61% Glukoza Aminokwasy, ciała ketonowe Mleczan 3% Mleczan STAN SPOCZYNKOWY WYSIŁEK FIZYCZNY
Usuwanie jonów Ca 2+ i jonów H - z komórki mięśniowej podczas rozkurczu w zdrowym sercu H - Ca 2+ Na + Na + /H - Na + /Ca 2+ Na + Ca 2+ ATPaza 3Na + Na + /K + ATPaza 2K + K +
Niedokrwione lub reperfundowane komórki mięśnia sercowego Spadek aktywności wymiennika H - Odwrócenie kierunku wymiennika Na + Na + Na + /H - Na + /Ca 2+ Ca 2+ ph kumulacja kwasu mlekowego [Na + ] i [Ca 2+ ] Ca 2+ ATPaza Spadek aktywności Na+/K+ATPazy 3Na + Na + /K + ATPaza 2K + K +
Skutki nadmiernego nagromadzenia Ca 2+ w komórkach mięśnia sercowego efekt trwonienia APT pobudzenie ATP-az wapniowych, czemu towarzyszy zwiększony rozkład ATP spadek stosunku synteza ATP/konsumpcja O 2 rozprzęganie procesów fosforylacji oksydacyjnej w mitochondriach, wzrost mitochondrialnej produkcji toksycznych wolnych rodników tlenowych uszkodzenie białek (m.i. białek kurczliwych oraz białek błony komórkowej) aktywacja komórkowych wapniozależnych proteaz spowolnienie rozkurczu i rozkurczowa niewydolność mięśnia sercowego reperfuzyjne zaburzenie rytmu uszkodzenie szkieletu komórkowego zaburzenia w kodzie genetycznym komórki
wydatek energetyczny serca zależy prawie wyłącznie od jego obciążenia hemodynamicznego Cztery główne czynniki warunkujące wydatek energetyczny serca: - Częstość skurczów serca - Obciążenie następcze - Obciążenie wstępne - Stan kurczliwości mięśnia sercowego
konsumpcja tlenu odzwierciedla wydatek energetyczny serca MVO 2 = CBF X AVO 2 Gdzie MVO 2 zużycie tlenu przez mięsień sercowy CBF przepływ wieńcowy AVO 2 różnica tętniczo-żylna zawartości tlenu warunkiem prawidłowej pracy hemodynamicznej serca jest precyzyjne dostosowanie perfuzji wieńcowej do aktualnej wielkości obciążenia serca
85% krwi przepływa przez lewą tętnicę wieńcową zaopatrując krwią lewy przedsionek, przednią i większą część tylnej ściany komory lewej, część przedniej ściany komory prawej, przednie 2/3 przegrody. Prawa tętnica wieńcowa zaopatruje pozostałe części mięśnia sercowego Tętnice wieńcowe tworzą gęste rozgałęzienia. Drobne tętniczki są zespolone ze sobą we wszystkich warstwach mięśnia sercowego. Liczba tętniczek oraz zespoleń rośnie przy systematycznych wysiłkach fizycznych
Tętnice wieńcowe są bardziej podatne do rozciągania, niż tętnice mięśni szkieletowych. Wzrost ciśnienia tętniczego wywołuje bierne rozciąganie ścian tętnic wieńcowych i zmniejszenie oporu przepływu krwi. W tych warunkach przepływ przez tętnice wieńcowe może wzrosnąć w stopniu 4 do 5 razy większym niż w tętnicach zaopatrujących mięśnie szkieletowe Liczba naczyń włosowatych w mięśniu sercowym jest 3 do 4 razy większa, niż w mięśniu szkieletowym. Na każde włókno mięśniowe przypada jedno naczynie włosowate
SPOCZYNKOWY METABOLIZM MIĘŚNIA SERCOWEGO i NIEKTÓRYCH NARZĄDÓW Mięsień sercowy Mózgowie Skóra Nerki Przepływ krwi ml/min (% CO) 250 (4.7%) 750 (13.9%) 462 (8.6%) 1260 (23.3%) ml/ 100g na min Różnica tętniczo-żylna zawartości tlenu ml/l 84.0 114 54.0 62 12.8 25 420.0 14 Pochłanianie tlenu ml/min (%Vo 2 ) 29 (11.9%) 46 (18.4%) 12 (4.8%) 18 (7.2%) ml/100g/ min 9.7 3.3 0.3 6.0
OPÓR NACZYNIOWY W KRĄŻENIU WIEŃCOWYM Q = ΔP R mikrokrążenie W krążeniu wieńcowym około 80% całkowitego oporu wieńcowego generują drobne tętniczki wieńcowe, a jedynie 20% tętnice duże epikardialne i przeszywające. Drobne tętniczki wieńcowe posiadają duże napięcie podstawowe W zdrowym sercu zmiana wielkości średnicy drobnych tętniczek decyduje zmianie całkowitego oporu wieńcowego. Blaszka miażdżycowa ograniczająca średnicę tętnicy epikardialnej o 50% i zwiększająca kilkunastokrotnie opór w miejscu zwężenia, praktycznie nie wpływa na całkowity opór wieńcowy i spoczynkowy przepływ wieńcowy w sercu
REGULACJA OPORU WIEŃCOWEGO CZYNNIKI OKREŚLAJĄCE OPÓR NACZYŃ WIEŃCOWYCH anatomicznie uwarunkowana średnica naczynia podatność ściany naczyniowej stan czynnego napięcia mięśni gładkich naczynia (składowa czynnościowa oporu) ucisk wywierany na naczynie przez kurczący się mięsień (składowa kompresyjna oporu)
CZYNNE NAPIĘCIE MIĘŚNI GŁADKICH NACZYNIA
natężenie przepływu (ml/s) AUTOREGULACJA PRZEPŁYWU KRWI Jest to zachowanie stałości przepływu w warunkach znacznych wahań ciśnienia tętniczego. Szczególnie wyraźne mechanizmy autoregulacji posiadają tętnice nerkowe, mózgowe i wieńcowe 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 ciśnienie tętnicze (mmhg)
AUTOREGULACJA PRZEPŁYWU KRWI W NACZYNIACH WIEŃCOWYCH Poziom na którym utrzymywany jest stały przepływ wieńcowy w mechanizmie autoregulacji jest wypadkową regulacji miogennej i metabolicznej przepływu wieńcowego spadek ciśnienia tętniczego prowadzi do krótkotrwałego spadku przepływu wieńcowego. Uruchomione zostają dwa przeciwdziałające temu mechanizmy: - spadek napięcia miogennego mięśniówki gładkiej naczyń oraz spadek oporu - rozkurcz tętniczek wrażliwych metaboliczne na skutek wywołanego przez spadek perfuzji niedokrwienia mięśnia sercowego
OPÓR KOMPRESYJNY Ciśnienie w aorcie Ciśnienie w lewej komorze Przepływ krwi w lewej tętnice wieńcowej Przepływ krwi w prawej tętnice wieńcowej Podczas skurczu w skutek mocnego ucisku zewnętrznego na naczynia wieńcowe gwałtownie wzrasta w nich opór przepływu krwi. Mimo wyższego ciśnienia krwi w tętnicach wieńcowych przepływ przez naczynia wieńcowe jest znacznie mniejszy podczas skurczu niż podczas rozkurczu Różnice przepływu krwi przez lewą a prawą tętnicę wieńcową uwarunkowane różną grubością mięśnia lewej i prawej komory, różnym ciśnieniem generowanym w komorach serca podczas skurczu a za tym różnym stopniem ucisku na naczynia wieńcowe Podczas rozkurczu wielkość przepływu krwi przez naczynia wieńcowe wzrasta ponad zapotrzebowanie metaboliczne (przekrwienie czynnościowe)
CYKL PRACY SERCA Czas trwania skurczu i rozkurczu mięśnia sercowego w zależności od częstości skurczów serca (HR) HR = 75 sk/min HR = 200 sk/min Czas trwania każdego cyklu pracy serca 0.80 0.30 Czas trwania skurczu 0.27 0.16 Czas trwania rozkurczu 0.53 0.14
Przepływ krwi oraz różnica tętniczo-żylna zawartości tlenu we krwi w spoczynku i podczas wysiłku fizycznego SPOCZYNEK WYSIŁEK FIZYCZNY Przepływ wieńcowy (ml/g/min) 0.8 3.2 A-VO 2, (ml/dl) krwi 14 16 Zawartość O 2 w żyłach wieńcowych (ml/dl) 6 4
W normalnym krążeniu wieńcowym zmiany średnicy, spowodowane zmianami czynnego napięcia mięśni gładkich budujących ściany naczyniowe, są ostatecznym regulatorem przepływu wieńcowego.
Współdziałanie między regulacją miogenną, metaboliczną i śródbłonkową jest czynnikiem umożliwiającym precyzyjne dostosowanie przepływu wieńcowego do zapotrzebowania energetycznego mięśnia sercowego Regulacja metaboliczna tętniczki o średnicy <100 μm; regulacja miogenna tętniczki o średnicy 80-150 μm; regulacja śródbłonkowa tętniczki o średnicy 120-200 μm
LOKALNE CZYNNIKI ZWIĘKSZAJĄCE PRZEPŁYW WIEŃCOWY Spadek PO 2 w przestrzeni międzykomórkowej Spadek stężenia ATP aktywacja ATP - zależnych kanałów K + hyperpolaryzacja komórki mięśniowej Spadek ph zmniejszenie wrażliwości układów kurczliwych na jony Ca 2+ rozkurcz mięśni gładkich naczyń Wzrost PCO 2 w przestrzenie międzykomórkowej Wzrost stężenia jonów K + w przestrzeni zewnątrzkomórkowej Wzrost intensywności syntezy z wydzielania tlenku azotu (NO) Wzrost stężenia adenozyny (Ado) zależnych kanałów K + (receptor A 1 ) komórki mięśniowej aktywacja ATP- hyperpolaryzacja
TLENEK AZOTU Zjawisko szerzącego się rozszerzenia wstępującego tętnic doprowadzających krew do narządów można schematycznie przedstawić w następujący sposób: lokalne czynniki rozszerzające naczynia mikrokrążenia liniowej prędkości strumienia krwi w dużych tętnicach uwalnianie NO z komórek śródbłonka zwiększenie przekroju tętnicy doprowadzającej krew do narządu pracującego
NERWOWA REGULACJA PRZEPŁYWU WIEŃCOWY Naczynia wieńcowe unerwiane są przez adrenergiczne (receptory α 1 i β 2 ) i cholinergiczne (receptory M 1 ) włókna autonomicznego układu nerwowego (AUN) Komórki mięśni gładkich naczyń wieńcowych posiadają receptory α 1 których pobudzenie powoduje zwężenie naczyń (wzrost stężenia DAG i IP 3 w miocycie). Komórki śródbłonka zawierają receptory α 2 (?). Wzrost aktywności części współczulnej AUN powoduje wzrost szybkości syntezy i wydalania NO. Mechanizmy te mają małe znaczenie fizjologiczne w regulacji średnicy naczyń wieńcowych Efektem pobudzenia części współczulnej AUN jest wtórne rozszerzenie naczyń wieńcowych związane ze wzrostem stężenia metabolitów w przestrzeni zewnątrzkomórkowej na skutek zwiększonej pracy serca
Komórki mięśni gładkich naczyń wieńcowych i komórki śródbłonka posiadają receptory M 1 (wzrost stężenia DAG i IP 3 oraz cgmp) Pobudzenie receptora M 1 mięśni gładkich naczyń powoduje skurcz mięśni gładkich naczyń (wzrost stężenia DAG i IP 3 ). Pobudzenie M 1 receptorów śródbłonka powoduje wzrost szybkości syntezy i wydalania NO (wzrost cgmp) Efektem pobudzenia części przywspółczulnej AUN jest wtórne zwężenie naczyń wieńcowych związane ze zmniejszeniem stężenia metabolitów w przestrzeni zewnątrzkomórkowej na skutek zmniejszenia pracy serca
REZERWA WIEŃCOWA Różnica między przepływem spoczynkowym a maksymalnym możliwym nazywana jest rezerwą wieńcową i wyrażana w procentach przepływu wieńcowego U zdrowych osobników wynosi 200-300% i nigdy nie stanowi czynnika ograniczającego wysiłek fizyczny. Przy maksymalnych wysiłkach możliwy jest dalszy, choć już nie wielki rozkurcz mięśni gładkich naczyń wieńcowych
REZERWA WIEŃCOWA Czynniki decydujące o wielkości rezerwy wieńcowej w sercu: ciśnienie perfuzyjne wzrost ciśnienia zwiększa wielkość rezerwy wieńcowej w zakresie autoregulacji średnica i podatność oporowych naczyń rytm serca zmniejszenie rezerwy wieńcowej na skutek wzrostu oporu kompensacyjnego przepływ spoczynkowy im większy jest przepływ spoczynkowy tym mniejsza jest rezerwa wieńcowa (np. w przebiegu przerostu mięśnia sercowego)
LOKALNE CZYNNIKI ZWIĘKSZAJĄCE PRZEPŁYW MÓZGOWY Wzrost PCO 2 w przestrzenie międzykomórkowej aktywacja ATP- zależnych kanałów K + hyperpolaryzacja komórki mięśniowej aktywacja (w zakresie 20-60 mmhg na 1 mmhg zmiany prężności CO 2 przepływ spoczynkowy zmienia się o 4%) Spadek PO 2 w przestrzeni międzykomórkowej gromadzenie adenozyny i jonów K + (w zakresie 50-90 mmhg na 1 mmhg spadku prężności O 2 przepływ mózgowy wzrasta o 3-6%) Wzrost stężenia adenozyny (Ado) aktywacja ATP- zależnych kanałów K + (receptor A 1 ) hyperpolaryzacja komórki mięśniowej Wzrost intensywności syntezy z wydzielania tlenku azotu (NO) i prostacykliny (PGI 2 )