Az erek simaizomzatának jellemzői, helyi áramlásszabályozás. Az erek működésének idegi és humorális szabályozása
2010. november 2.
Az ér simaizomzatának jellemzői
Több egységes simaizom
Egy egységes simaizom
Az artériás középnyomást meghatározó prekapilláris rezisztenciaerek egy egységes simaizomzattal rendelkeznek.
Az ér simaizomzatának jellemzői Az ér simaizomzatának sejtjei spontán tónussal rendelkeznek. Nincsenek teljesen relaxált állapotban Független az idegi és hormonális szabályozástól
Ezt a spontán kontrakciót basalis tónusnak nevezzük. Egyes, tökéletes relaxációt kiváltó szerek (pl. papaverin) képesek ezt a tónust megszüntetni. Ezt a spontán kontrakciót intinscic aktivitásnak is nevezzük. Az ér belsejében uralkodó nyomás következménye.
Az ér simaizomzatának jellemzői A prekapilláris rezisztenciaerekben a perfúziós nyomás emelkedése simaizom-összehúzódással jár, így növekszik az ér ellenállása. A nyomás csökkenése relaxációt eredményez. Ezt a jelenséget áramlási autoregulációnak nevezzük. Egyes szervek áramlása közel független a Partériás – Pvénás perfúziós nyomástól A vese Q áramlása közel állandó tág határok között ~90 – 180 Hgmm tartományban állandó Az áramlási autoreguláció biztosítja a kapilláris filtráció függetlenségét az artériás nyomásviszonyoktól.
Az ér simaizomzatának jellemzői Az áramlási autoreguláció (keringési önszabályozás): Az erek belső (intrinsic) tulajdonsága Szerepet játszik benne Bayliss-effektus A Bayliss-effektus: az erek simaizomzata a nyomás emelkedésének feszítő hatására kontrakcióval válaszol. Partériás – Pvénás megnövekedik
A simaizomsejtek megfeszülnek
egyes nonszelektív kationcsatornák megnyílnak
membrándepolarizáció
Ca2+ beáramlás (VGCC)
simaizomsejtkontrakció
Az ér simaizomzatának jellemzői A Bayliss-effektus kialakulásában egyes membránfeszülésaktivált receptorok (így angiotenzin-receptorok, AT2-R) és G-protein kapcsolt jelátviteli útvonalak vesznek részt.
AT2-R Thomas Voets and Bernd Nilius, EMBO J 2009
A lokális áramlásszabályozás metabolikus tényezői Az egyes szervek, szövetek megnövekedett aktivitása pl. fokozott izommunka az adott szövetben olyan anyagcseretermékek felszabadulásához vezet, melyek az erekben az áramlást szabályozni képesek. Ezt a jelenséget metabolikus tényezők általi lokális áramlásszabályozásnak nevezzük.
O2 kínálat
összehangolás metabolikus autoreguláció
O2 szükséglet
A lokális áramlásszabályozás metabolikus tényezői Az aktivitás növekedése nyomán felszabaduló kémiai anyagok (metabolitok) a következők: CO2 K+ ionok adenozin NO (nitrogén-monoxid) Emellett a helyi O2 szint csökkenése is hozzájárul a metabolikus folyamatokhoz. Reaktív hyperaemia: egy érterület vérellátásának megszűnését követően egy időre jelentősen megnő.
A lokális áramlásszabályozás metabolikus tényezői Az endothelsejtek is részt vesznek a metabolikus autoreguláció folyamatában. Az áramlási sebesség függvényében az endothelsejtek változó mértékben szabadítanak fel NO-t. Ha az áramlási sebesség megnő, NO szabadul fel, mely az ér simaizomzatát relaxálja
Az endothélsejtek az áramlás mechanikus szenzorai.
A lokális áramlásszabályozás metabolikus tényezői
Az autoreguláció során a nyomás megváltozásának hatására megváltozik az erek ellenállása és az átáramlás mértéke is. A legjelentősebb a szívet és az agyat ellátó artériákban (koronáriák, agyi erek).
Az erek működésének idegi szabályozása Az erek többsége a szimpatikus idegrendszer beidegzése alatt áll Ezek a szimpatikus rostok folyamatos aktivitással rendelkeznek Folyamatosan stimulálják az erek simaizomsejtjeit Az így kiváltott tónusos összehúzódást nyugalmi szimpatikus vasoconstrictor tónusnak (szimpatikus tónusnak, neurogén tónusnak) nevezzük. Elsősorban a prekapilláris rezisztenciaerekben jellemző, a nagy artériákban csak szerény mértékű.
Az erek működésének idegi szabályozása Az erek tónusának kialakításában elsősorban szimpatikus adrenerg hatás érvényesül. A neurotranszmitter itt a noradrenalin (NA). α1 és α2 receptorok közvetítik a hatást Simaizomsejteken és endothelszöveten történik Az eredő hatás: kontrakció α2 receptor
α1 receptor szimpatikus rost kontrakció
NA
NA relaxáció
simaizom sejt
NO
NO
endothel sejt
Az erek működésének idegi szabályozása Az érek tónusának kialakításában szimpatikus kolinerg hatás is érvényesül. A neurotranszmitter itt az acetilkolin. A 3-as típusú muszkarinos receptorok (M3) közvetítik a hatást Simaizomsejteken és endothelszöveten hat Az eredő hatás: relaxáció M3 receptor
M3 receptor szimpatikus rost kontrakció
NA
NA relaxáció
simaizom sejt
NO
NO
endothel sejt
Az erek működésének idegi szabályozása Bizonyos érterületek paraszimpatikus beidegzés alatt is állnak. Ezen innerváció rostjaiban futó AP aktivitás hatására az érben található simaizomsejtek közelében VIP és NO szabadul fel. VIP: Vasoactive Intestinal Peptide VIP
NO
egymás felszabadulását fokozzák
A fenti jelenséget paraszimpatikus (neurogén) vazodilatációnak nevezzük.
Az erek működésének idegi szabályozása ΝΟ
VIP
simaizom
cGMP
NA ADR
cAMP β2 receptor
GTP
[Ca2+]↓ ↓
ATP EP receptor
hyperpolarization Na+-pumpa K+-csatorna Na+ NO
K+
endothelium
PGE
A lokális áramlásszabályozás humorális tényezői Az emberi szervezetben a mellékvesevelő döntően adrenalint választ el, a noradrenalin elválasztása sokkal kisebb Kisebb mennyiségű adrenalin
Keringési redisztribúció
Nagyobb mennyiségű adrenalin: Perifériás rezisztenciaerek kontrakciója, vérnyomásemelkedés
A lokális áramlásszabályozás humorális tényezői A mellékvesevelő által termelt katecholamin hormonok érterülettől függő szelektív hatások kiváltására képesek
Adrenalin
Noradrenalin (NA)
Nagy affinitás: β2 receptor
Nagy affinitás: α1 receptor
Alacsony affinitás : α1 receptor
Alacsony affinitás : β2 receptor
Kisebb mennyiség: vázizomerek relaxációja (β β2) Nagyobb mennyiség: vázizomerek kontrakciója (α α1)
Artériák és arteriolák kontrakciója
A lokális áramlásszabályozás humorális tényezői Az angiotenzin II a kis artériákat és arteriolákat szűkítő hatással bíró peptid molekula.
Na+ ↓, V ↓
Renin ↑ angiotenzinogén
Angiotenzin I ↑
Angiotenzin II ↑
konvertáló enzim
Olyan patológiás esetekben, melyek súlyos térfogatvesztéssel (vérzéssel) járnak, az angiotenzin II a perifériás ellenállást növeli az erek kontrakciója révén. Keringési shock elhárítása A vese túlműködése
Renális hypertonia
A lokális áramlásszabályozás humorális tényezői Az arginin-vazopresszin (antidiuretikus hormon, AVP) Kontrakciót vált ki az erek simaizomzatában Jelentősebb hypovolaemia esetén hat A hypothalamusban, a nucelus supraopticusban és a nucleus paraventricularisban szintetizálódik.
Gyulladásos érreakciók Fizikai, kémiai hatás, fertőzés
Gyulladás (változások a keringésben)
A polimodális afferensek végződéseinek stimulálása
neuroszekréció
P-anyag (substance-P)
CGRP
Neurokinin A
(calcitonin gene-related peptide)
(NKA)
Gyulladásos érreakciók A felszabaduló neuropeptidek (SP,CGRP,NKA) ellazítják az arteriolákat, és kontrahálják a kapillárisokat és a venulákat
Lokális áramlásfokozódás A folyamat során érvényesül az axonreflex:
A polimodális afferens axon elágazásai a stimulálás helyétől 1-2 mm-re is felszabadítanak gyulladásos mediátorokat A hyperaemiás terület kiterjesztése
Gyulladásos érreakciók A lokális perfúziónövekedéshez az endothélsejteken keresztül kifejtett, közvetett hatás is hozzájárul Az immunrendszer sejtjeinek aktiválódása
citokinek
hisztamin
endothélsejtek Indukáható NO-szintetáz vazorelaxáció
Gyulladásos érreakciók A gyulladásos folyamatokban a kininek (bradikinin, lizilbradikinin is szerepet játszanak Szöveti trauma, hypoxia, acidózis
bradikinin SP, CGRP, NKA ↑
Endothélsejtek receptorai NO ↑
Relaxáció, áramás-fokozódás
Gyulladásos érreakciók szöveti trauma prekallikrein
kininogén
kallikrein bradikinin fájdalominger
C-típusú polimodális afferens neuroszekréció
hízósejt
SP, CGRP, NKA
hisztamin H1-R
endothelsejt kontrakció
BK2-R
NO ér-simaizom relaxáció
