АДАПТАЦИЯ КОРОНАРНОЙ МАКРО- И МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОЙ СИСТЕМЫ К ЭКЗОГЕННОЙ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ
Аннотация
Цель работы. Освещение современных знаний об анатомо-физиологической регуляции перфузии миокарда, а также о взаимодействии системных и локальных механизмов, которые могут влиять на адаптацию коронарного кровотока к нормобарической гипоксии. Описаны анатомо-физиологические особенности коронарного круга кровообращения. Представлены известные на данный момент системные факторы регуляции системы макроциркуляции сердца и ее особенности. Локальные факторы регуляции в большей степени участвуют в регуляции коронарной микроциркуляции, обеспечивая гемоперфузию миокарда, адекватную его метаболическим потребностям. Заключение. Адаптация коронарного кровотока к экзогенной нормобарической гипоксии может включать в себя нейро-гуморальный, метаболический и эндотелий-зависимый регуляторные механизмы, которые поддерживают снижение сопротивления коронарных сосудов и должны быть положены в основу персонифицированных подходов применения нормобарической гипокситерапии.
Литература
1. Кучеренко К.Н., Беляков В.И. Клинико-физиологический анализ адаптационного статуса системы кровообращения и рисков кардиоваскулярной патологии при различной выраженности коронарного поведения типа А. Вестник медицинского института «РЕАВИЗ». 2018; 1: 102-110.
2. Игнатенко Г.А. Современные возможности адаптационной медицины. Клиническая медицина. 2008; 11 (1): 56.
3. Шилов С.Н., Игнатова И.А., Игнатова И.А., Игнатова И.А., Муллер Т.А., Наливайко Н.Д., Пуликов А.С., Пуликов А.С. Теория адаптации-реадаптации в современных представлениях «здоровье». Фундаментальные исследования. 2015; 1-6: 1275-1280.
4. Игнатенко Г. А., Денисова Е.М., Сергиенко Н.В. Гипокситерапия как перспективный метод повышения эффективности комплексного лечения коморбидной патологии. Вестник неотложной и восстановительной хирургии. 2021; 6 (4): 73-80.
5. Игнатенко Г.А., Дубовая А.В., Науменко Ю.В. Возможности применения нормобарической гипокситерапии в терапевтической и педиатрической практиках. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2022; 67 (6): 46-53.
6. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Туманова С.В. Антигипертензивная эффективность интервальной нормобарической гипокситерапии у больных хроническим гломерулонефритом и стенокардией. Нефрология. 2007; 11 (3): 64-69.
7. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Дзюбан А.С., Коваль А.С., Гавриляк В.Г., Паниева Н.Ю., Паниев Д.С., Чеботарева Е.Н. Кардиопротективная терапия у больных безболевой ишемией миокарда в условиях кардио-метаболической коморбидности. Вестник неотложной и восстановительной хирургии. 2019; 4 (1): 55-60.
8. Morris H.E., Neves K.B., Montezano A.C., MacLean M.R., Touyz R.M. Notch3 signalling and vascular remodelling in pulmonary arterial hypertension. Clin Sci (Lond). 2019; 133 (24): 2481-2498. doi: 10.1042/CS20190835
9. Vancheri F., Longo G., Vancheri S., Henein M. Coronary Microvascular Dysfunction. J Clin Med. 2020; 9 (9): 2880. doi: 10.3390/jcm9092880
10. Бондаренко Н.Н., Хомутов Е.В., Ряполова Т.Л., Кишеня М.С., Игнатенко Т.С., Толстой В.А., Евтушенко И.С., Туманова С.В. Молекулярно-клеточные механизмы ответа организма на гипоксию // Ульяновский медико-биологический журнал. 2023; 2: 6-29. doi: 10.34014/2227-1848-2023-2-6-29
11. Мухин И.В., Николенко В.Ю., Игнатенко Г.А. Роль оксида азота в патогенезе хронического гломерулонефрита (обзор литературы). Нефрология. 2003; 7 (1): 41-45.
12. Berwick Z.C., Dick G.M., Moberly S.P., Kohr M.C., Sturek M., Tune J.D. Contribution of voltage-dependent K (+) channels to metabolic control of coronary blood flow. J Mol Cell Cardiol. 2012; 52 (4): 912-9. doi: 10.1016/j.yjmcc.2011.07.004
13. Berwick Z.C., Moberly S.P., Kohr M.C., Morrical E.B., Kurian M.M., Dick G.M., Tune J.D. Contribution of voltage-dependent K+ and Ca2+ channels to coronary pressure-flow autoregulation. Basic Res Cardiol. 2012; 107: 264.
14. Berwick Z.C., Payne G.A., Lynch B., Dick G.M., Sturek M., Tune J.D. Contribution of adenosine A (2A) and A (2B) receptors to ischemic coronary dilation: Role of K (V) and K (ATP) channels. Microcirculation. 2010; 17: 600-607.
15. Herrmann S.C., Feigl E.O. Adrenergic blockade blunts adenosine concentration and coronary vasodilation during hypoxia. Circ Res. 1992; 70 (6): 1203-1216. doi: 10.1161/01.res.70.6.1203
16. Fan F.C., Chen R.Y., Schuessler G.B., Chien S. Effects of hematocrit variations on regional hemodynamics and oxygen transport in the dog. Am J Physiol. 1980; 238 (4): H545-22. doi: 10.1152/ajpheart.1980.238.4.H545
17. Goodwill A.G., Dick G.M., Kiel A.M., Tune J.D. Regulation of coronary blood flow. Compr Physiol. 2017; 7 (2): 321-382. doi: 10.1002/cphy.c160016
18. Stoller M., Seiler C. Salient features of the coronary collateral circulation and its clinical relevance. Swiss Med Wkly. 2015: 145: w14154. doi: 10.4414/smw.2015.14154
19. Rehan R., Yong A., Ng M., Weaver J., Puranik R. Coronary microvascular dysfunction: A review of recent progress and clinical implications. Front Cardiovasc Med. 2023; 10: 1111721. doi: 10.3389/fcvm.2023.1111721
20. Crystal G.J., Klein L.W. Fractional Flow Reserve: Physiological Basis, Advantages and Limitations, and Potential Gender Differences. Curr Cardiol Rev. 2015; 11 (3): 209-219. doi: 10.2174/1573403X10666141020113318
21. Feigl E.O. Coronary physiology. Physiol Rev. 1983; 63 (1): 1-205. doi: 10.1152/physrev.1983.63.1.1
22. Crystal G.J., Zhou X., Alam S., Piotrowski A., Hu G. Lack of role for nitric oxide in cholinergic modulation of myocardial contractility in vivo. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2001; 281 (1): H198-206. doi: 10.1152/ajpheart.2001.281.1.H198
23. Setty S., Zong P., Sun W., Tune J.D., Downey H.F. Hypoxia-induced vasodilation in the right coronary circulation of conscious dogs: Role of adrenergic activation. Auton Neurosci. 2008; 138 (1-2): 76-82. doi: 10.1016/j.autneu.2007.10.004
24. Kitamura T., Onishi K., Dohi K., Okinaka T., Isaka N., Nakano T. The negative inotropic effect of beta3-adrenoceptor stimulation in the beating guinea pig heart. J Cardiovasc Pharmacol. 2000; 35 (5): 786-790. doi: 10.1097/00005344-200005000-00016
25. Gorman M.W., Tune J.D., Richmond K.N., Feigl E.O. Feedforward sympathetic coronary vasodilation in exercising dogs. J Appl Physiol (1985). 2000; 89 (5): 1892-1902. doi: 10.1152/jappl.2000.89.5.1892
26. Martinez R.R., Setty S., Zong P., Tune J.D., Downey H.F. Nitric oxide contributes to RC vasodilation during systemic hypoxia. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2005; 288 (3): H1139-1146. doi: 10.1152/ajpheart.01139.2003
27. Doherty J.U., Liang C. Arterial hypoxemia in awake dogs. Role of the sympathetic nervous system in mediating the systemic hemodynamic and regional blood flow responses. J. Lab. Clin. Med. 1984; 104: 665-677.
28. Richards J.C., Crecelius A.R., Larson D.G., Luckasen G.J., Dinenno F.A. Impaired peripheral vasodilation during graded systemic hypoxia in healthy older adults: role of the sympathoadrenal system. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2017; 312 (4): H832-H841. doi: 10.1152/ajpheart.00794.2016
29. Guieu R., Deharo J.C., Maille B., Crotti L., Torresani E., Brignole M., Parati G. Adenosine and the Cardiovascular System: The Good and the Bad. J Clin Med. 2020; 9 (5): 1366. doi: 10.3390/jcm9051366
30. Deussen A., Ohanyan V., Jannasch A., Yin L., Chilian W. Mechanisms of metabolic coronary flow regulation. J. Mol. Cell. Cardiol. 2012; 52 (4): 794-801. doi: 10.1016/j.yjmcc.2011.10.001
31. Burford G., Webster N.A., Cruz-Topete D. Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis Modulation of Glucocorticoids in the Cardiovascular System. Int J Mol Sci. 2017; 18 (10): 2150. doi: 10.3390/ijms18102150
32. Reyes T.M., Lewis K., Perrin M.H., Kunitake K.S., Vaughan J., Arias C.A., Hogenesch J.B., Gulyas J., Rivier J., Vale W.W., et al. Urocortin II: A member of the corticotropin-releasing factor (CRF) neuropeptide family that is selectively bound by type 2 CRF receptors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001; 98: 2843-2848. doi: 10.1073/pnas.051626398
33. Hillhouse E.W., Grammatopoulos D.K. The molecular mechanisms underlying the regulation of the biological activity of corticotropin-releasing hormone receptors: Implications for physiology and pathophysiology. Endocr. Rev. 2006; 27: 260-286. doi: 10.1210/er.2005-0034
34. Holmes C.L., Landry D.W., Granton J.T. Science Review: Vasopressin and the cardiovascular system part 2—Clinical physiology. Crit. Care. 2004; 8: 15-23. doi: 10.1186/cc2338
35. Tykocki N.R., Boerman E.M., Jackson W.F. Smooth Muscle Ion Channels and Regulation of Vascular Tone in Resistance Arteries and Arterioles. Compr Physiol. 2017; 7 (2): 485-581. doi: 10.1002/cphy.c160011
36. Antfolk D., Sjöqvist M., Cheng F., Isoniemi K., Duran C.L., Rivero-Muller A., Antila C., Niemi R., Landor S., Bouten C.V.C., Bayless K.J., Eriksson J.E., Sahlgren C.M. Selective regulation of Notch ligands during angiogenesis is mediated by vimentin. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017; 114 (23): E4574-E4581. doi: 10.1073/pnas.1703057114
37. van Engeland N.C.A., Suarez R.F., Rivero-Müller A., Ristori T., Duran C.L., Stassen O.M.J.A., Antfolk D., Driessen R.C.H., Ruohonen S., Ruohonen S.T., Nuutinen S., Savontaus E., Loerakker S.., Bayless KJ., Sjöqvist M., Bouten C.V.C., Eriksson J.E., Sahlgren C.M. Vimentin regulates Notch signaling strength and arterial remodeling in response to hemodynamic stress. Sci Rep. 2019; 9 (1): 12415. doi: 10.1038/s41598-019-48218-w
38. Ellsworth M.L., Ellis C.G., Goldman D., Stephenson A.H., Dietrich H.H., Sprague R.S. Erythrocytes: Oxygen sensors and modulators of vascular tone. Physiology (Bethesda). 2009; 24: 107-116. doi: 10.1152/physiol.00038.2008
39. Chilian W.M., Yin L., Ohanyan V.A. Mysteries in the local control of blood flow: A physiological «whodunit» involving red cell release of ATP? Circ Res. 2012; 111 (2): 156-157. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.112.273060
40. Webb R.C. Smooth muscle contraction and relaxation. Adv Physiol Educ. 2003; 27 (1-4): 201-206. doi: 10.1152/advan.00025.2003
41. Parent R., al Obaidi M., Lavallee M. Nitric oxide formation contributes to beta-adrenergic dilation of resistance coronary vessels in conscious dogs. Circ Res. 1993; 73 (2): 241-251. doi: 10.1161/01.res.73.2.241
2. Игнатенко Г.А. Современные возможности адаптационной медицины. Клиническая медицина. 2008; 11 (1): 56.
3. Шилов С.Н., Игнатова И.А., Игнатова И.А., Игнатова И.А., Муллер Т.А., Наливайко Н.Д., Пуликов А.С., Пуликов А.С. Теория адаптации-реадаптации в современных представлениях «здоровье». Фундаментальные исследования. 2015; 1-6: 1275-1280.
4. Игнатенко Г. А., Денисова Е.М., Сергиенко Н.В. Гипокситерапия как перспективный метод повышения эффективности комплексного лечения коморбидной патологии. Вестник неотложной и восстановительной хирургии. 2021; 6 (4): 73-80.
5. Игнатенко Г.А., Дубовая А.В., Науменко Ю.В. Возможности применения нормобарической гипокситерапии в терапевтической и педиатрической практиках. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2022; 67 (6): 46-53.
6. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Туманова С.В. Антигипертензивная эффективность интервальной нормобарической гипокситерапии у больных хроническим гломерулонефритом и стенокардией. Нефрология. 2007; 11 (3): 64-69.
7. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Дзюбан А.С., Коваль А.С., Гавриляк В.Г., Паниева Н.Ю., Паниев Д.С., Чеботарева Е.Н. Кардиопротективная терапия у больных безболевой ишемией миокарда в условиях кардио-метаболической коморбидности. Вестник неотложной и восстановительной хирургии. 2019; 4 (1): 55-60.
8. Morris H.E., Neves K.B., Montezano A.C., MacLean M.R., Touyz R.M. Notch3 signalling and vascular remodelling in pulmonary arterial hypertension. Clin Sci (Lond). 2019; 133 (24): 2481-2498. doi: 10.1042/CS20190835
9. Vancheri F., Longo G., Vancheri S., Henein M. Coronary Microvascular Dysfunction. J Clin Med. 2020; 9 (9): 2880. doi: 10.3390/jcm9092880
10. Бондаренко Н.Н., Хомутов Е.В., Ряполова Т.Л., Кишеня М.С., Игнатенко Т.С., Толстой В.А., Евтушенко И.С., Туманова С.В. Молекулярно-клеточные механизмы ответа организма на гипоксию // Ульяновский медико-биологический журнал. 2023; 2: 6-29. doi: 10.34014/2227-1848-2023-2-6-29
11. Мухин И.В., Николенко В.Ю., Игнатенко Г.А. Роль оксида азота в патогенезе хронического гломерулонефрита (обзор литературы). Нефрология. 2003; 7 (1): 41-45.
12. Berwick Z.C., Dick G.M., Moberly S.P., Kohr M.C., Sturek M., Tune J.D. Contribution of voltage-dependent K (+) channels to metabolic control of coronary blood flow. J Mol Cell Cardiol. 2012; 52 (4): 912-9. doi: 10.1016/j.yjmcc.2011.07.004
13. Berwick Z.C., Moberly S.P., Kohr M.C., Morrical E.B., Kurian M.M., Dick G.M., Tune J.D. Contribution of voltage-dependent K+ and Ca2+ channels to coronary pressure-flow autoregulation. Basic Res Cardiol. 2012; 107: 264.
14. Berwick Z.C., Payne G.A., Lynch B., Dick G.M., Sturek M., Tune J.D. Contribution of adenosine A (2A) and A (2B) receptors to ischemic coronary dilation: Role of K (V) and K (ATP) channels. Microcirculation. 2010; 17: 600-607.
15. Herrmann S.C., Feigl E.O. Adrenergic blockade blunts adenosine concentration and coronary vasodilation during hypoxia. Circ Res. 1992; 70 (6): 1203-1216. doi: 10.1161/01.res.70.6.1203
16. Fan F.C., Chen R.Y., Schuessler G.B., Chien S. Effects of hematocrit variations on regional hemodynamics and oxygen transport in the dog. Am J Physiol. 1980; 238 (4): H545-22. doi: 10.1152/ajpheart.1980.238.4.H545
17. Goodwill A.G., Dick G.M., Kiel A.M., Tune J.D. Regulation of coronary blood flow. Compr Physiol. 2017; 7 (2): 321-382. doi: 10.1002/cphy.c160016
18. Stoller M., Seiler C. Salient features of the coronary collateral circulation and its clinical relevance. Swiss Med Wkly. 2015: 145: w14154. doi: 10.4414/smw.2015.14154
19. Rehan R., Yong A., Ng M., Weaver J., Puranik R. Coronary microvascular dysfunction: A review of recent progress and clinical implications. Front Cardiovasc Med. 2023; 10: 1111721. doi: 10.3389/fcvm.2023.1111721
20. Crystal G.J., Klein L.W. Fractional Flow Reserve: Physiological Basis, Advantages and Limitations, and Potential Gender Differences. Curr Cardiol Rev. 2015; 11 (3): 209-219. doi: 10.2174/1573403X10666141020113318
21. Feigl E.O. Coronary physiology. Physiol Rev. 1983; 63 (1): 1-205. doi: 10.1152/physrev.1983.63.1.1
22. Crystal G.J., Zhou X., Alam S., Piotrowski A., Hu G. Lack of role for nitric oxide in cholinergic modulation of myocardial contractility in vivo. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2001; 281 (1): H198-206. doi: 10.1152/ajpheart.2001.281.1.H198
23. Setty S., Zong P., Sun W., Tune J.D., Downey H.F. Hypoxia-induced vasodilation in the right coronary circulation of conscious dogs: Role of adrenergic activation. Auton Neurosci. 2008; 138 (1-2): 76-82. doi: 10.1016/j.autneu.2007.10.004
24. Kitamura T., Onishi K., Dohi K., Okinaka T., Isaka N., Nakano T. The negative inotropic effect of beta3-adrenoceptor stimulation in the beating guinea pig heart. J Cardiovasc Pharmacol. 2000; 35 (5): 786-790. doi: 10.1097/00005344-200005000-00016
25. Gorman M.W., Tune J.D., Richmond K.N., Feigl E.O. Feedforward sympathetic coronary vasodilation in exercising dogs. J Appl Physiol (1985). 2000; 89 (5): 1892-1902. doi: 10.1152/jappl.2000.89.5.1892
26. Martinez R.R., Setty S., Zong P., Tune J.D., Downey H.F. Nitric oxide contributes to RC vasodilation during systemic hypoxia. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2005; 288 (3): H1139-1146. doi: 10.1152/ajpheart.01139.2003
27. Doherty J.U., Liang C. Arterial hypoxemia in awake dogs. Role of the sympathetic nervous system in mediating the systemic hemodynamic and regional blood flow responses. J. Lab. Clin. Med. 1984; 104: 665-677.
28. Richards J.C., Crecelius A.R., Larson D.G., Luckasen G.J., Dinenno F.A. Impaired peripheral vasodilation during graded systemic hypoxia in healthy older adults: role of the sympathoadrenal system. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2017; 312 (4): H832-H841. doi: 10.1152/ajpheart.00794.2016
29. Guieu R., Deharo J.C., Maille B., Crotti L., Torresani E., Brignole M., Parati G. Adenosine and the Cardiovascular System: The Good and the Bad. J Clin Med. 2020; 9 (5): 1366. doi: 10.3390/jcm9051366
30. Deussen A., Ohanyan V., Jannasch A., Yin L., Chilian W. Mechanisms of metabolic coronary flow regulation. J. Mol. Cell. Cardiol. 2012; 52 (4): 794-801. doi: 10.1016/j.yjmcc.2011.10.001
31. Burford G., Webster N.A., Cruz-Topete D. Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis Modulation of Glucocorticoids in the Cardiovascular System. Int J Mol Sci. 2017; 18 (10): 2150. doi: 10.3390/ijms18102150
32. Reyes T.M., Lewis K., Perrin M.H., Kunitake K.S., Vaughan J., Arias C.A., Hogenesch J.B., Gulyas J., Rivier J., Vale W.W., et al. Urocortin II: A member of the corticotropin-releasing factor (CRF) neuropeptide family that is selectively bound by type 2 CRF receptors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001; 98: 2843-2848. doi: 10.1073/pnas.051626398
33. Hillhouse E.W., Grammatopoulos D.K. The molecular mechanisms underlying the regulation of the biological activity of corticotropin-releasing hormone receptors: Implications for physiology and pathophysiology. Endocr. Rev. 2006; 27: 260-286. doi: 10.1210/er.2005-0034
34. Holmes C.L., Landry D.W., Granton J.T. Science Review: Vasopressin and the cardiovascular system part 2—Clinical physiology. Crit. Care. 2004; 8: 15-23. doi: 10.1186/cc2338
35. Tykocki N.R., Boerman E.M., Jackson W.F. Smooth Muscle Ion Channels and Regulation of Vascular Tone in Resistance Arteries and Arterioles. Compr Physiol. 2017; 7 (2): 485-581. doi: 10.1002/cphy.c160011
36. Antfolk D., Sjöqvist M., Cheng F., Isoniemi K., Duran C.L., Rivero-Muller A., Antila C., Niemi R., Landor S., Bouten C.V.C., Bayless K.J., Eriksson J.E., Sahlgren C.M. Selective regulation of Notch ligands during angiogenesis is mediated by vimentin. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017; 114 (23): E4574-E4581. doi: 10.1073/pnas.1703057114
37. van Engeland N.C.A., Suarez R.F., Rivero-Müller A., Ristori T., Duran C.L., Stassen O.M.J.A., Antfolk D., Driessen R.C.H., Ruohonen S., Ruohonen S.T., Nuutinen S., Savontaus E., Loerakker S.., Bayless KJ., Sjöqvist M., Bouten C.V.C., Eriksson J.E., Sahlgren C.M. Vimentin regulates Notch signaling strength and arterial remodeling in response to hemodynamic stress. Sci Rep. 2019; 9 (1): 12415. doi: 10.1038/s41598-019-48218-w
38. Ellsworth M.L., Ellis C.G., Goldman D., Stephenson A.H., Dietrich H.H., Sprague R.S. Erythrocytes: Oxygen sensors and modulators of vascular tone. Physiology (Bethesda). 2009; 24: 107-116. doi: 10.1152/physiol.00038.2008
39. Chilian W.M., Yin L., Ohanyan V.A. Mysteries in the local control of blood flow: A physiological «whodunit» involving red cell release of ATP? Circ Res. 2012; 111 (2): 156-157. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.112.273060
40. Webb R.C. Smooth muscle contraction and relaxation. Adv Physiol Educ. 2003; 27 (1-4): 201-206. doi: 10.1152/advan.00025.2003
41. Parent R., al Obaidi M., Lavallee M. Nitric oxide formation contributes to beta-adrenergic dilation of resistance coronary vessels in conscious dogs. Circ Res. 1993; 73 (2): 241-251. doi: 10.1161/01.res.73.2.241
Опубликована
2024-07-08
Как цитировать
БОНДАРЕНКО, Н. Н. et al.
АДАПТАЦИЯ КОРОНАРНОЙ МАКРО- И МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОЙ СИСТЕМЫ К ЭКЗОГЕННОЙ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ.
Университетская клиника, [S.l.], n. 2(51), p. 83-92, июль 2024.
ISSN 1819-0464. Доступно на: <http://journal.dnmu.ru/index.php/UC/article/view/2096>. Дата доступа: 17 июль 2024
Раздел
Обзоры
