血管拡張

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血管拡張関数et例と個々のメカニズム

血管拡張の拡大である血管[1]これは、血管壁内、特に大静脈大動脈、小動脈平滑筋細胞の弛緩に起因します。このプロセスは、血管の狭窄である血管収縮の反対です。

正常な血管(L)と血管拡張(R)をまだ示している3D医療アニメーション

血管が場合拡張、血液の流れが原因の減少に増加される血管抵抗および増加心拍出量[さらなる説明が必要]。したがって、動脈血管(主に細動脈[要出典])の拡張は血圧を低下させます。応答は、内因性(周囲の組織の局所プロセスによる)または外因性ホルモンまたは神経系による)の場合があります。さらに、反応は特定の臓器に限局している場合もあれば(激しい運動中など、特定の組織の代謝ニーズに応じて)、全身性の場合もあります(体循環全体で見られます)。

血管拡張を引き起こす内因性物質および薬物は、血管拡張剤と呼ばれます。このような血管作用は、恒常性(体を正常に動かし続ける)に必要です。

血管拡張の主な機能は、それを最も必要とする組織への体内の血流を増やすことです。これは多くの場合、局所的な酸素の必要性に対応していますが、問題の組織が十分なブドウ糖脂質、またはその他の栄養素を受け取っていない場合に発生する可能性があります。局所組織には、血管拡張剤、主にアデノシンを局所間質液に放出することを含む、血流を増加させる複数の方法があり、それは毛細血管床に拡散し、局所血管拡張を誘発する。[2] [3]一部の生理学者は、この領域の血管の平滑筋低酸素症によって毛細血管床が血管拡張するのは、酸素自体の不足であると示唆しています。この後者の仮説は、毛細血管床に前毛細血管括約筋が存在するために仮定されています。血管拡張のメカニズムに対するこれらのアプローチは、相互に排他的ではありません。[4]

血管拡張と動脈抵抗

血管拡張は、平均動脈圧心拍出量、および総末梢抵抗(TPR)の関係に直接影響します。血管拡張は心臓収縮期の時相で起こりますが、血管収縮は心臓拡張期の反対の時相で続きます。心拍出量(単位時間あたりの量で測定される血流)は、心拍数(1分あたりの拍数)と1回拍出量(心室収縮中に排出される血液の量)を乗算することによって計算されます。TPRは、血管の長さ、血液の粘度(ヘマトクリット値によって決定)、血管の直径など、いくつかの要因に依存します。後者は抵抗を決定する上で最も重要な変数であり、TPRは半径の4乗で変化します。これらの生理学的要素(心拍出量またはTPR)のいずれかが増加すると、平均動脈圧が上昇します。血管拡張は、大きな動脈と小さな細動脈の中膜層の平滑筋細胞を弛緩させることにより、TPRと血圧を低下させる働きをします。[5]

血管拡張は、周囲環境が高温のときに温血動物の表在血管で発生します。このプロセスは、加熱された血液の流れを動物の皮膚に向け、そこで熱をより簡単に大気に放出することができます。反対の生理学的プロセスは血管収縮です。これらのプロセスは、内皮細胞からの局所パラクリン剤(例えば、一酸化窒素、ブラジキニン、カリウムイオン、およびアデノシン)、ならびに生物の自律神経系および副腎によって自然に調節され、これらは両方ともノルエピネフリンおよびエピネフリンなどのカテコールアミンを分泌します。それぞれ。[6] [7]

血管拡張は、血管を取り巻く平滑筋の弛緩の結果です。この弛緩は、次に、細胞内カルシウムイオン濃度に依存し、収縮性タンパク質ミオシンの軽鎖のリン酸化と密接に関連している収縮の刺激を取り除くことに依存しています。したがって、血管拡張は、主に細胞内カルシウム濃度を低下させるか、ミオシンの脱リン酸化(実際にはATPをADPに置き換える)のいずれかによって機能します。脱リン酸化によってミオシン軽鎖ホスファターゼおよびカルシウムの誘導素共輸送体とアンチポーターポンプことカルシウムイオン寄与の両方の細胞内区画のうち筋細胞弛緩、従って血管拡張を平滑化します。これは、交換体を介した筋小胞体へのイオンの再取り込みと原形質膜を通過する排出によって達成されます。[8]血管の血管拡張を引き起こす可能性のある3つの主要な細胞内刺激があります。これらの効果を達成するための特定のメカニズムは、血管拡張剤ごとに異なります。[要出典]

PDE5阻害剤とカリウムチャネル開口薬も同様の結果をもたらす可能性があります。

上記のメカニズムを媒介する化合物は、内因性および外因性としてグループ化することができます。

内因性

(アドレナリンなどによる)ベータ2受容体の活性化の血管拡張作用は、内皮非依存性であるように思われる。[13]

交感神経系の血管拡張

交感神経系は血管拡張において消耗性の役割を果たすことが認識されていますが、それは血管拡張を達成できるメカニズムの1つにすぎません。脊髄には血管拡張神経と血管収縮神経の両方があります。血管拡張を制御するニューロンは視床下部に由来します。骨格筋における細動脈のいくつかの交感神経刺激は、上記のように、cAMP経路によって媒介されるであろう細動脈平滑筋のβアドレナリン受容体に作用するエピネフリンによって媒介される。しかし、この交感神経刺激をノックアウトすることは、高レベルの運動でも骨格筋が十分な酸素を受け取ることができるかどうかにほとんどまたはまったく役割を果たさないことが示されているため、この特定の血管拡張方法は人間にとってほとんど重要ではないと考えられています生理。[14]

精神的苦痛の場合、このシステムが活性化し、血管拡張による血圧低下による失神を引き起こす可能性があります。これは血管迷走神経性失神と呼ばれます。[15]

寒冷誘発性血管拡張

寒冷誘発性血管拡張(CIVD)は、寒冷暴露後に発生し、怪我のリスクを減らす可能性があります。それは人体のいくつかの場所で起こる可能性がありますが、四肢で最も頻繁に観察されます。指は最も頻繁に露出するため、特に一般的です。[要出典]

指が寒さにさらされると、最初に血管収縮が起こり、熱損失が減少し、指が強力に冷却されます。手の低温暴露開始から約5〜10分後、指先の血管が突然血管拡張します。これはおそらく、局所的な寒さのために交感神経から動静脈吻合の筋肉コートへの神経伝達物質の放出が突然減少したことが原因です。CIVDは血流を増加させ、続いて指の温度を上昇させます。これは痛みを伴う可能性があり、嘔吐を引き起こすのに十分な痛みを伴う可能性がある「熱い痛み」として知られることもあります。[要出典]

血管収縮の新しい段階が血管拡張に続き、その後、プロセスが繰り返されます。これはハンティング反応と呼ばれます。実験は、冷水への指の浸漬に対する他の3つの血管反応が可能であることを示しています。ゆっくり、着実に、そして継続的に再加温します。そして、血管収縮の初期段階の後、血管径が一定のままである比例制御形態。ただし、応答の大部分はハンティング反応として分類できます。[16]

血管拡張の他のメカニズム

他の提案された血管拡張剤または血管拡張因子には以下が含まれます:

  • 高レベルの環境騒音がない
  • 不在照度の高レベル
  • アデノシン-主に抗不整脈薬として使用されるアデノシンアゴニスト
  • アルファ遮断薬(アドレナリンの血管収縮作用を遮断する)
  • 亜硝酸アミルおよび他の亜硝酸塩は、血管拡張剤として娯楽的に使用されることが多く、立ちくらみと陶酔感を引き起こします
  • 心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)-弱い血管拡張薬
  • カプサイシン(唐辛子)[17]
  • エタノール(アルコール)
  • ヒスタミン誘導剤
    • 補体タンパク質C3a、C4a、およびC5aは、肥満細胞および好塩基球顆粒球からのヒスタミン放出を誘発することによって機能します。
  • 一酸化窒素誘導剤
    • l-アルギニン(重要なアミノ酸)
    • グリセリルトリニトレート(一般にニトログリセリンとして知られています)
    • 一硝酸イソソルビドおよび二硝酸イソソルビド
    • 四硝酸ペンタエリスリトール(PETN)
    • ニトロプルシドナトリウム
    • PDE5阻害剤:これらの薬剤は間接的に一酸化窒素の効果を高めます
      • シルデナフィル(バイアグラ)
      • タダラフィル(シアリス)
      • バルデナフィル(レビトラ)
  • テトラヒドロカンナビノール(THC)
  • テオブロミン
  • ミノキシジル
  • ケシpapaversomniferumに含まれるアルカロイドのパパベリン
  • エストロゲン
  • アピゲニン:ラットの小腸間膜動脈では、アピゲニンは内皮細胞のTRPV4に作用して、EDHFを介した血管拡張を誘発します(Br J Pharmacol 2011 Nov 3)

治療用途

血管拡張薬は、高血圧、狭心症、うっ血性心不全、勃起不全などの症状の治療に使用され、血圧を低く維持することで、他の心臓の問題を発症するリスクが軽減されます。[5]紅潮は、血管拡張薬に対する生理学的反応である可能性があります。シルデナフィル、バルデナフィル、タダラフィルなどの一部のホスホジエステラーゼ阻害剤は、血管拡張によって陰茎の血流を増加させる働きをします。また、肺動脈性肺高血圧症(PAH)の治療にも使用できます。

血管を開くことによって機能する降圧薬

これらの薬は、血管を開いたままにしたり、血管が狭くなるのを防ぐのに役立ちます。 [18]
  • アンジオテンシンII受容体遮断薬
  • ACE阻害剤
  • カルシウムチャネル遮断薬。
活性化することによってワークに現れる薬物 α 2Aの受容体をそれによって減少脳内 交感神経系活動。 [19] [18]
  • メチルドパ
アメリカ心臓協会に よると 、アルファメチルドパは、直立した状態でより大きな血圧低下効果を発揮するため、起立性失神を引き起こす可能性があり 、血圧を下げすぎると、体が弱くなったり失神したりする可能性があります。メチルドパの顕著な副作用には、眠気や鈍感、口の乾燥、発熱、貧血などがあります。これらに加えて、男性患者はインポテンスを経験するかもしれません。 [18]
  • クロニジン塩酸塩
  • グアナベンズアセテート
  • グアンファシン塩酸塩
クロニジン、グアナベンズまたはグアンファシンは、口のひどい乾燥、便秘または眠気を引き起こす可能性があります。突然の中止は、血圧を危険なほど高いレベルまで急速に上昇させる可能性があります。 [18]
血管(特に細動脈)の壁の筋肉を直接弛緩させ、血管を拡張(拡大)させます。 [18]
  • ヒドララジン
  • ミノキシジル
ヒドララジンは、頭痛、目の周りの腫れ、心臓の動悸、関節の痛みや痛みを引き起こす可能性があります。臨床現場では、ヒドララジンは通常単独で使用されません。 [18]
ミノキシジルは、 抵抗性の重度の高血圧または腎不全が存在する場合に のみ使用される強力な直接血管拡張薬 です。注目される副作用には、体液貯留(著しい体重増加)と過度の発毛が含まれます。 [18]

  • 細動脈血管拡張薬
  • ニトロホリン
  • 血管拡張性ショック

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