Микроциркуляция (часть 2): «Функциональные обязанности» системы микроциркуляции

   В статье представлены современные взгляды на основные функции микроциркуляции. В этом аспекте рассматриваются две ключевые позиции: магистральное движение крови по микроциркуляторным сосудам и транскапиллярный обмен жидкости между сосудистым и интерстициальным компартментами.

   Целью магистрального микроциркуляторного кровотока является, прежде всего, обеспечение окружающих клеток кислородом, которое осуществляется артериолярной диффузией кислорода, а также удаление из межклеточного пространства углекислого газа и других продуктов метаболизма.

   Описана особенность капиллярного кровотока, обусловленная колебаниями скорости, что связано с изменениями деформируемости лейкоцитов и их адгезивных свойств под влиянием различных регуляторных факторов. Отмечена важная характеристика системы микроциркуляции – состояние микрогемореологии, которое зависит от градиента давления, гематокрита и способности эритроцитов к деформации. Рассматривается принцип обмена жидкости между капиллярами и тканевыми пространствами в виде обновленной версии уравнения Starling – Landis и распределения давления в микроциркуляторном компартменте различных сегментов капилляров. Представлены современные взгляды на транспорт кислорода, осуществляющийся сложным интактным каскадом. Подробно описаны основные регуляторные механизмы в системе микроциркуляции, включающие три механизма возникновения гиперполяризации эндотелиальных клеток и вазодилатации.

1. Guven G., Matthias P.H. Microcirculation: Physiology, Pathophysiology and Clinical Application. Blood Purif, 2020, vol. 49(1-2), pp.143-150. doi: 10.1159/000503775.

2. Monahan-Earley R., Dvorak A.M., Aird W.C. Evolutionary origins of the blood vascular system and endothelium. J Thromb Haemost, 2013, vol. 11(Suppl 1), pp. 46–66. doi: 10.1111/jth.12253.

3. Sokologorskiy S.V. Glikokaliks – Rozhdeniye novoy klinicheskoy paradigmy. [Glycocalyx – Вirth of a new clinical paradigm]. Rus J Anesthesiol Reanimatol, 2018, vol. 4, pp. 22-29. (in Russian).

4. Stefanovska A. Physics of the human cardiovascular system. Contemporary Physics, 1999, vol. 40, no.1, pp. 31–35.

5. Jacob M., Chappell D., Becker B.F. Regulation of blood flow and volume exchange across the microcirculation. Critical Care, 2016, vol. 20(1), рр. 2-13. doi: 10.1186/s13054-016-1485-0.

6. Сcoccarelii А., Nelson M.D. Modeling Reactive Hyperemia to Better Understand and Assess Microvascular Function : A Review of Techniques. Ann Biomed Eng, 2023, vol. 51(3), pр. 479–492. doi: 10.1007/s10439-022-03134-5.

7. Guven G., Hilty M.P. Microcirculation: Physiology, Pathophysiology, and Clinical Application. Blood Purif, 2020, vol. 49(1-2), pp. 143–150. doi: 10.1159/000503775.

8. Muñoz S., Sebastián J.L., Sancho M., Álvarez G. Elastic energy of the discocyte-stomatocyte transformation. Biochim Biophys Acta, 2014, vol. 1838(3), рр. 950–995. doi: 10.1016/j.bbamem.2013.10.020.

9. Mchedlishvili G., Maeda N. Blood flow structure related to red cell flow: a determinant of blood fluidity in narrow microvessels. Jap J Physiol, 2001, vol. 51(1), pp. 19–30 doi: 10.2170/jjphysiol.51.19.

10. Landis E.M. Microinjection studies of capillary permeability II. The relation between capillary pressure and the rate of which fluid passes through the walls of single capillaries. Am J Physiol, 1927, vol. 82, pр. 217–238.

11. Michel C.C., Woodcock T.E., Curry Fitz-Roy E. Understanding and extending the Starling principle. Acta Anaesthesiol Scand, 2020, vol 64(8), pр. 1032–1037. doi: 10.1111/aas.13603.

12. Ivanov K.P. Sovremennye meditsinskie problemy mikrotsirkulyatsii i gipoksicheskogo sindroma [Modern medical problems of microcirculation and hypoxic syndrome]. Vestn Ross Akad Med Nauk, 2014, vol. (1-2), pp. 57-63. doi: 10.15690/vramn.v69i1-2.943. (in Russian).

13. Hester R., Hammer L. Venular-arteriolar communication in the regulation of blood flow. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2002, vol. 282(5), R1280-5. doi: 10.1152/ajpregu.00744.2001.

14. Rosenberry R., Nelson M.D. Reactive hyperemia : a review of methods, mechanisms, and considerations. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2020, vol. 318(3), R605-R618. doi: 10.1152/ajpregu.00339.2019.