عملکرد اندوتلیال

دانلود پایان نامه

اندوتلیال
عملکرد مناسب اندوتلیوم برای سلامتی و عملکرد سیستم قلبی – عروقی امری حیاتی است. عملکرد اصلی اندوتلیوم شامل موارد زیر است:
• به عنوان سدی با نفوذپذیری انتخابی عمل می‌کند تا تبادل خون- بافت را تنظیم کند.
• تونوس عروق را تنظیم می‌کند.
• فاکتورهای ضدانعقادی و انعقادی را رها می‌کند.
• در دفاع التهابی علیه پاتوژن‌ها مشارکت دارد.
• تشکیل رگ خونی جدید را میسر می‌سازد (آنژیوژنز).
تبادل مایعات، مواد مغذی و گازها بین خون و بافت‌ها، اساسا در مویرگ‌ها رخ می‌دهد. نقش اصلی اندوتلیوم در تنظیم این تبادل، تشکیل یک غشای نیمه نفوذ پذیر است که حاوی خون در رگ است و به مواد مغذی و گازها امکان جابجایی به داخل بافت را می‌دهد. تونوس عروقی توسط میزان انقباض عضله صاف در لایه‌ی میانی رگ مشخص می‌شود. اندوتلیوم که شریان‌ها را آستر می‌کند نقشی اساسی در تنظیم انقباض عضله صاف ایفا می‌کند. سلول‌های اندوتلیوم، آزادکننده‌ی میانجی‌های شیمیایی هستند که منجر به گشاد شدن عروق (NO 50 ، PGI251 ) و یا تنگ شدن آنها (E152) می‌شوند. تعادل این میانجی‌ها، نقش مهمی در تعیین توزیع جریان خون به بخش‌های مختلف اندام‌ها دارد.
اندوتلیوم در دفاع التهابی علیه پاتوژن‌ها نیز نقش ضروری دارد. در پاسخ به آسیب، اندوتلیوم وریدی مولکول‌های چسبنده تولید می‌کنند که لوکوسیت‌های در گردش خون را ایجاد می‌کنند که به اندوتلیوم وصل هستند. مولکول‌های چسبنده درون سلولی(ICAM)53 و مولکول‌های چسبنده‌ی عروق (VCAM)54 موجب پیوند قوی‌تر لکوسیت و اندوتلیوم می‌شود. در نهایت، لکوسیت‌ها حرکت به داخل اتصالات درون سلولی را آغاز می‌کنند. اندوتلیوم وریدی می‌تواند شکاف‌های اندوتلیال بزرگی را ایجاد کند که انتقال آنتی‌بادی‌ها به بافت را افزایش دهد تا پاسخ ایمنی بدن را در پاسخ به شرایط عفونت فراهم سازد (اسمیت، ۲۰۱۱).
اندوتلیوم نقشی حیاتی در توسعه شبکه عروقی جدید ایفا می‌کند که آنژیوژنز نامیده می‌شود. از طریق ایجاد انشعاب جدید مویرگی تمامی عروق خونی جدید ایجاد می‌شوند و زمانی که نیاز به تشکیل رگ جدید است (برای رشد یا ترمیم یا حمایت از بافت جدید)، سلول‌های اندوتلیال می‌توانند به سرعت تقسیم شوند. تشکیل رگ جدید با تخریب غشای پایه و جوانه زدن اندوتلیوم از کناره‌ی مویرگ آغاز می‌شود و موجب گسترش سلول توسط اندوتلیوم می‌شود که پای کاذب نام دارد و در جهتی که تحریک صورت گرفته است به منظور تامین خون جدید رشد می‌کند.
تونوس عروق، مکانیزم اصلی کنترل جریان خون به بافت در سطح اندام به شمار می رود و برای حفظ مقاومت کل محیطی و افزایش فشار خون و حجم خون در سطح سیستمیک، یک عامل ضروری است. جریان خون به هر اندامی به طور اساسی توسط تونوس عضله صاف شریانچه‌ها تعیین می‌شود. تونوس عضله صاف توسط تعادل فاکتورهای درونی و بیرونی که موجب تنگ‌شدن و گشاد‌شدن عروق می‌شوند، تعیین می‌گردد. شریانچه‌ها یک تونوس پایه دارند. به این معنا که حتی زمانی که همه تاثیرات بیرونی حذف شوند، آنها تا حدودی منقبض باقی می‌مانند. فاکتورهایی که منجر به انقباض عضله صاف می‌شوند، تونوس عروق را افزایش می‌دهند درحالی‌که فاکتورهایی که منجر به شل شدن عضله صاف می‌شوند تونوس عروق را کاهش می‌دهند.
در اواخر دهه ۱۹۷۰، نقش اندوتلیوم در تنظیم تونوس عروق توسط وان و همکاران کشف شد که عروق خونی ماده‌ی گشادکننده عروق، پروستاسیکلین (PGI2) را ترشح می‌کنند. در دهه ۱۹۸۰ فروچکون و زاوادزکی کشف کردند که یک فاکتور توانمند آزاد شده است که منجر به شل شدن و گشاد شدن عضله صاف عروق می‌شود. این ماده اساسا به عنوان فاکتور شل کننده مشتق از اندوتلیال(EDRF) شناخته شده بود ولی امروزه به عنوان نیتریک اکساید شناخته میشود. در سال ۱۹۸۹، یک گروه ژاپنی ماده اندوتلیال را کشف کردند که اندوتلین نامیده شد که موجب تنگ شدن رگ در عضله صاف عروق می‌شود. این مواد در اندوتلیوم ساخته می‌شوند و همزمان با تولید، ترشح (یعنی این مواد برای ترشح آتی ذخیره نمی‌شوند) می‌شوند (لیویک۵۵ ۲۰۰۳).
برای حفظ سلامت دیواره‌ی عروق و تونوس وازوموتور در هر دوی شریان‌های بلند و شریانچه‌ها، اندوتلیوم ضروری است. این عملکرد به سبب میزان زیاد تولید و رهایش مواد تغییر دهنده قطر عروق به شمار می‌روند.
۲-۲-۱۰ اختلال در عملکرد اندوتلیال
تغییرات پاتولوژیک در ساختار و عملکرد اندوتلیوم می‌تواند عواقب زیانباری بر سلامتی انسان داشته باشد. تغییرات در عملکرد اندوتلیال می‌تواند منجر به افزایش نفودپذیری به لیپوپروتئین‌های پلاسما، افزایش چسبندگی به لوکوسیت‌ها، و عدم تعادل در آزاد کردن فاکتورهایی که تونوس عروق و انعقاد خون را تنظیم می‌کنند، شود (کلر ماجر۵۶ و همکاران ۱۹۹۴). شواهدی وجود دارد که نشان میدهد اختلال عملکرد اندوتلیال با فعالیت ورزشی بهبود می‌یابد. به همین دلیل، اختلال عملکرد اندوتلیال نقش مهمی در آغاز، پیشروی و عوارض بالینی بیماری شریان کرونری دارد و برای اقدامات پزشکی از جمله فعالیت‌های ورزشی یک هدف مهم به شمار می‌رود.
۲-۲-۱۱ ارزیابی اندوتلیال و عملکرد عروق
اختلال در عملکرد اندوتلیال و اختلال در گشادشدن عروق، اولین نشانه‌ی بیماری قلبی – عروقی و عامل پیش بینی کننده‌ی مشکلات قلبی – عروقی است و به همین علت ارزیابی عملکرد عروق در میان پژوهشگران و پزشکان از جذابیت زیادی برخوردار است. پزشکان سعی
دارند افرادی را که در معرض آسیب هستند قبل از ظهور علائم بیماری شناسایی کنند.عملکرد عروق ارزیابی می‌شود تا نقش اندوتلیوم و عضله صاف عروق در تنظیم فیزیولوژی قلبی – عروقی و بهبود تشخیص این بیماری‌ها روشن شود (اسمیت۵۷،۲۰۱۱).
۲-۲-۱۲ اتساع عروقی ناشی از جریان خون
بررسی اتساع عروقی ناشی از جریان خون شریان بازویی، رایج‌ترین روش مورد استفاده و تکنیک غیرتهاجمی برای ارزیابی ظرفیت اتساع عروقی می‌باشد. در این روش، قطر شریان بازویی قبل و پس از یک دوره ایجاد ایسکمی ناشی از کاف فشارسنج در عضو، اندازه‌گیری می‌شود. اتساع وابسته به اندوتلیوم بر اساس درصد افزایش قطر شریان پس از بازکردن کاف فشارسنج تخمین زده می‌شود (بتانی بارون گیبز۵۸، ۲۰۱۱).
اولتراسوند شریان بازوئی می‌تواند برای ارزیابی توانایی شریان بازوئی برای افزایش قطر عروق به منظور افزایش جریان خون در پرخونی مورد استفاده قرار گیرد (کلرماجر و همکاران۵۹ ۱۹۹۴). این تکنیک جهت به تصویر کشیدن شریان با استفاده از روش اولتراسوند به کار می‌رود (تصویر۲-۴ ).

مطلب مشابه :  قندی

تصویر ۲-۴ : اندازه گیری FMD با استفاده از دستگاه سونو

یک بازوبند به دور بازو بسته می‌شود و با فشاری بیشتر از فشار خون سیستولیک باد می‌شود تا ورود جریان خون به شریان را موقتا مهار کند و در ساعد ایسکمی به وجود آورد. باد بازوبند به سرعت ملایم خالی می‌شود و خون با سرعتی که توسط ظرفیت استراحتی عروق ریز تعیین می‌شود به بخش دیستال بازو مجددا جریان می‌یابد. افزایش جریان خون موجب افزایش تنش برشی در اندوتلیوم می‌شود که در عوض نیتریک اکساید آزاد می‌کند و موجب گشاد شدن شریانی می‌شود. افزایش در گشاد شدگی شریان که گشاد شدن غیر مستقیم جریان نامیده می‌شود، بر اساس درصد تغییر بیان می‌شود. تغییر بیشتر در گشادشدن غیر مستقیم جریان، نشاندهنده‌ی اندوتلیوم سالم است در حالی که افزایش نامحسوس در گشاد شدن غیر مستقیم جریان، نشاندهنده‌ی اختلال در عملکرد اندوتلیال است (اسمیت،۲۰۱۱).

*۱۰۰

ارزیابی سونوگرافی از FMD شریان بازویی، اطلاعات مهمی در مورد عملکرد عروقی در سلامت و بیماری، را به همراه دارد. اکثر مطالعات قبلی، FMD را تنها در یک نقطه زمانی مثلا به طور معمول تنها در۱ دقیقه پس از بازکردن کاف مورد بررسی قرار می‌دادند. اما تکنولوژی موجود در حال حاضر، امکان به دست آوردن تصاویر متعدد از شریان بازویی را به طور خودکار با استفاده از سیگنال ECG به عنوان یک ماشه و برای اندازه‌گیری خودکار قطر شریانی با استفاده از تکنیک‌های لبه تشخیص مبتنی بر کامپیوتر فراهم کرده است. این رویکرد اجازه می‌دهد تا محققان به بررسی دوره کامل زمان اتساع شریان بازویی در پاسخ به پرخونی واکنشی بپردازند(کارتی و همکاران،۲۰۰۲).

۲-۲-۱۳ تنش برشی
یکی ازپارامترهای همودینامیکی که نقش مهمی در تعیین محل و نحوه پیشرفت بیماریهای سیستم قلب و عروق مانند آتروسکروسیس داشته و از سالهای دور مطرح بوده است، مقدار تنش برشی در دیواره شریان است. این پارامتر با تغییر پروفیل سرعت در نزدیکی دیواره رابطه دارد (اسکویی و همکاران ۱۳۸۶).
زمانی که خون در طول یک رگ جاری می‌شود، با ایجاد کشش بر روی پوشش اندوتلیال رگ، تنش برشی را در دیواره رگ ایجاد می‌کند. این نیرو موازی سطح دیواره‌ی رگ است. دیواره را در مسیر جریان خون می‌کشد. مقدار تنش برشی می‌تواند توسط معادله‌ی زیر محاسبه شود . این معادله نشان می‌دهد که تنش برشی زمانی که جریان خون یا ویسکوزیته افزایش می‌یابد، بیشتر می‌شود. تنش برشی همچنین در رگ‌های کوچکتر نیز به مراتب بیشتر است ( بافرض جریان و ویسکوزیته ثابت)، زیرا قطر نقش مهمی در این امر دارد. علت اهمیت تنش برشی این است که رویدادهای فیزیولوژیک مربوط به گشاد شدن عروق را تحریک می‌کند ( اسمیت۶۰،۲۰۱۱).
تنش برشی، تابعی از میزان دیوار برشی و چسبندگی خون میباشد. سرعت برش عملی از نسبت جریان خون به r3 بهدست میآید که r نمایانگر قطر عروق میباشد (دریانوش و همکاران،۱۳۹۳).

مطلب مشابه :  تغییرات ساختاری

تصویر ۲-۵ نمایش تنش برشی

۲-۲-۱۴ فعالیت ورزشی ایزومتریک و فشارخون
فعالیت ورزشی ایزومتریک با تغییرات حاد همودینامیک شامل افزایش سیستولیک، دیاستولیک، فشار متوسط ​​شریانی و افزایش ضربان قلب و برون ده قلبی در ارتباط است. مقاومت عروق محیطی نیز یا تغییر نمی‌کند و یا کاهش می‌یابد. این تغییرات همودینامیک پس از اتمام فعالیت ورزشی به مقادیر پایه باز می‌گردد. فعالیت ورزشی ایزومتریک، یک فعالیت ورزشی هوازی، نمی‌باشد و توسط دستورالعمل های کمیته ملی و بین المللی به بیماران مبتلا به فشار خون بالا توصیه نمی شود. مطالعات اخیر و متاآنالیز از این موضوع نشان داده‌اند که اگرچه فعالیت ورزشی ایزومتریک و یا مقاومتی فشارخون استراحتی را افزایش نمی‌دهد و اغلب منجر به کاهش می‌شود بلکه می‌تواند با تجویز همزمان داروهای ضد فشارخون مورد استفاده قرار بگیرد. فعالیت ورزشی ایزومتریک اثرات مفید دیگری علاوه بر فشار خون، دارد که شامل افزایش حجم عضله، افزایش قدرت بالاتنه و پایین تنه، افزایش تراکم استخوان و کاهش شکستگی استخوان می‌شود. این تغییرات برای افراد مسن بسیار مفید است که می‌تواند موجب تحرک بیشتر و بالا بردن کیفیت زندگی آنها شود. بر اساس این تغییرات، محققان معتقدند که فعالیت ورزشی ایزومتریک،
چه به تنهایی و چه در ترکیب با فعالیت ورزشی پویا، می‌تواند برای افراد مبتلا به پرفشاری خون توصیه شود و به عنوان بخشی از یک رژیم درمانی جامع برای آنها استفاده گردد (استیون و همکاران ۶۱،۲۰۱۰).
کمیته‌های ملی و بین‌المللی، از فعالیت ورزشی دینامیک به عنوان بخشی از یک روش جامع و مفید برای درمان فشارخون حمایت می‌کنند(چبانیان و همکاران ۶۲،۲۰۰۳).
توصیه‌هایی در خصوص فعالیت‌های ورزشی ایزومتریک و مقاومتی وجود دارد اما اطلاعات اندکی در این زمینه در دسترس است. با این حال همیشه این نگرانی وجود داشته است که اینگونه فعالیت‌ها (ایزومتریک و مقاومتی) موجب افزایش فشارخون می‌شوند و همانند فعالیت‌های دینامیک که یک آمادگی ورزشی است و موجب کاهش فشارخون و ضربان قلب می‌شود، نمی‌باشند(هگ برگ ۶۳و همکاران،۲۰۰۰).
اخیرا بسیاری از مردم، تمرینات ایزومتریک را به صورت تمرینات روزانه در مراکز ورزشی و یا در خانه بدون توجه به سطح فشارخون، انجام می‌دهند. همچنین، فعالیت‌های روزانه، مانند بلند کردن، نگه داشتن و حمل چمدان خود نیز به عنوان تمرینات ایزومتریک محسوب می‌شوند. اگر چه اثرات همودینامیکی فعالیت‌های ورزشی پویا به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته، اما دانش اندکی در مورد اثرات همودینامیک، گردش خون، و BP ورزش ایزومتریک در بیماران مبتلا به فشار خون بالا وجود دارد (هگ برگ و همکاران،۲۰۰۰ ).
مطالعات انجام شده توسط پژوهشگران نشان داده است که افزایش فشار خون با تغییر در عملکرد رفلکس بارورسپتورها همراه است (مارتین۶۴و همکاران ۱۹۷۴). در غیر این صورت، برادی کاردیای مداوم یکی از یافته‌های مشخص در بیماران مبتلا به فشار خون بالا می‌باشد که منجر به ادامه فعالیت سطوح بالای فعالیت رفلکس ها می‌شود. بنابراین، ضربان قلب طبیعی که در اکثر بیماران با فشار خون بالا دیده می‌شود نشان دهنده سازگاری سیستم های بارورفلکس نسبت به فشارخون بالا است. همگام با این مشاهدات، مطالعات دیگر نشان می‌دهد که پاسخ فشارخون، ضربان قلب، برون ده قلب، و مقاومت محیطی کل به فعالیت ایزومتریک در ۶۵MVC30% در هر دو گروه پرفشارخونی و طبیعی مشابه بودند (چریسنت۶۶ و همکاران ، ۱۹۷۸).
دانش ما در مورد پاسخ‌های سیستم گردش خون به فعالیت ورزشی ایزومتریک از مطالعات پیشین، بدست می‌آید (بارکرافت۶۷و همکاران،۱۹۳۹). که نشان می‌دهد جریان خون مورد نیاز به عضله منقبض شده از دو رویداد مخالف تامین می‌شود. یکی از آنها، مربوط به اتساع عروق خونی برای افزایش جریان خون و رویداد دوم نشان دهنده اثر گرفتگی این عروق به دلیل فشرده شدن مکانیکی عضلات منقبض شده است. مشخص شده است که در طول انقباضات مداوم با شدت MVC %20 ، جریان خون به عضلات ساق پا