PMC

author
9 minutes, 58 seconds Read

Centrální i lokální faktory hrají důležitou roli v regulaci průtoku krve kosterním svalstvem během cvičení. Předpokládá se, že kosterní svalová pumpa má zásadní význam pro koordinaci lokálních a systémových reakcí krevního průtoku během cvičení (Rowell, 1993). Během koncentrické fáze svalové kontrakce dochází k vypuzování a centrální mobilizaci periferní žilní krve, což usnadňuje žilní návrat a zvyšuje zdvihový objem (SV) a srdeční výdej . Bylo totiž prokázáno, že jediná svalová kontrakce je účinná při vyprazdňování žilních cév a zvyšuje centrální přesun více než 40 % objemu intramuskulární krve (Stewart et al. 2004). Zlepšením potenciálu tak, aby odpovídal potenciálu aktivní svalové vazodilatace, může svalová pumpa vyvolaná centrálním přemístěním krve nepřímo podpořit vyšší hyperemii při cvičení.

Dále se předpokládá, že pumpa kosterního svalu přímo zvyšuje lokální průtok krve v aktivním svalu. Nástup hyperémie při cvičení je rychlý a může být výrazně zvýšena během 1 s po jediné kontrakci. Pumpa kosterního svalu se může podílet na rychlém nástupu hyperémie zvýšením tlakového gradientu přes svalové cévní řečiště (prostřednictvím sníženého žilního tlaku) po svalové relaxaci (Sheriff et al. 1993). Předpokládá se také, že způsobuje mechanickou deformaci cévní stěny během prodlužování a zkracování svalu, která může vyvolat dilataci intramuskulárních arterií a arteriol. Studie na lidech i na zvířatech podporují nezávislou mechanicky podmíněnou vazodilatační cestu během nástupu hyperémie při cvičení.

V nedávné studii v časopise The Journal of Physiology González-Alonso et al (2008) hodnotili úlohu pumpy kosterního svalstva a vazodilatace na kardiovaskulární funkce během cvičení u lidí. Hlavním cílem studie bylo rozdělit vliv vazodilatace nohou a mechanického příspěvku svalů k hyperemii kosterního svalstva a kardiovaskulární funkci během cvičení. Za účelem dosažení tohoto cíle González-Alonso a spol. infundovali do femorální tepny postupné dávky ATP a měřili centrální kardiovaskulární reakce, konkrétně centrální žilní tlak (CVP), SV a . Kromě toho měřili hemodynamiku dolních končetin a systémovou hemodynamiku během inkrementálního cvičení extenzorů kolena na jedné noze. González-Alonso a jeho kolegové prokázali, že infuze ATP do femorální tepny odpovídá zvýšení a průtoku krve nohou (LBF) pozorovanému během inkrementálního cvičení kolenního extenzoru, aniž by se změnil CVP nebo svalový metabolismus. Tato zjištění naznačují, že vazodilatace kosterního svalu je hnací silou zvýšení během cvičení. Zajímavé je, že zvýšení při stupňovaných infuzích ATP bylo spojeno s progresivním zvýšením srdeční frekvence (HR) a SV, zatímco stejné zvýšení pozorované během cvičení bylo zcela poháněno křivkovým zvýšením HR nad 30 % maximálního výkonu.

González-Alonso a kolegové se dále systematicky zabývali podílem pumpy kosterního svalu a mechanické deformace na lokální a systémové hyperemii při cvičení. Konkrétně porovnávali lokální a systémové reakce během pasivního a aktivního cvičení kolenních extenzorů, cyklických kompresí stehen samotných nebo v kombinaci s pasivním a dobrovolným cvičením a oddělenou infuzí ATP do femorální žíly a tepny. Pasivní cvičení kolenních extenzorů vedlo k malému zvýšení perfuze svalů nohy a systémové perfuze. Kromě toho superpozice kompresí stehen při cvičení zvýšila LBF při pasivním cvičení, ale ne při dobrovolném cvičení. Ani jeden z pasivních cvičebních stavů (s kompresemi stehen a bez nich) nezměnil , střední arteriální tlak (MAP) nebo spotřebu kyslíku v noze.

Hlavní nová zjištění González-Alonso et al. je, že (a) arteriální infuze ATP v noze odpovídá zvýšení srdečního výdeje pozorovanému při cvičení extenzorů kolena na jedné noze při stejné LBF, aniž by vyvolala změny CVP, a (b) pasivní cvičení extenzorů kolena a mechanické komprese stehna způsobily minimální zvýšení krevního průtoku nohou. Z těchto zjištění González-Alonso a jeho kolegové vyvodili závěr, že svalová pumpa není povinná pro udržení žilního návratu, CVP, SV a nebo udržení svalového krevního průtoku během cvičení na jedné noze u lidí.

Do nedávna se předpokládalo, že svalová pumpa hraje zásadní roli při udržování žilního návratu, enddiastolického objemu a SV během cvičení ve vzpřímené poloze u lidí (Rowell, 1993). González-Alonso et al. jako první uvádějí, že během lokální vazodilatace u lidí se LBF, SV a zvýšily na úroveň pozorovanou během cvičení, což naznačuje, že žilní návrat může být zvýšen samotnou vazodilatací. Svalová pumpa tedy nemusí být během cvičení tak obligátní, jak se dříve předpokládalo (Rowell, 1993).

Zvýšení během cvičení a ATP indukovaná vazodilatace, které prokázali González-Alonso a kolegové, však byly poháněny odlišnými mechanismy. Během cvičení byla většina zvýšení poháněna HR, protože SV dosáhla plató přibližně na 30 % maximálního výkonu. Naopak během infuze ATP byla většina zvýšení poháněna zvýšením SV. González-Alonso et al. naznačují, že SV byla během cvičení otupena v důsledku tachykardie; při podobné srdeční frekvenci během infuze ATP však byla SV o ∼20 ml vyšší ve srovnání s cvičením. Je možné; že tedy HR neomezovala zdvihový objem během cvičení a může souviset se zvýšením afterloadu, ke kterému dochází během cvičení. Navíc CVP a MAP zůstaly během infuze ATP nezměněny, zatímco MAP se během cvičení zvyšoval a CVP byl na konci cvičení zvýšený. González-Alonso a jeho kolegové proto naznačují, že samotná vazodilatace může zvýšit SV a bez zvýšení CVP. Zvýšení CVP podporuje plnění pravé síně zvýšením tlakového gradientu mezi pravou síní a centrálními žilami. V důsledku toho muselo dojít ke zvýšení SV prostřednictvím několika dalších mechanismů, jako je snížení afterloadu nebo sympaticky zprostředkované zvýšení srdeční kontraktility. Nebyly však prokázány žádné změny afterloadu nebo srdeční sympatické aktivity během infuze ATP. Zvýšení SV během infuze ATP je proto třeba ještě objasnit. Je možné, že rozdíly v SV mezi jednotlivými podmínkami lze vysvětlit platností metody modelového průtoku pro odhad SV za různých hemodynamických podmínek.

Dále je třeba zvážit vliv změn nitrohrudního tlaku během cvičení na srdeční funkci a žilní návrat. V této souvislosti mohou změny nitrohrudního tlaku během cvičení měnit plnění pravé komory, proto může mít svalová pumpa zásadní význam při vytlačování krve z periferních žil do hrudníku při vyšších nitrohrudních tlacích, k čemuž při samotné infuzi ATP nedochází. Faktem však zůstává, že v klidovém stavu se lokální vazodilatace sama o sobě zřejmě zvyšuje na úroveň prokázanou během cvičení.

Je pozoruhodné, že při LBF větší než 7 l min-1 byla cévní vodivost dolních končetin větší během lokální infuze ATP než během cvičení. To naznačuje, že k vytvoření stejného průtoku krve během infuze ATP bylo zapotřebí většího množství vazodilatace. Během cvičení došlo ke zvýšení MAP, což napomohlo uspokojení požadavků na průtok aktivním svalem. V důsledku toho bylo během cvičení zapotřebí méně vazodilatace k vytvoření stejného průtoku krve nohou ve srovnání s podmínkou infuze ATP. Nedostatek vazokonstrikce v noze během infuze ATP může také vysvětlit větší vodivost ve srovnání s během cvičení. Je možné, že cirkulující ATP hraje klíčovou roli v řízení svalového průtoku krve tím, že způsobuje vazodilataci a ruší α-adrenergní vazokonstrikci. Bylo totiž prokázáno, že infuze ATP do klidové nohy zcela otupí účinky zvýšené sympatické vazokonstrikční aktivity prostřednictvím infuze tyraminu (Rosenmeier et al. 2004). Mechanismus, kterým ATP překonává zvýšení vazokonstrikčního tonu, zůstává v současné době nejistý. Dalším možným vysvětlením rozdílu v cévní vodivosti dolních končetin mezi cvičením a infuzí ATP je množství tkáně, které se při jednotlivých stavech dilatuje. Při cvičení je dilatace omezena na aktivní svaly, zatímco při infuzi ATP může dojít k dilataci ve většině nohy.

Přes důkladnou diskusi a vysvětlení výsledků této studie zůstává hlavní otázkou: co způsobuje zvýšení a konkrétně SV během ATP indukované vazodilatace? Samotné velké zvýšení SV naznačuje, že během lokální vazodilatace a zvýšení LBF dochází ke zvýšení žilního návratu. González-Alonso a kolegové poukazují na to, že to nemůže být zprostředkováno redistribucí krve do centrálního oběhu, protože (a) kontrolní průtok krve nohou a cévní vodivost se při arteriální infuzi ATP nezměnily, (b) průtok krve v necvičících a neinfundovaných tělesných tkáních je při stupňované infuzi ATP a cvičení stejný a (c) cévní vodivost v necvičících a neinfundovaných tkáních se při zvyšující se rychlosti infuze ATP nezměnila. Zatímco autoři výmluvně poukazují na to, jaké mechanismy nemohly zvýšit předtížení, a tedy SV, neposkytují náhled na to, jaké mechanismy mohly přispět ke zvýšení SV.

Závěrem González a kolegové jako první prokázali, že samotná ATP indukovaná vazodilatace se může zvýšit na úroveň pozorovanou při cvičení extenzorů kolena na jedné noze. Autoři proto naznačují, že svalová pumpa nemusí hrát zásadní roli při zvyšování žilního návratu, preloadu a při cvičení. Vzhledem k tomu, že studie využívala model cvičení na jedné noze, mohou vyvozené závěry podcenit úlohu svalové pumpy při cvičení celého těla ve vzpřímené poloze. Navíc mechanismy, kterými lokální vazodilatace zvyšuje , zůstávají neznámé. Budoucí studie by se měly zaměřit na zkoumání změn srdečního plnění a žilních tlaků během vazodilatace vyvolané ATP

.

Similar Posts

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.