PMC

author
6 minutes, 33 seconds Read

Sekä keskeisillä että paikallisilla tekijöillä on tärkeä rooli luurankolihaksen verenkierron säätelyssä liikunnan aikana. Luustolihaspumpun ajatellaan olevan ratkaisevan tärkeä paikallisen ja systeemisen verenkierron vasteiden koordinoinnissa liikunnan aikana (Rowell, 1993). Lihassupistuksen konsentrisen vaiheen aikana tapahtuu perifeerisen laskimoveren karkottaminen ja keskitetty mobilisointi, mikä helpottaa laskimopaluuta ja lisää iskutilavuutta (SV) ja sydämen minuuttitilavuutta . Yksittäisen lihassupistuksen on todellakin osoitettu tyhjentävän tehokkaasti laskimoverisuonet ja tehostavan yli 40 %:n intramuskulaarisen veritilavuuden sentraalista translokaatiota (Stewart ym. 2004). Parantamalla potentiaalia vastaamaan aktiivisen lihaksen vasodilataation potentiaalia, lihaspumpun aiheuttama veren siirtyminen sentraalisesti voi epäsuorasti edistää korkeampaa liikuntahyperaatiota.

Lisäksi luurankolihaspumpun oletetaan suoraan lisäävän paikallista verenkiertoa aktiivisessa lihaksessa. Liikuntahyperemian alkaminen on nopeaa, ja se voi olla merkittävästi koholla 1 s:n kuluessa yksittäisen supistuksen jälkeen. Luustolihaspumppu voi olla osallisena hyperemian nopeassa alkamisessa lisäämällä lihasverisuonipohjan painegradienttia (laskimopaineen alenemisen kautta) lihaksen rentoutumisen jälkeen (Sheriff ym. 1993). Sen uskotaan myös aiheuttavan verisuonten seinämän mekaanista muodonmuutosta lihaksen pidentyessä ja lyhentyessä, mikä voi saada aikaan lihaksensisäisten valtimoiden ja arteriolien laajentumisen. Sekä ihmis- että eläinkokeet tukevat riippumatonta mekaanisesti ohjattua vasodilataatioreittiä liikuntahyperaineen alkamisen aikana.

The Journal of Physiology -lehdessä hiljattain julkaistussa tutkimuksessa González-Alonso ym. (2008) arvioivat luurankolihaspumpun ja vasodilataation roolia kardiovaskulaariseen toimintaan liikunnan aikana ihmisillä. Tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena oli ositella jalkojen vasodilataation ja lihaksen mekaanisen osuuden vaikutusta luurankolihaksen hyperaemiaan ja sydän- ja verisuonitoimintaan liikunnan aikana. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi González-Alonso ym. infusoivat inkrementaalisia ATP-annoksia reisivaltimoon ja mittasivat keskeisiä kardiovaskulaarisia vasteita, erityisesti keskuslaskimopaineen (CVP), SV:n ja . Lisäksi mitattiin jalkojen ja systeemistä hemodynamiikkaa yhden jalan polven ojentajaharjoituksen aikana. González-Alonso ja kollegat osoittivat, että ATP:n infuusio reisivaltimoon vastasi :n ja jalkojen verenkierron (LBF) lisääntymistä, joka havaittiin polven ojentajaharjoittelun aikana muuttamatta CVP:tä tai lihasten aineenvaihduntaa. Nämä havainnot viittaavat siihen, että luurankolihaksen vasodilataatio ohjaa :n kasvua harjoituksen aikana. Mielenkiintoista on, että :n lisääntyminen asteittaisilla ATP-infuusioilla liittyi sykkeen (HR) ja SV:n asteittaisiin nousuihin, kun taas sama liikunnan aikana havaittu :n lisääntyminen johtui täysin käyrälinjaisesta HR:n noususta yli 30 %:n huipputehon.

González-Alonso ja kollegat käsittelivät seuraavaksi systemaattisesti luustolihaspumpun ja mekaanisen muodonmuutoksen osuutta paikalliseen ja systeemiseen liikuntahyperatemiaan. Erityisesti he vertasivat paikallisia ja systeemisiä vasteita passiivisen ja aktiivisen polven ojentajaharjoittelun, syklisen reisipuristuksen yksin tai yhdessä passiivisen ja tahdonalaisen harjoittelun sekä erillisen reisilaskimon ja -valtimon ATP-infuusion aikana. Passiivinen polven ojentajaharjoittelu lisäsi hieman säärilihasten ja systeemisen perfuusion määrää. Lisäksi reisipuristusten lisääminen harjoituksen päälle lisäsi LBF:ää, kun harjoitus oli passiivinen, mutta ei vapaaehtoisen harjoituksen aikana. Kumpikaan passiivisista harjoitusolosuhteista (reisipuristusten kanssa ja ilman niitä) ei muuttanut , keskimääräistä valtimopainetta (MAP) tai jalkojen hapenkulutusta.

Tärkeimmät uudet havainnot González-Alonso ym. ovat, että a) valtimoveren ATP-infuusio jalkaan vastaa sydämen tehon kasvua, joka havaittiin yhden jalan polven ojentajaharjoituksen aikana samalla LBF:llä aiheuttamatta muutoksia CVP:ssä, ja b) passiivinen polven ojentajaharjoitus ja mekaaniset puristukset reiteen aiheuttivat jalkojen verenkierron vähäisen kasvun. Näistä havainnoista González-Alonso ja kollegat päättelivät, että lihaspumppu ei ole välttämätön laskimopaluun, CVP:n, SV:n ja tai lihasverenkierron ylläpitämiseksi yhden jalan liikunnan aikana ihmisillä.

Viime aikoihin asti lihaspumpun oletettiin olevan perustavanlaatuisessa asemassa laskimopaluun, loppudiastolisen tilavuuden ja SV:n ylläpitämisessä pystysuoran liikunnan aikana ihmisillä (Rowell, 1993). González-Alonso ym. ovat ensimmäiset, jotka osoittavat, että paikallisen vasodilataation aikana ihmisillä LBF, SV ja kasvoivat liikunnan aikana havaittuun tasoon, mikä viittaa siihen, että laskimopaluuta voidaan lisätä pelkästään vasodilataation avulla. Lihaspumppu ei siis ehkä ole niin pakollinen liikunnan aikana kuin aiemmin on luultu (Rowell, 1993).

González-Alonson ja kollegoiden osoittama :n lisääntyminen liikunnan aikana ja ATP:n indusoima verisuonten laajeneminen johtuivat kuitenkin eri mekanismeista. Liikunnan aikana suurin osa :n lisääntymisestä johtui HR:stä, koska SV pysähtyi noin 30 prosenttiin huipputehosta. Sitä vastoin ATP-infuusion aikana suurin osa :n noususta johtui SV:n noususta. González-Alonso ym. esittävät, että SV tylsistyi rasituksen aikana takykardian vuoksi; kuitenkin vastaavalla syketaajuudella ATP-infuusion aikana SV oli ∼20 ml korkeampi verrattuna rasitukseen. On siis mahdollista, että sydämen syke ei rajoittanut iskutilavuutta harjoituksen aikana, ja se voi liittyä harjoituksen aikana tapahtuvaan jälkikuormituksen lisääntymiseen. Lisäksi CVP ja MAP pysyivät muuttumattomina ATP-infuusion aikana, kun taas MAP nousi koko harjoituksen ajan ja CVP oli koholla harjoituksen lopussa. Siksi González-Alonso ja kollegat viittaavat siihen, että pelkkä vasodilataatio voi lisätä SV:tä ja ilman, että CVP kasvaa. Kohonnut CVP edistää oikean eteisen täyttymistä lisäämällä painegradienttia oikean eteisen ja keskuslaskimoiden välillä. Näin ollen SV:n on täytynyt lisääntyä useiden muiden mekanismien, kuten jälkikuormituksen vähenemisen tai sympaattisesti välitetyn sydämen supistuvuuden lisääntymisen kautta. Jälkikuormituksen tai sydämen sympaattisen aktiivisuuden muutoksista ei kuitenkaan ollut näyttöä ATP-infuusion aikana. SV:n lisääntyminen ATP-infuusion aikana on siis vielä selvittämättä. On mahdollista, että olosuhteiden väliset erot SV:ssä selittyvät mallivirtausmenetelmän kelpoisuudella arvioida SV:tä erilaisissa hemodynaamisissa olosuhteissa.

Lisäksi olisi otettava huomioon rasituksen aikana tapahtuvien rintakehän sisäisen paineen muutosten vaikutus sydämen toimintaan ja laskimopalautukseen. Tässä yhteydessä rintakehän sisäisen paineen muutokset rasituksen aikana voivat muuttaa oikean kammion täyttöä, joten lihaspumppu voi olla perustavanlaatuinen pakottaessaan verta perifeerisistä laskimoista rintakehään suuremmilla rintakehän sisäisillä paineilla, mitä ei tapahdu pelkän ATP-infuusion aikana. Tosiasia kuitenkin on, että levossa pelkkä paikallinen vasodilataatio näyttää lisääntyvän rasituksen aikana osoitettuun

Huomionarvoista on, että LBF:n ollessa yli 7 l min-1 jalkojen verisuonten johtokyky oli suurempi paikallisen ATP-infuusion aikana kuin rasituksen aikana. Tämä viittaa siihen, että saman verenkierron aikaansaamiseksi ATP-infuusion aikana tarvittiin suurempi määrä verisuonten laajentumista. Liikunnan aikana MAP nousi, mikä auttoi vastaamaan aktiivisen lihaksen virtaustarpeeseen. Näin ollen verisuonten laajenemista tarvittiin harjoituksen aikana vähemmän saman verenkierron aikaansaamiseksi jalkojen verenkierrossa kuin ATP-infuusiotilanteessa. Verisuonten supistumisen puuttuminen jalasta ATP-infuusion aikana voi myös selittää suuremman johtokyvyn verrattuna harjoitukseen. On mahdollista, että kiertävällä ATP:llä on keskeinen rooli lihasverenkierron hallinnassa aiheuttamalla vasodilataatiota ja poistamalla α-adrenergisen vasokonstriktion. ATP:n infuusion levossa olevaan jalkaan on todellakin osoitettu tyramiini-infuusion kautta tapahtuvan lisääntyneen sympaattisen vasokonstriktorisen toiminnan vaikutusten täydelliseksi tyramiini-infuusion avulla (Rosenmeier ym. 2004). Mekanismi, jolla ATP kumoaa vasokonstriktorisen tonuksen lisääntymisen, on toistaiseksi epävarma. Toinen mahdollinen selitys jalkojen verisuonten johtokyvyn erolle harjoituksen ja ATP-infuusion välillä on kudoksen määrä, joka laajenee kussakin tilassa. Liikunnan yhteydessä laajentuminen rajoittuu aktiivisiin lihaksiin, kun taas ATP-infuusion aikana laajentumista voi tapahtua suurimmassa osassa jalkaa.

Tämän tutkimuksen löydösten perusteellisesta käsittelystä ja selittämisestä huolimatta pääkysymys on edelleen: mikä aiheuttaa :n ja erityisesti SV:n lisääntymisen ATP:n aiheuttaman verisuonten laajentumisen aikana? Pelkästään SV:n suuri kasvu viittaa siihen, että laskimopaluu lisääntyy paikallisen vasodilataation ja lisääntyneen LBF:n aikana. González-Alonso ja kollegat huomauttavat, että se ei voi välittyä veren uudelleenjakautumisen kautta keskusverenkiertoon, koska a) jalan kontrolliverenkierto ja verisuonten johtokyky pysyivät muuttumattomina arteriaalisen ATP-infuusion yhteydessä, b) verenkierto ei-harjoittelevissa ja ei-infusoitavissa kudoksissa on sama asteittaisella ATP-infuusiolla ja harjoittelulla ja c) verisuonten johtokyky ei-harjoittelevissa ja ei-infusoitavissa kudoksissa säilyi muuttumattomana kasvavilla ATP-infuusion määrillä. Vaikka kirjoittajat osoittavat kaunopuheisesti, mitkä mekanismit eivät olisi voineet lisätä esikuormitusta ja siten SV:tä, he eivät anna tietoa siitä, mitkä mekanismit olisivat voineet myötävaikuttaa SV:n kohoamiseen.

Johtopäätöksenä González ja kollegat ovat ensimmäiset, jotka osoittavat, että pelkkä ATP:n aiheuttama verisuonten laajeneminen voi lisääntyä siihen, mitä havaittiin yhden jalan polven ojentajaharjoittelussa. Kirjoittajat ehdottavat näin ollen, että lihaspumpulla ei välttämättä ole perustavanlaatuista roolia laskimopalautuksen, esikuormituksen ja lisääntymisessä liikunnan aikana. Koska tutkimuksessa käytettiin yhden jalan liikuntamallia, tehdyt johtopäätökset saattavat aliarvioida lihaspumpun roolia pystyasennossa tapahtuvan kokovartaloharjoittelun aikana. Lisäksi mekanismit, joilla paikallinen vasodilataatio lisäsi , ovat edelleen tuntemattomia. Tulevissa tutkimuksissa tulisi pyrkiä tutkimaan muutoksia sydämen täyttö- ja laskimopaineissa ATP:n aiheuttaman vasodilataation aikana.

Similar Posts

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.