Fluxo de sangue está intimamente ligado à actividade metabólica dos tecidos na maioria dos órgãos do corpo. Por exemplo, um aumento no metabolismo dos tecidos, como ocorre durante a contracção muscular ou durante alterações na actividade neuronal no cérebro, leva a um aumento no fluxo sanguíneo (hiperemia activa). Há evidências consideráveis de que as células metabolizadoras activas que envolvem as arteríolas libertam substâncias vasoactivas que causam vasodilatação. Isto é denominado teoria metabólica da regulação do fluxo sanguíneo. Aumentos ou diminuições no metabolismo levam a aumentos ou diminuições na libertação destas substâncias vasodilatadoras. Estes mecanismos metabólicos asseguram que o tecido é fornecido adequadamente pelo oxigénio e que os produtos do metabolismo (por exemplo, CO2, H+, lactato) são removidos. Outro mecanismo que pode acoplar fluxo sanguíneo e metabolismo envolve mudanças na pressão parcial de oxigênio.
Os diferentes mecanismos que podem estar envolvidos na regulação metabólica do fluxo sanguíneo são resumidos abaixo:
Hipoxia:
Diminuição do pO2 tecidual resultante da redução do suprimento de oxigênio ou aumento da demanda de oxigênio causa vasodilatação. A vasodilatação induzida pela hipoxia pode ser direta (O2 inadequado para sustentar a contração muscular suave) ou indireta através da produção de metabólitos vasodilatadores. Note, entretanto, que a hipoxia induz vasoconstrição na circulação pulmonar (ou seja, vasoconstrição hipóxica), que provavelmente envolve a formação de espécies reativas de oxigênio, endotelina-1 ou produtos do metabolismo do ácido araquidônico.
Tissue Metabolites e íons:
Adenosina é formada a partir de AMP celular atuado por 5′-nucleotidase. A AMP é derivada da hidrólise de ATP intracelular e ADP. A formação de adenosina aumenta durante a hipoxia e aumento do consumo de oxigênio, especialmente se este último for acompanhado por um fornecimento inadequado de oxigênio. A formação de adenosina é um mecanismo particularmente importante para regular o fluxo sanguíneo coronariano.
O íon potássio é liberado pela contração do músculo cardíaco e esquelético. Pequenos aumentos no K+ extracelular produzem hiperpolarização do músculo liso vascular e relaxamento através da estimulação da bomba eletrogênica Na+/K+-ATPase e aumento da condutividade da membrana para K+ (canais K+ ativados). O K+ extracelular aumenta quando há um aumento na freqüência do potencial de ação, pois com cada potencial de ação K+, deixa a célula. Normalmente, a bomba Na+/K+-ATPase é capaz de restaurar os gradientes iónicos; no entanto, a bomba não acompanha as despolarizações rápidas (ou seja, há um desfasamento temporal) durante as contracções musculares e isto faz com que o K+ se acumule no espaço extracelular. O íon potássio parece desempenhar um papel significativo na causa de hiperemia ativa na contração do músculo esquelético.
A formação de dióxido de carbono aumenta durante os estados de aumento do metabolismo oxidativo. Ele se difunde prontamente das células parenquimatosas nas quais é produzido para o músculo liso vascular dos vasos sanguíneos onde causa vasodilatação. O CO2 tem um papel significativo na regulação do fluxo sanguíneo cerebral.
Ião hidrogênio aumenta quando o CO2 aumenta ou durante estados de aumento do metabolismo anaeróbico, o que pode produzir acidose metabólica. Como o CO2, o aumento do H+ (diminuição do pH) causa vasodilatação, particularmente na circulação cerebral.
Ácido láctico, um produto do metabolismo anaeróbico, é um vasodilatador, embora em grande parte devido ao seu efeito pH.
Fosfato inorgânico é liberado pela hidrólise dos nucleotídeos adenina. Ele pode ter alguma atividade vasodilatadora na contração do músculo esquelético.
RK Revisado 04/06/2007