Điều hòa lưu lượng máu bằng những thay đổi trong mạch máu mô

Cơ chế chính của sự điều chỉnh dòng máu là thay đổi lượng tưới máu mô. Ví dụ, nếu sự trao đổi chất ở mô tăng lên trong thời gian kéo dài sự tưới máu tăng, quá trình này được gọi là angiogenesis. Nếu trao đổi chất giảm, tưới máu giảm. Hình chỉ ra sự tăng lượng lớn số lượng mao mạch trên kính hiển vi điện tử để co lại trong thời gian ngắn vài ngày đến 30 ngày, so sánh với cơ không được kích thích ở chân khác của động vật.

Do đó, sự tái tạo vật chất của mạch xảy ra để đáp ứng với nhu cầu của mô. Sự tái cấu trúc này xảy ra nhanh trong vòng vài ngày ở những động vật non. Nó cũng xảy ra nhanh ở những mô mới lớn như mô sẹo, mô ung thư, nhưng nó xảy ra chậm hơn nhiều ở các mô đã già, mô vững chắc. Do đó, thời gian yêu cầu cho sự điều chỉnh lâu dài diễn ra có thể chỉ ít ngày ở trẻ sơ sinh hoặc dài hàng tháng ở người lớn tuổi. Hơn nữa, mức độ đáp ứng tốt hơn nhiều ở mô non so với mô già. Do đó, ở mô non, sự tưới máu sẽ điều chỉnh để cân xứng gần như chính xác với nhu cầu của mô, nhưng tái lại ở các mô già, sự tưới máu thường chậm hơn nhiều so với nhu cầu của mô.

Hình. Sự tăng lớn số lượng các mao mạch (chấm trắng) ở cơ chày trước của chuột, nó được kích thích bằng điện để gây co trong mỗi ngày trong 30 ngày (B) so sánh với cơ không được kích thihcs (A) tring 30 ngày ngắt quãng kích thích điện được biến đổi chủ yếu sự co rút nhanh, cơ chày trước biến đổi chủ yêu co rút chậm, cơ oxy hóa cùng với tăng số lượng của mao mạch và giảm đường kính tơ cơ như đã chỉ ra.

Vai trò của oxy trong điều chỉnh lâu dài

Oxy quan trong nhưng không phải chỉ cho cơ chế điều hòa tức thời mà cả cơ chế kiểm soát lâu dài. Ví dụ như tăng tưới máu mô trên động vật  sống ở trên cao, nơi có oxy trong khí quyển thấp. Với những trẻ sinh non được thở oxy lều với mục đích điều trị, oxy quá mức gây ra sự dừng phát triển ngay lập tức các mạch mới ở võng mạc mắt trẻ sinh nin và thậm chí có thể gây ra sự thoái hóa của một số mạch nhỏ đã định hình. Khi trẻ nhỏ được ngừng thở oxy lều, sự phát triển bùng nổ của các mạch máu mới xảy ra để chống lại sự giảm đột ngột oxy máu. Thật vậy, sự phát triển quá mức xảy ra, các mạch máu ở võng mạc phát triển từ võng mạc vào trong dịch thủy tinh của mắt, cuối cùng gây ra mù, tình trạng này gọi là xơ hóa võng mạc.

Tầm quan trọng của các yếu tố phát triển mạch trong sự hình thành mạch máu mới

Nhiều các yếu tố tăng sự phát triển của mạch máu mới đã được tìm ra, hầu như tất cả đều là các peptid. Có 4 yếu tố được miêu tả rõ nhất là yếu tố tăng trưởng mạch endothelial VEGF, yếu tố phát triển nguyên bào sợi, yếu tố phát triển bắt nguồn từ tiểu cầu PDGF và angiogenin, mỗi yếu tố được tách ra từ mô mà có sự cung cấp mau không cân xứng. có lẽ nó là do thiếu hụt oxy mô hoặc các chất dinh dưỡng hoặc cả 2, dẫn đến sự hình thành các yếu tố phát triển mạch (gọi là “angiogenic factors’’).

Agiogenesis bắt đầu với mạch máu mới mọc ra từ mạch máu khác. Bước đầu tiên là sự hòa tan màng cơ bản của tế bào nội mô tại điểm mọc ra. Sau bước này là sự tái sản xuất các tế bào nội mô mạch máu mới chảy ra ngoài qua thành mạch trên những đường mở rộng trực tiếp về phía nguồn của các yếu tố angiogenic. Những tế bào trên mỗi dây tiếp tục phân chia và nhanh chóng phủ vào mặt trong ống. tiếp theo, ống kết nối với những ống khác mọc ra từ mạch máu mới( tiểu động mạch khác). Nếu dòng máu lớn hơn, tế bào cơ trơn cuối cùng cũng lan vào thành mạch, nên một số mạch máu mới phát triển ở các tiểu động mạch hoặc tĩnh mạch hoặc có thể ở các mạch máu lớn hơn. Do đó, angiogenesis giải thích các thức mà các yếu tố chuyển hóa ở mô tại chỗ có thể làm phát triển các mạch máu mới.

Với các chất khác như một số hormone steroid có tác dụng đối ngược trên mạch máu nhỏ, thỉnh thoảng thậm chí làm cho các tế bào thành mạch bị chết và mạch máu biến mất. do đó, mạch máu có thể cũng biến mất khi chúng không cần thiết. Các peptid được sản xuất ở mô có thể chặn sự phát triển của mạch máu mới. ví dụ, angiostatin, các mảnh protein, là một chất ức chế tự nhiên của angiogenesis. Endostatin cũng là một chất đối kháng với angiogenic, nó được tách ra từ sự phá vỡ collagen typ XVII. Mặc dù các chức năng sinh học của những chất đối kháng angiogenic vẫn chưa được biết, nhưng nó có tầm quan trọng lớn trong việc ứng dụng làm ngừng phát triển dòng máu ở khối u và do đó, ngăn chặn sự tăng nhanh của dòng máu cần để choosing kaij sự cung cấp dinh dưỡng cho các khối u phát triển nhanh chóng.

Sự tưới máu đã được xác định bởi nhu cầu dòng máu tối đa, không phải nhu cầu trung bình

Đặc tính quan trọng nhất của sự kiểm soát dòng máu lâu dài là tưới máu được xác định chủ yếu bởi mức tối đa nhu cầu dòng máu hơn là mức trung bình. Ví dụ, trong suốt quá trình luyện tập thể dục hao tốn nhiều năng lượng, nhu cầu dòng máu cho cả cơ thể thường tăng từ 6 đến 8 lần với dòng máu khi nghỉ ngơi. Sự vượt quá giới hạn dòng máu này có thể không được đòi hỏi hơn vài phút mỗi ngày. Tuy nhiên, thậm chí nhu cầu ngắn hạn này có thể khiến các yếu tố của cơ chế anngiogenic được cơ tạo ra để tăng lượng máu được yêu cầu. nếu nó không khả dụng, mỗi lần con người cố gắng những bài tập thể dục nặng, cơ sẽ  nhận thiếu dinh dưỡng cần thiết, đặc biệt là oxy và do dó, cơ sẽ không co.

Tuy nhiên, sau khi mạch máu mới hình thành phát triển, mạch máu tăng thêm thường giữ ở trạng thái co, chỉ mở để cho dòng máu thêm qua khi có kích thích tại chỗ thích hợp như thiếu oxy, kích thích từ thần kinh gây giãn mạch, hoặc kích thích khác về phía dòng máu được đòi hỏi thêm.