Monos Emil

A vénás rendszer élettana


3.2. A vénák aktív biomechanikai viselkedése; kapacitás-autoreguláció és adaptáció

In vitro vizsgálatok szerint a vénák kvázistatikus nyomás vs. térfogat jelleggörbéit, azaz a compliance-ét jelentősen meghatározzák az érfal passzív kötőszöveti (elastin, collagen) komponenseinek mechanikai és hálózati tulajdonságai, az axialis nyújtásfok, valamint a simaizomzat aktív tónusa. Elhanyagolható mértékű hatása van viszont az endotheliumnak és a mátrix anyagoknak. A kis venulák biomechanikai funkcióiban azonban valószínűleg már jelentős szerep jut az endothelium sejteknek, valamint a venularis pericytáknak is.
A vénák axialis nyújtottságának hatása mind a passzív, mind az aktív tangenciális feszültség-megnyúlás viszonylatok vonatkozásában jelentős tényező lehet.
Egyes vénatípusok, különösen a végtagi vénák – a neurogen és más eredetű (pl. hormonális) extrinsic tónus mellett – kifejezett nyomásfüggő intrinsic tónussal is rendelkeznek, amely egyértelműen kimutatható és mérhető közvetlenül, in vitro is (21. ábra). Ez a gyors myogen tónusválasz Ca++-függő, reverzibilis és együtt jár az érfali simaizom sejtek membránjának fenntartott depolarizációjával. A tónus jellemzői azt sugallják, hogy a vénás kapacitás-autoreguláció alapmechanizmusát képezi, így egyike lehet a vénás vér szívhez történő visszaáramlását – s ez által például az ortosztatikus toleranciát is – támogató fontos élettani mechanizmusoknak (35. ábra). (Mindebből az is következik, hogy az érsimaizomzat kontrakciós állapotának ismerete nélkül nem lehet világos képet kialakítani a vénafal nyújtás-feszültég, vagy nyomás-térfogat jelleggörbéinek fiziológiai tartalmáról, sem in vitro, sem pedig in vivo.)
 
21. ábra. Kísérleti fehér patkányból (SD) izolált vena saphena szegmentum nyomás által indukált, reprodukálható myogen válasza fiziológiás oldatban (Monos E et al., 1989, 2007, 2016 után). Ez az aktív tónus a vascularis kaliber mintegy 10%-os redukcióját eredményezheti a Ca++-mentes oldatban mérhető, relaxált simaizomzatú „passzív” állapothoz képest
Vegyük észre, hogy a véna kalibere (sugara) jól megtartott a növekvő intraluminalis nyomással szemben (1 és 2 görbe) normális fiziológiás só oldatban (PSS). Ca++-mentes oldatban az ér simaizomzata elveszíti azt a képességét, hogy aktív tónus generálásával ellensúlyozza a nyomás tágító hatását (3 és 4 görbe). Az aktív tónus meglétét jól demonstrálja a kiindulási érték alá jelentősen csökkent sugár az 1 és 2 görbe végén, amikor az intraluminalis nyomást hirtelen a kezdeti 0 Hgmm körüli értékre vittük vissza. (Emlékezzünk, hogy a lumenkapacitás cilindrikus erek esetében a sugár négyzetével egyenesen arányos!)
 
A vénás myogen válasznak tehát megvan az az inherens tulajdonsága, hogy a vascularis kapacitást egy kezdeti normális kontroll értéken tartsa a transmuralis nyomás növekvő tágító-feszítő hatásával szemben. Természetesen a fiziológiás nyomáshatárokon belül. Érdekes és érdemes e választ összehasonlítani a kis artériák, arteriolák jellemző myogen válaszával (22. ábra). A válaszgörbe karakterisztikája azt mutatja, hogy e precapillaris rezisztenciaerek esetében, a nyomás által indukált myogen tónusnövekedés az ér sugarát jóval a kiindulási érték alá képes redukálni növekvő nyomással szemben, így jelentős áramlási ellenállás növekedést eredményez, s ez által hatékony alapmechanizmusa a véráramlás-autoregulációnak.
 
22. ábra. Mesenterialis arteriola (macska) myogen válasza növekvőbelső nyomásra. Ez a Baylissjelenségként ismert véráramlás- autoreguláció intrinsic alapmechanizmusa (Johnson PC és Greatbach WH, 1966 után)
Emlékezzünk, hogy az áramlási rezisztencia (R) fordítva arányos az ér sugarának negyedik hatványával (r4) a Hagen-Poiseuille-féle törvény szerint.
 
Az a viszonylag régi kérdés, hogy miként képesek a vascularis simaizomsejtek érzékelni és biológiai jellé átalakítani a mechanikai nyújtást, még mindig nem lezárt. Néhány évvel ezelőtt, egy – az extracellularis matrixot (glycocalix), a cytoskeletont, az ioncsatorna proteineket és integrineket magában foglaló – heteromultimer mechanosensoros molekuláris komplexet publikáltak a nyomásindukált érfalmegnyújtás sejtmembrán szintű érzékelőjének modellezésére. A törzsfejlődés folyamán konzerválódott proteinféleségek, a degenerinek (DEG/ENaC és/vagy ASIC), melyek expressálódnak mind a fonalférgekben (!), mind az emlősök vascularis simaizomzat sejtjeiben, képezhetik a Ca-iont vezető pórusokat e mechanotransducer komplexben (Drummond et al. 2008). A glycocalix által mediált kontraktilis válasz valószínűleg Rho kináz (ROCK)-myosin könnyűlánc foszfatáz (MLCP) útvonalon aktiválódik (Kang H et al., 2017).
A vénák aktív kapacitás változásai a simaizomzat kontrakciós akti-vitása révén, tehát, egyike azon fontos mechanizmusoknak, amelyek szabályozzák a vénás visszaáramlást a szív fele, valamint a vérvolumen regionális eloszlását az egész szervezetben. Embernél a reflexes kapacitás válaszok nagysága kb. 5 ml/kg-ra becsülhető. A végtagi vénák feltehetőleg nem tárolnak jelentős mennyiségű vért még nagyobb mértékű véráramlás-növekedés esetében sem. Valószínűleg a vázizmok vénái nem játszanak nagy szerepet a vascularis kapacitás idegi reflexes szabályozásában, mivel a sympathicus noradrenerg kontrakciós válaszkészségük relatíve kicsi. Ezzel szemben az érrendszer vértároló funkciója szempontjából kulcsfontosságú szakasznak látszik a mesenterialis vénás microcirculatio (a teljes vérkészlet mintegy 25%-át tárolhatja), amelynek lumentérfogata kutyában – izolált preparátumon zero áramlás mellett végzett vizsgálatok szerint – a vénás nyomás 0-ról 30 Hgmm-re történő emelése hatására 360%-kal növekedhet. Patkányban végzett in vivo mérések eredményei azt mutatják, hogy a mesenterialis microcirculatión belül az elsőrendű venulák (belső átmérő: 71 +/- 3μm) disztenzibilitása szignifikánsan nagyobb, elasztikus modulusa pedig kisebb, mint a kis gyűjtő vénáké. E vizsgálatokban azonban nem lehetett különválasztani a passzív érfalistruktúrák szerepét és az aktív simaizom eredetű hatásokat. Valószínűleg az intestinalis venulák compliance- és kapacitáskarakterisztikáit – legalább is patkánynál – elsődlegesen a sympathicus idegi aktivitás szintje határozza meg, de emellett szólnak a kutyán végzett, baroreflex hatásokkal kapcsolatos vizsgálatok is. A baroreceptor reflex aktiválása során, ugyanis, az intestinalis vasculaturán belül, a venulák kontrakciója a teljes vértérfogateltolódás 80%-áért lehet felelős. Hormonális hatások (pl. vasopressin) szintén jelentős kapacitásváltozásokat okozhatnak a splanchnicus érterületen. Az egyes mesenterialis venulák átmérője, például patkányban és békában, in situ, igen kifejezett nyomásfüggő nem-lineáris karakterisztikát követ, s egymáshoz hasonló – viszonylag alacsony – mértékben (kb. 15%) növekszik a két speciesben a teljes fiziológiás nyomástartományban. A compliance-válasz mintegy 90%-a gyorsan kifejlődik (0,4 mp-en belül) lépcsőugrás alakú, hirtelen nyomásterhelés alkalmazása esetén.
A vénák biomechanikai viselkedése, különböző fiziológiás állapotokban, jelentősen, adaptíve módosulhat.
  • Terhesség során, patkányban, a mesenterialis kapacitásvénák compliance-a több mint 40%-kal csökken, ugyanakkor a terheletlen lumentérfogatuk a duplájára nő. Neminvazív mérések eredményei szerint multipara nők alsó végtagi vénáinak disztenzibilitása nagyobb, mint a primiparáké. A megnövekedett vénás disztenzibilitást oki kapcsolatba hozzák a gyakran előforduló másodlagos billentyűelégtelenség és a varicositas kialakulásával. Mások vizsgálatai ellenben azt a hipotézist támasztják alá, hogy csökkent vénaelaszticitás játszik szerepet a varicositas kifejlődésében, ami megelőzi a vénás valvularis incompetencia megjelenését. Feltehetőleg a vénafal biokémiai és funkcionális abnormitásai egyaránt megelőzik a varicositas kialakulását.
  • Tartós gravitációs stress szintén jelentősen befolyásolhatja a vénák aktív biomechanikáját. Az akut, nyomás által indukált myogen tónus szignifikánsan, mintegy kétszeresére nő patkány vena saphenában 1-2 hetes kísérletes ortosztázis hatására, a vízszintes helyzetben tartott állatokéhoz képest (23. ábra). Cső alakú ketrecek segítségével, negyvenöt fokos fej-fel „tilt” helyzetbe állított patkányok (ortosztázis modell) hátsó végtagi vénás nyomása azonnal megduplázódik a gravitációs terhelés miatt. Két hét alatt, az így tartott állatok vena saphenájának passzív lumentérfogata is – változatlan falvastagság mellett – mintegy 60%-kal nő, míg incrementalis disztenzibilitása csökken a fiziológiás körüli 5-10 Hgmm-es nyomástartományban.
E változások reverzibilisek. Azonban, kísérletes vizsgálatok és humán megfigyelések egyaránt bizonyítják, hogy hosszantartó, permanens „nem fiziológiás” gravitációs stressz (pl. a „modern” munkahelyi követelményre jellemző statikus álló, vagy ülő testhelyzet) az alsó végtag vénáinak patológiás elváltozásait okozhatja (2. ábra).
 
23. ábra. Mind az akut nyomás által indukált myogen tónus (Normál PSS – fiziológiás sóoldat), mind a morfológiai – relaxált – kaliber (Ca++-mentes PSS) szignifikánsan nő 1-2 hetes kísérletes ortosztázis hatására (Monos et al. 1989, 2007, 2016 után)
Jellemző egyedi mérési eredmény.
 
Figyelemre méltóan érdekes, hogy ember esetében – aki a hosszú törzsfejlődés kapcsán, szelektív módon adaptálódhatott a felegyenesedett testhelyzethez – a vena saphena ágainak igen nagy az akut nyomás indukálta myogen válasza: a 25–30%-ot is elérheti, ezzel mintegy 120%-os lumentérfogat terjedelmet kontrollálhat. E vénás tónust a simaizomsejt membránjában működő Ca++- és feszültség-függő K+csatornák ellenregulálják repolarizációs „hangolás” révén. Ilyen típusú myogen tónus, valamint káliumion-csatornák viszont nem találhatók az ember vena brachiocephalicájában (24. ábra). A magyarázat feltehetően az, hogy e szívközeli véna vérnyomását a testhelyzet változtatása nem befolyásolja jelentősen a szív értéktartó negatív feed-back szabályozó működése miatt. Ezek az ioncsatornák négylábon járó állatok (pl. kutya) végtagi vénáinak simaizomsejt membránjában sem mutathatók ki.
 
24. ábra. A nem specifikus K+-csatorna-blokkoló tetraethyl-ammonium (TEA) nyomás- és dózisfüggő hatása humán vena saphena normalizált átmérőjére (A). A vena brachiocephalica átmérőjét nem befolyásolja a TEA! (B) (Szentiványi M et al., 1997 után)
Az adatokat a kontroll értékek %-ában adtuk meg. PSS: fiziológiás sóoldat.
 
A súlytalanságot szimuláló, hosszantartó fej-le „tilt” testhelyzet hatására a láb vénás compliance fokozatosan növekszik emberben, hasonlóan az űrrepülés során tapasztaltakhoz. E változás valószínűleg a simaizom tónus csökkenésével hozható kapcsolatba. Emellett szól, hogy kéthetes kísérletes antiortosztázis (a microgravitas egyszerű földi modellje) hatására patkányok vena saphenájának akut nyomás által indukált myogen tónusa igen jelentősen csökken (Monos et al., 2007). Ilyen változások szerepet játszhatnak abban, hogy ortosztatikus intolerancia alakul ki hosszantartó űrrepülés után az asztronauták nagy részében, hasonló módon tartós kényszer-ágynyugalmat követően betegeknél is.
  • Tartós, intenzív fizikai munka kapcsán kutyák hasi visceralis nagyvénáinak passzív compliance-a jelentősen nő, miközben az egyéb, passzív mechanikai paraméterek csupán elhanyagolható mértékben változnak. Ember alkari vénái esetében korrelációt találtak a specifikus compliance és a munkatolerancia között. Mind fiatal, mind idős egyéneknél, akik rendszeres fizikai tréninget folytatnak, megnövekedett vénás compliance mérhető.
  • A környezeti hőmérséklet is szignifikánsan befolyásolhatja a vénák aktuális in vivo disztenzibilitását. Hűvös, testhőmérséklet alatti, környezetben (24°C) a disztenzibilitás fele akkorának bizonyult, mint melegben (35°C) humán alkari vénák esetében, feltehetőleg az érfali simaizom tónus különbségei miatt.
  • Az életkortól ugyancsak függhetnek a vénák biomechanikai tulajdonságai már közvetlenül a születés utáni hetekben is: például újszülött bárányok pulmonalis vénás disztenzibilitása szignifikánsan növekszik a születést követő első hónap során. Patkányok esetében a korosodással (10 hó, vs. 30 hó) 25%-kal nő a teljes „baseline” vénás compliance. Idős páciensek alkari vénás disztenzibilitása viszont szignifikánsan alacsonyabb, mint a fiatalabbaké. Felnőtt emberekből vett, alsó végtagi vénafal szövetmintáinak cirkumferenciális irányú szakítási szilárdsága szintén függ az életkortól. Egy másik vizsgálatban az egészséges vena saphena szakítási nyomását 2873 Hgmm-ben (= 3,78 atm.) állapították meg!
  • A testméret is jelentősen meghatározhatja a vénák kaliberét (Bérczi et al. 2005): érdekes, hogy a vena femoralis átmérője szorosabban korrelál a testmérettel, mint a vena jugularisoké felnőtt egészséges emberekben, duplex ultrasonographiás mérések szerint. E vizsgálatok során azonban sem értípus-, sem nem-, sem életkorfüggő eltérést nem lehetett kimutatni a vénák in vivo disztenzibilitásában (15 fokos akut tilt-próba).
  • A vénafal aktív biomechanikai alkalmazkodása akut és krónikus hemodinamikai terheléshez, tehát, történhet különböző extrinsic (reflexes idegi és hormonális) mechanizmusokkal, valamint a következő intrinsic mechanizmusokkal:
    • A gyors, fiziológiás tartományon belüli nyomásváltozáshoz azakut adaptáció a lumen kapacitás myogen autoregulációja révén történik (21. ábra).
    • Hosszantartó, fiziológiás mértékű hemodinamikai terhelés eseténaz ér teljes morfológiai lumenkapacitása, valamint az intrinsic myogen kapacitás autoregulációjának hatékonysága adaptíve növekszik, a falvastagság jelentős változása nélkül (12. ábra és 23. ábra).
    • A vénák krónikus arterializációja (graftműtétek) kapcsán a falvastagság „kompenzatórikusan” növekszik s az érfali struktúra drasztikusan remodelálódik: ezáltal fokozatosan redukálódik a véna falában az artériás vérnyomás indukálta extrém magas elasztikus feszültség (20. ábra), azonban a simaizomtónus fokozatosan elvész.
    • Az endothelium által termelt NO és más relaxáló faktorok felte-hetőleg a vénákban is jelentős védelmet biztosítanak a nem kívánatos mértékű tónusfokozódást, illetve spasmust kiváltó hatásokkal szemben (pl. az ér axiális túlnyújtása, vagy az extracelluláris Mg-ion koncentráció csökkenése esetében) mind fiziológiás, mind patológiás körülmények között. Kísérletesen igazolt, hogy a vena saphena in situ atraumatikus nyújtása simaizomsejtjeinek mebránpotenciálját hiperpolarizálja, miközben aktív simaizomtónusa csökken, feltehetőleg a „passzív” szűkülő érben a vér lineáris áramsebességének növekedése által előidézett NO produkció miatt (Monos et al., 1992).

A vénás rendszer élettana

Tartalomjegyzék


Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 720 4

„A vénás rendszer élettana” c. hiánypótló munkájában Monos Emil – több évtizedes tudományos kutatói és oktatói tapasztalataira, valamint az előző négy kiadás tanulságaira támaszkodva – modern rendszerszemlélettel, gazdagon dokumentált és illusztrált naprakész áttekintést ad a vénás rendszer élettani funkcióiról, működésének biofizikai és strukturális alapjairól. Szakmai értékét alátámasztja Allen W. Cowley professzor (MCW, USA) előszava, melyet az angol nyelvű 2. kiadáshoz írt (l. 17.0 fejezet). E tömör, kismonográfia jellegű tankönyvet meggyőződéssel ajánljuk orvostan, gyógyszerész, fogorvostan, egészségtudományi, egészségügyi mérnök, biológus, biomérnök graduális hallgatóknak és PhD-hallgatóknak, valamint szakvizsgára készülő orvosoknak (phlebologus, angiologus, belgyógyász, kardiológus, érsebész), s mindazoknak, akiket e rendkívül érdekes, fontos és közérdekű témakör bármilyen okból érdekel.

Hivatkozás: https://mersz.hu/monos-a-venas-rendszer-elettana//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave