О количественной оценке реакции резистивного сосуда на изменения напряжения сдвига
Автор: Шадрина Н.Х.
Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech
Статья в выпуске: 3 (65) т.18, 2014 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается течение крови в сосуде, тонус которого регулируется механическими стимулами, трансмуральным давлением и напряжением сдвига на сосудистой стенке. Ранее с помощью математической модели оценки вклада каждого из этих стимулов в изменения радиуса и объемной скорости кровотока проводились исследования для сосуда со слабовыраженной чувствительностью к изменениям концентрации оксида азота, вазодилататора, продуцируемого эндотелием при сдвиговой деформации. Цель представленной работы состояла в оценке вклада реакции на сдвиг в регуляцию просвета сосуда и скорости кровотока при большей чувствительности сосудистой стенки к оксиду азота (NO). Поскольку реакция на сдвиг зависит от таких реологических факторов, как ширина пристеночного слоя плазмы, эффекты Фареуса и Фареуса-Линдквиста, оценивалось также влияние реологических факторов на величину рассматриваемой реакции. Оценки показали, что увеличение чувствительности стенки к изменениям концентрации оксида азота приводит к повышению роли реакции на сдвиг в регуляции сосудистого тонуса и кровотока. Из полученных результатов следует, что вклад реакции на сдвиг зависит от трансмурального давления в сосуде. При давлении, характерном для рассматриваемого сосуда, изменения скорости кровотока, вызванные NO-зависимой реакцией, превышают 16%, радиус увеличивается на 4%. Эти оценки соответствуют прижизненным наблюдениям за изменениями диаметра мозговых сосудов крыс. Показано также, что с ростом чувствительности сосудистой стенки к оксиду азота повышается роль реологических факторов, связанных с образованием пристеночного слоя плазмы, в регуляции скорости кровотока. Реакция на сдвиг приводит к усилению зависимости диаметра сосуда и скорости кровотока от показателя гематокрита. В наибольшей степени увеличение зависимости проявляется при низком гематокрите, что подчеркивает важность реакции на изменения касательного напряжения при анемии.
Резистивный сосуд, resistanсe vessel, тонус сосуда, реакция на напряжение сдвига, сосудистая регуляция, оксид азота, пристеночный слой плазмы
Короткий адрес: https://sciup.org/146216141
IDR: 146216141
Список литературы О количественной оценке реакции резистивного сосуда на изменения напряжения сдвига
- Бучин В.А., Шадрина Н.Х. О регуляции просвета резистивного кровеносного сосуда механическими стимулами//Известия РАН. Механика жидкости и газа. -2010. -№ 2. -С. 51-63.
- Левтов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови. -М.: Медицина, 1982. -272 с.
- Мелькумянц А.М., Балашов С.А. Механочувствительность артериального эндотелия. -Тверь: Триада, 2005. -205 с.
- Шадрина Н.Х. О пульсирующем течении крови в резистивном сосуде//Известия РАН. Механика жидкости и газа. -2012. -№ 6. -С. 75-86.
- Шадрина Н.Х. О влиянии реологических и миогенных факторов на кровоток в резистивном сосуде//Российский журнал биомеханики. -2013. -Т.17, № 4. -С. 8-21.
- Andresen J., Shafi N.I., Bryan R.M. Endothelial influences on cerebrovascular tone//J. Appl. Physiol. -2006. -Vol. 100. -P. 318-327.
- Arthurs K.M., Moore L.C., Peskin C.S., Pitman E.B., Layton H.E. Modeling arteriolar flow and mass transport using the immersed boundary method//J. Comput. Phys. -1998. -Vol. 147, № 2. -P. 402-404.
- Bryan R.M., Marrelli S.P., Steenberg M.L., Schildmeyer L.A., Johnson T.D. Effects of luminal shear stress on cerebral arteries and arterioles//Am. J. Physiol. -2001. -Vol. 280, № 5. -P. H2011-H2022.
- Drouin A., Bolduc V., Thorin-Trescases N., Bélanger E., Fernandes P., Baraghis E., Lesage F., Gillis M.-A., Villeneuve L., Hamel E., Ferland G., Thorin E. Catechin treatment improves cerebrovascular flow-mediated dilation and learning abilities in atherosclerotic mice//Am. J. Physiol. -2011. -Vol. 300, № 3. -P. H1032-H1043.
- Drouin A., Thorin E. Flow-induced dilation is mediated by Akt-dependent activation of endothelial nitric oxide synthase-derived hydrogen peroxide in mouse cerebral arteries//Stroke. -2009. -Vol. 40. -P. 1827-1833.
- Faraci F.M. Role of endothelium-derived relaxing factor in cerebral circulation: large arteries vs. microcirculation//Am. J. Physiol. -1991. -Vol. 261, № 4 (Pt. 2). -P. H1038-H1042.
- Fedosov D.A., Caswel B., Popel A.S., Karniadakis G.E. Blood flow and cell-free layer in microvessels//Microcirculation. -2010. -Vol. 17, № 8. -P. 615-628.
- Fujii K., Heistad D.D., Faraci F.M. Flow-mediated dilatation of the basilar artery in vivo//Circ. Res. -1991. -Vol. 69. -P. 697-705.
- Kelm M., Feelisch M., Spahr R., Piper H., Noack E., Schrader J. Quantitative and kinetic characterization of nitric oxide and EDRF released from cultured endothelial cells//Biochem. Biophys. Res. Commun. -1988. -Vol. 154, № 1. -P. 236-244.
- Knot H.J., Nelson M.T. Regulation of arterial diameter and wall in cerebral arteries of rat by membrane potential and intravascular pressure//J. Physiology. -1998. -Vol. 508, № 1. -P. 199-209.
- Koller A., Toth P. Contribution of flow-dependent vasomotor mechanism to the autoregulation of cerebral blood flow//J. Vasc. Res. -2012. -Vol. 49, № 5. -P. 375-389.
- Paravicini T.M., Miller A.A., Drummond G.R., Sobey C.G. Flow-induced cerebral vasodilation in vivo involves activation of phosphatidylinositol-3 kinase, nadph-oxidase, and nitric oxide synthase//J. Cereb. Blood Flow Metab. -2006. -Vol. 26. -P. 836-845.
- Sharan M., Popel A.S. A two-phase model for flow of blood in narrow tubes with increased effective viscosity near the wall//Biorheology. -2001. -Vol. 38. -P. 415-428.
- Thorin-Trescases N., Bevan J.A. High levels of myogenic tone antagonize the dilator response to flow of small rabbit cerebral arteries//Stroke. -1998. -Vol. 29. -P. 1194-1201.
- Ward M.E., Yan L., Kelly S., Angle M.R. Flow modulation of pressure-sensitive tone in rat pial arterioles. Role of the endothelium//Anesthesiology. -2000. -Vol. 93. -P. 1456-1464.