THE PULMONARY HEMODYNAMICS REGULATION IN NORMAL CONDITIONS AND EXPERIMENTAL PATHOLOGY


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In the review the mechanisms of the pulmonary blood flow regulation in the normal conditions and experimental pathology are discussed. The modern information, concerned neurohumoral and biophysical regulatory mechanisms of the pulmonary vessels is represented. The role of the endothelial cells in the active pulmonary vessels dilatation following increasing of the pulmonary flow is stressed. The hemodynamics mechanisms of the pulmonary artery pressure and flow changes following pressor and depressor arterial pressure shifts and myocardial ischemia are summarized.

About the authors

V I Evlakhov

Institute of Experimental Medicine of the North-West Department RAMS

Email: viespbru@mail.ru

V I Ovsiannikov

Institute of Experimental Medicine of the North-West Department RAMS

I Z Poyassov

Institute of Experimental Medicine of the North-West Department RAMS

E V Shaidakov

Institute of Experimental Medicine of the North-West Department RAMS

References

  1. Гарвей В. (Harvey W.) Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных / пер. с лат. и прим.К. М. Быкова с предисловием акад. И.П. Павлова. — М. — Л.: Государственное издательство, 1927. — 120 с.
  2. Морман Д., Хеллер Л. (Morman D., Heller L.) Физиология сердечно-сосудистой системы: пер. с англ. — 4-е междунар. изд. — СПб.: Питер, 2000. — 256 с.
  3. Руководство по клинической физиологии дыхания / под ред. Л.Л. Шика, Н.Н. Канаева. — Л.: Медицина, 1980. — 376 с.
  4. Шершевский Б.М. Кровообращение в малом круге. — М.: Медицина, 1970. — 348 с.
  5. Patterson S.W., Starling E.H. On the mechanical factors wich determine the output of the ventricles // J. of Physiol. — 1914. — Vol. 48, № 5. — P. 357-379.
  6. Шмидт Р., Тевс Г. Физиология человека. В 3 т. — Т. 2: пер. с англ. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Мир., 2006. — 313 с.
  7. Berne R.M., Levy M.N. Cardiovascylar Physiology. — 7th ed. — St. Louis: Mosby Inc., 1997. — 600 p.
  8. Ganong W.F. Review of Medical Physiology. — 21st ed. — N.Y.: Mc Graw-Hill Companies, 2003. — 624 p.
  9. Guyton A. Long-term arterial pressure control: an analysis from animal experiments and computer and graphic models // Am. J. Physiol. — 1990. — Vol. 259, № 2. — P. R865-R877.
  10. Rowell L.B. Human Cardiovascular Control. — London: Oxford Univ. Press, 1993. — 354 p.
  11. Vander A.J., Sherman J.H., Luciano D.S. Human physiology. The mechanisms of body function. — 4th ed. — N.Y.: Mc Graw-Hill Companies, 1987. — 715 p.
  12. Гриппи М. (Grippi M.) Патофизиология легких: пер. с англ. — М.: Бином, 1997. — 306 с.
  13. Дворецкий Д.П., Ткаченко Б.И. Гемодинамика в легких. — М.: Медицина, 1987. — 288 с.
  14. Presson R.G. Jr., Baumgartner W.A. Jr., Peterson A.J. еt al. Pulmonary capillaries are recruited during pulsatile flow // J. Appl. Physiol.— 2002. — Vol. 92, № 3. — P. 1183-1190.
  15. Cheng Ch.P., Herfkens R.J., Lightner A.M. еt al. Blood flow conditions in the proximal pulmonary arteries and vena cavae: healthy children during upright cycling exercise // Am. J. Physiol. (Heart Circ. Physiol.). — 2004. — Vol. 287, № 4. — P. H921-H926.
  16. Hedenstiera G. Pulmonary perfusion during anesthesia and mechanical ventilation // Minerva Anestesiol. — 2005. — Vol. 71, № 4. — P. 319-324.
  17. Самойленко А.В., Юров А.Ю., Евлахов В.И., Поясов И.З. Актуальные вопросы регуляции венозного возврата // Мед. акад. журнал. — 2010. — Т. 10, № 4. — С. 7-20.
  18. Iida M., Gotoh K., Yagi Y. еt al. Left cardiac output curve and pulmonary venous return curve in patients with various heart diseases // J. Cardiol. — 1996. — Vol. 27, № 1. — P. 21-27.
  19. Poulat P., Couture R. Increased pulmonary vascular permeability and oedema induced by intrathecally injected endothelins in rat // Eur. J. Pharmacol. — 1998. — Vol. 344, №. 2. — P. 251-259.
  20. Rodman D.M., Stelzner T.J., Zamora M.R. еt al. Endothelin-1 increases the pulmonary microvascular pressure and causes pulmonary edema in salt solution but not blood-perfused rat lungs // J. Cardiovasc. Pharmacol. — 1992. — Vol. 20. — № 3. — P. 658-663.
  21. Runo J.R., Loyd J.E. Primary pulmonary hypertension // Lancet. — 2003. — Vol. 361. — № 2. — P. 1533-1544.
  22. Поясов И.З. Функции органных сосудов при пульсирующем кровотоке // Российский физиол. журн. им.И. М. Сеченова. — 2011. — Т. 97, № 1. — С. 35-46.
  23. Грицюк А.И. Неотложные состояния в клинике внутренних болезней. — Киев: Здоров’я, 1985. — 592 с.
  24. Hochman J.S. Cardiogenic Shock Complicating Acute Myocardial Infarction: Expanding the Paradigm // Circulation. — 2003. — Vol. 107, № 2. — P. 2998-3002.
  25. Downing S.E., Lee J.C. Nervous control of the pulmonary circulation // Ann. Rev. Physiol. — 1980. — Vol. 42, № 1. — P. 199-210.
  26. Shepherd J.T. The lungs as receptor sites for cardiovascular regulation // Circulation. — 1981. — Vol. 63, № 1. — P. 1-10.
  27. Парин В.В. Роль легочных сосудов в рефлекторной регуляции кровообращения. — М.: ОГИЗ, 1946. — 127 с.
  28. Hellevik L.R., Segers P., Stergiopulos N. еt al. Mechanism of pulmonary venous pressure and flow waves // Heart Vessels. — 1999. — Vol. 14, № 2. — P. 67-71.
  29. Appleton C.P., Gonzalez M.S., Basnight M.A. Relationship of left atrial pressure and pulmonary venous flow velocities: importance of baseline mitral and pulmonary venous flow velocity patterns studied in lightly sedated dogs // J. Am. Soc. Echocardiogr. — 1994. — Vol. 7, Pt.1, № 3. — P. 264-275.
  30. Bogren H.G., Buonocore M.H. Complex flow patterns in the great vessels: a review // Int. J. Cardiol. Imaging. — 1999. — Vol. 15, № 2. — P. 105-113.
  31. Boussuges A., Pinet C., Molenat F. еt al. Left atrial and ventricular filling in chronic obstructive pulmonary disease // Amer. J. Respir. Crit. Care Med. — 2000. — Vol. 162, № 4. — P. 670-675.
  32. Hollander E.H., Dobson G.M., Wang J. J. еt al. Direct and series transmission of left atrial pressure perturbations to the pulmonary artery: a study using wave-intensity analysis // Am. J. Physiol. (Heart Circ. Physiol.). — 2004. — Vol. 286, № 2. — P. H267-H275.
  33. Gao Y., Raj J.U. Role of veins in regulation of pulmonary circulation // Amer. J. Physiol. (Lung Cell Mol. Physiol.). — 2005. — Vol. 288, № 2. — P. L213-L226.
  34. Gao Y., Dhanakoti S., Trevino E.M. еt al. Effect of oxygen on cyclic GMP-dependent protein kinase-mediated relaxation in ovine fetal pulmonary arteries and veins // Amer. J. Physiol. (Lung Cell Mol. Physiol.). — 2003. — Vol. 285, № 4. — P. L611-L618.
  35. Gao Y., Zhou H., Ibe B.O., Raj J.U. Prostaglandins E2 and I2 cause greater relaxations in pulmonary veins than in arteries of newborn lambs // J. Appl. Physiol. — 1996. — Vol. 81, № 12. — P. 2534-2539.
  36. Gao Y., Zhou H., Raj J.U. Endothelium-derived nitric oxide plays a larger role in pulmonary veins than in arteries of newborn lambs. // Circ. Res. — 1995. — Vol. 76, № 3. — P. 559-565.
  37. Ibe B.О., Hillyard R.M., Raj J.U. Heterogeneity in prostacyclin and thromboxane synthesis in ovine pulmonary vascular tree: effect of age and oxygen tension // Exp. Lung Res. — 1996. — Vol. 22, № 4. — P. 351-374.
  38. Marshall R.P. The pulmonary renin-angiotensin system // Curr. Pharm. Des. — 2003. — Vol. 9, № 9. — P. 715-722.
  39. Физиология и патофизиология легочных сосудов: пер. с англ. / ред. Е.К. Уэйр и Дж.Т. Ривс. — М.: Медицина, 1995. — 672 c.
  40. Barnes P.J., Liu S.F. Regulation of pulmonary vascular tone // Pharmacol. Rev. — 1999. — Vol. 47, № 1. — P. 87-131.
  41. Brain S.D., Cox H.M. Neuropeptides and their receptors: innovative science providing novel therapeutic targets // British Journal of Pharmacology. — 2006. — Vol. 147. — P. S202-S211.
  42. Abman S.H., Chatfield B.A., Hall S.L., McMurtry I.F. Role of endothelium-derived relaxing factor during transition of pulmonary circulation at birth // Am. J. Physiol. (Heart Circ. Physiol). — 1990. — Vol. 259, № 6. — P. H1921-1927.
  43. Aharinejad S., Schraufnagel D.E., Miksovsky A. et al. Endothelin-1 focally constricts pulmonary veins in rats // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. — 1995. — Vol. 110, № 1. — P. 148-156.
  44. Bina S., Hart J.L., Sei Y., Muldoon S.M. Factors contributing to differences in the regulation of cGMP in isolated porcine pulmonary vessels // Eur. J. Pharmacol. — 1998. — Vol. 351, № 3. — P. 253-260.
  45. Fishman A.P. Hypoxia on the pulmonary circulation // Circul. Res. — 1976. — Vol. 38, № 4. — P. 221-231.
  46. Liljestrand G. Chemical control of the distribution of the pulmonary flow // Acta Physiol. Scand. — 1958. — Vol. 44, № 3. — P. 216-240.
  47. Olson N.C., Robinson N.E., Scott J.B. Effects of brain hypoxia on pulmonary hemodynamics // J. Surg. Res. — 1983. — Vol. 35, № 1. — P. 21-27.
  48. Aymong E.D., Ramanathan K., Buller C.E. Pathophysiology of cardiogenic shock complicating acute myocardial infarction // Med. Clin. North. Am. — 1995. — Vol. 91, № 4. — P. 701-712.
  49. Velez-Roa S., Ciarka A., Najem B. et al. Increased sympathetic nerve activity in pulmonary artery hypertension // Circulation. — 2004. — Vol. 110, № 10. — P. 1308-1312.
  50. Wojtarowicz A., Podlasz P., Czaja K. Adrenergic and cholinergic innervation of pulmonary tissue in the pig. // Folia Morphol (Warsz).— 2003. — Vol. 62, № 3. — P. 215-218.
  51. Jaillard S., Houfflin-Debarge V., Riou Y. et al. Effects of catecholamines on the pulmonary circulation in the ovine fetus // Am. J. Physiol. (Regul. Integr. Comp. Physiol). — 2001. — Vol. 281, № 2. — P. R607-R614.
  52. Kaye A.D., Hoover J.M., Baber S.R. et al. Effects of norepinephrine on alpha-subtype receptors in the feline pulmonary vascular bed. // Crit. Care Med. — 2004. — Vol. 32, № 11. — P. 2300-2303.
  53. Keith I.M. The role of the endogenous lung neuropeptides in regulation of the pulmonary circulation // Physiol. Res. — 2000. — Vol. 49, № 3. — P. 519-537.
  54. Капилeвич Л.В., Носарeв А.В., Ковалeв И.В. и др. Физиологические характеристики гладких мышц сосудов малого круга кровообращения // Успехи физиол. наук. — 2007. — Т. 37, № 1. — С. 37-49.
  55. Vizza C.D., Letizia C., Badagliacca R. et al. Plasma adrenomedullin and endothelin-1 concentration during low-dose dobutamine infusion: Relationship between pulmonary uptake and pulmonary vascular pressure/flow characteristics // Regul Pept. — 2006. — Vol. 136, № 1. — P. 85-91.
  56. Евлахов В.И., Поясов И.З. Гемодинамические механизмы изменений давления и кровотока в легочной артерии при применении депрессорных вазоактивных веществ // Российский физиол. журн. им. И.М. Сеченова. — 2011. — Т. 97, № 1. — С. 24-34.
  57. Евлахов В.И., Поясов И.З. О роли изменений легочной и кардиогемодинамики в уменьшении венозного возврата при экспериментальной ишемии миокарда левого желудочка // Бюлл. эксп. биол. и мед. — 2011. — Т. 152, № 10. — С. 396-399.
  58. Евлахов В.И., Поясов И.З. Изменения легочной гемодинамики при экспериментальной ишемии миокарда у кроликов в условиях повышения артериального давления // Российский физиол. журн. им. И.М. Сеченова. — 2012. — Т. 98, № 3. — С. 342-351.
  59. Евлахов В.И., Поясов И.З. Об участии гуморальных адренергических механизмов в изменениях легочной гемодинамики при экспериментальной ишемии миокарда у кроликов // Российский физиол. журн. им. И.М. Сеченова. — 2012. — Т. 98, № 5. — С. 588-597.
  60. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Гемодинамические механизмы снижения венозного возврата и параметров легочного кровообращения при экспериментальной ишемии миокарда // Бюлл. экспер. биол. и медицины. — 2009. — Т. 147, № 1. — С. 32-35.
  61. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З., Овсянников В.И. Соотношение изменений гемодинамики в большом и малом кругах кровообращения при экспериментальной ишемии миокарда у кошек // Российский физиол. журн. им. И.М. Сеченова. — 2010. — Т. 96, № 5. — С. 521-527.
  62. Fishman A.P. Vasomotor regulation of the pulmonary circulation // Ann. Rev. of Physiol. — 1980. — Vol. 42, № 1. — P. 211-220.
  63. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Соотношения изменений параметров легочной и системной гемодинамики при нейрогенных стимулах // Российский физиол. журн. им. И.М. Сеченова. — 2008. — Т. 94, № 4. — С. 421-431.
  64. Pagnamenta A., Fesler P., Vandinivit A. et al. Pulmonary vascular effects of dobutamine in experimental pulmonary hypertension // Crit. Care Med. —2003. — Vol. 31, № 4. — P. 1140-1146.
  65. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Динамика изменений величин давления и кровотока в легочной артерии при применении прессорных вазоактивных веществ // Мед. акад. журнал. — 2008. — Т. 8, № 2. — С. 14-20.
  66. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Гемодинамические механизмы изменений давления и кровотока в легочной артерии при применении прессорных веществ // Российский физиол. журн. им. И.М. Сеченова. — 2008. — Т. 94, № 8. — С. 888-899.
  67. Ткаченко Б.И., Поленов С.А., Агнаев А.К. Кардиоваскулярные рефлексы. — Л.: Медицина, 1975. — 230 с.
  68. Schmitto J.D., Doerge H., Post H. еt al. Progressive right ventricular failure is not explained by myocardial ischemia in a pig model of right ventricular pressure overload // Eur. J. Cardiothorac Surg. — 2009. — Vol. 35, № 2. — P. 229-234.
  69. Friedberg M.K., Feinstein J.A., Rosenthal D.N. A novel echocardiographic Doppler method for estimation of pulmonary arterial pressures // J. Amer. Soc. Echocardiogr. — 2006. — Vol. 19, № 5. — P. 559-562.
  70. Kussmaul W.G., Wieland J.M., Laskey W.K. Pressure-flow relations in the pulmonary artery during myocardial ischaemia: implications for right ventricular function in coronary disease // Cardiovasc Res. — 2000. — Vol. 22, № 9. — P. 627-638.
  71. Ugander M., Kanski M., Engblom H. еt al. Pulmonary blood volume variation decreases after myocardial infarction in pigs: a quantitative and noninvasive MR imaging measure of heart failure // Radiology. — 2010. — Vol. 256, № 2. — P. 415-423.
  72. Ristow B., Ali S., Ren X. еt al. Elevated pulmonary artery pressure by Doppler echocardiography predicts hospitalization for heart failure and mortality in ambulatory stable coronary artery disease: the Heart and Soul Study // J. Am. Coll. Cardiol. — 2006. — Vol. 49, № 1. — P. 43-49.
  73. Науменко С.Е., Латышева Т.В., Жилинский М.А. Ишемическое прекондиционирование и метаболизм миокардиального адреналина // Кардиология. — 2010. — Т. 50, № 6. — С. 48-52.
  74. Herbaczynska-Cedro K., Ceremuzynski L. Vane blood-bathed technique reveals the significance of adrenergic reaction in myocardial infarction // Pharmacol Rep. — 2005. — Vol. 62, № 3. — P. 457-461.
  75. Nandiwada P.A., Hyman A.L., Kadowitz P.J. Pulmonary vasodilator responses to vagal stimulation and acetylcholine in the cat // Circ. Res. — 1983. — Vol. 53, № 1. — P. 86-95.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2013 Evlakhov V.I., Ovsiannikov V.I., Poyassov I.Z., Shaidakov E.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».