emcardioНеотложная кардиология и кардиоваскулярные рискиEmergency Cardiology and Cardiovascular Risks journal2616-633XБелорусский государственный медицинский университет10.51922/2616-633X.2024.8.1.2063emcardio-12Research ArticleМастер-классMaster-classМикроциркуляция (часть 2): «Функциональные обязанности» системы микроциркуляцииMicrocirculation (part 2): «Functional responsibilities» of microcirculation systemЦапаеваН. Л.TsapaevaN. L.

Минск

Minsk

ntsapaeva@yandex.ruЦапаевВ. Г.TsapaevV. G.

Минск

Minsk

УО «Белорусский государственный медицинский университет»Belarusian State Medical University2024180620258120632072Copyright © Цапаева Н.Л., Цапаев В.Г., 20252025Цапаева Н.Л., Цапаев В.Г.Tsapaeva N.L., Tsapaev V.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://emcardio.bsmu.by/jour/article/view/12

   В статье представлены современные взгляды на основные функции микроциркуляции. В этом аспекте рассматриваются две ключевые позиции: магистральное движение крови по микроциркуляторным сосудам и транскапиллярный обмен жидкости между сосудистым и интерстициальным компартментами.

   Целью магистрального микроциркуляторного кровотока является, прежде всего, обеспечение окружающих клеток кислородом, которое осуществляется артериолярной диффузией кислорода, а также удаление из межклеточного пространства углекислого газа и других продуктов метаболизма.

   Описана особенность капиллярного кровотока, обусловленная колебаниями скорости, что связано с изменениями деформируемости лейкоцитов и их адгезивных свойств под влиянием различных регуляторных факторов. Отмечена важная характеристика системы микроциркуляции – состояние микрогемореологии, которое зависит от градиента давления, гематокрита и способности эритроцитов к деформации. Рассматривается принцип обмена жидкости между капиллярами и тканевыми пространствами в виде обновленной версии уравнения Starling – Landis и распределения давления в микроциркуляторном компартменте различных сегментов капилляров. Представлены современные взгляды на транспорт кислорода, осуществляющийся сложным интактным каскадом. Подробно описаны основные регуляторные механизмы в системе микроциркуляции, включающие три механизма возникновения гиперполяризации эндотелиальных клеток и вазодилатации.

   The article presents modern views on the main functions of microcirculation. In this aspect, two key positions are considered: the main blood flow through the microcirculatory vessels and the transcapillary exchange of fluid between the vascular and interstitial compartments.

   The purpose of the main microcirculatory blood flow is, first of all, to provide surrounding cells with oxygen, which is carried out by arteriolar diffusion of oxygen, as well as to remove carbondioxide and other metabolic products from the intercellular space.

   We describe a feature of capillary blood flow caused by speed fluctuations, which is associated with some changes in the deformability of leukocytes and their adhesive properties under the influence of various regulatory factors. An important characteristic of the microcirculation system is highlighted, which is the state of microhemorrheology, it depending on the pressure gradient, hematocrit and the ability of red blood cells to deform. The principle of fluid exchange between capillaries and tissue spaces is considered in the form of an updated version of the Starling–Landis equation and pressure distribution in the microcirculatory compartment of various capillary segments. Modern views on oxygen transport carried out by a complex intact cascade are presented. The main regulatory mechanisms in the microcirculation system are described in detail, including the three occurrence mechanisms of hyperpolarization of endothelial cells and vasodilation.

микроциркуляциямикроциркуляторный магистральный кровотоктранскапиллярный обмен жидкости между сосудистым и интерстициальным компартментамимикрогемореологиятранспорт кислородарегуляция кровотока в системе микроциркуляцииmicrocirculationmain microcirculatory blood flowtranscapillary fluid exchange between the vascular and interstitial compartmentsmicrohemorrheologyoxygen transportregulation of blood flow in the microcirculation systemReferencesGuven G., Matthias P.H. Microcirculation: Physiology, Pathophysiology and Clinical Application. Blood Purif, 2020, vol. 49(1-2), pp.143-150. doi: 10.1159/000503775.Guven G., Matthias P.H. Microcirculation: Physiology, Pathophysiology and Clinical Application. Blood Purif, 2020, vol. 49(1-2), pp.143-150. doi: 10.1159/000503775.Monahan-Earley R., Dvorak A.M., Aird W.C. Evolutionary origins of the blood vascular system and endothelium. J Thromb Haemost, 2013, vol. 11(Suppl 1), pp. 46–66. doi: 10.1111/jth.12253.Monahan-Earley R., Dvorak A.M., Aird W.C. Evolutionary origins of the blood vascular system and endothelium. J Thromb Haemost, 2013, vol. 11(Suppl 1), pp. 46–66. doi: 10.1111/jth.12253.Sokologorskiy S.V. Glikokaliks – Rozhdeniye novoy klinicheskoy paradigmy. [Glycocalyx – Вirth of a new clinical paradigm]. Rus J Anesthesiol Reanimatol, 2018, vol. 4, pp. 22-29. (in Russian).Sokologorskiy S.V. Glikokaliks – Rozhdeniye novoy klinicheskoy paradigmy. [Glycocalyx – Вirth of a new clinical paradigm]. Rus J Anesthesiol Reanimatol, 2018, vol. 4, pp. 22-29. (in Russian).Stefanovska A. Physics of the human cardiovascular system. Contemporary Physics, 1999, vol. 40, no.1, pp. 31–35.Stefanovska A. Physics of the human cardiovascular system. Contemporary Physics, 1999, vol. 40, no.1, pp. 31–35.Jacob M., Chappell D., Becker B.F. Regulation of blood flow and volume exchange across the microcirculation. Critical Care, 2016, vol. 20(1), рр. 2-13. doi: 10.1186/s13054-016-1485-0.Jacob M., Chappell D., Becker B.F. Regulation of blood flow and volume exchange across the microcirculation. Critical Care, 2016, vol. 20(1), рр. 2-13. doi: 10.1186/s13054-016-1485-0.Сcoccarelii А., Nelson M.D. Modeling Reactive Hyperemia to Better Understand and Assess Microvascular Function : A Review of Techniques. Ann Biomed Eng, 2023, vol. 51(3), pр. 479–492. doi: 10.1007/s10439-022-03134-5.Сcoccarelii А., Nelson M.D. Modeling Reactive Hyperemia to Better Understand and Assess Microvascular Function : A Review of Techniques. Ann Biomed Eng, 2023, vol. 51(3), pр. 479–492. doi: 10.1007/s10439-022-03134-5.Guven G., Hilty M.P. Microcirculation: Physiology, Pathophysiology, and Clinical Application. Blood Purif, 2020, vol. 49(1-2), pp. 143–150. doi: 10.1159/000503775.Guven G., Hilty M.P. Microcirculation: Physiology, Pathophysiology, and Clinical Application. Blood Purif, 2020, vol. 49(1-2), pp. 143–150. doi: 10.1159/000503775.Muñoz S., Sebastián J.L., Sancho M., Álvarez G. Elastic energy of the discocyte-stomatocyte transformation. Biochim Biophys Acta, 2014, vol. 1838(3), рр. 950–995. doi: 10.1016/j.bbamem.2013.10.020.Muñoz S., Sebastián J.L., Sancho M., Álvarez G. Elastic energy of the discocyte-stomatocyte transformation. Biochim Biophys Acta, 2014, vol. 1838(3), рр. 950–995. doi: 10.1016/j.bbamem.2013.10.020.Mchedlishvili G., Maeda N. Blood flow structure related to red cell flow: a determinant of blood fluidity in narrow microvessels. Jap J Physiol, 2001, vol. 51(1), pp. 19–30 doi: 10.2170/jjphysiol.51.19.Mchedlishvili G., Maeda N. Blood flow structure related to red cell flow: a determinant of blood fluidity in narrow microvessels. Jap J Physiol, 2001, vol. 51(1), pp. 19–30 doi: 10.2170/jjphysiol.51.19.Landis E.M. Microinjection studies of capillary permeability II. The relation between capillary pressure and the rate of which fluid passes through the walls of single capillaries. Am J Physiol, 1927, vol. 82, pр. 217–238.Landis E.M. Microinjection studies of capillary permeability II. The relation between capillary pressure and the rate of which fluid passes through the walls of single capillaries. Am J Physiol, 1927, vol. 82, pр. 217–238.Michel C.C., Woodcock T.E., Curry Fitz-Roy E. Understanding and extending the Starling principle. Acta Anaesthesiol Scand, 2020, vol 64(8), pр. 1032–1037. doi: 10.1111/aas.13603.Michel C.C., Woodcock T.E., Curry Fitz-Roy E. Understanding and extending the Starling principle. Acta Anaesthesiol Scand, 2020, vol 64(8), pр. 1032–1037. doi: 10.1111/aas.13603.Ivanov K.P. Sovremennye meditsinskie problemy mikrotsirkulyatsii i gipoksicheskogo sindroma [Modern medical problems of microcirculation and hypoxic syndrome]. Vestn Ross Akad Med Nauk, 2014, vol. (1-2), pp. 57-63. doi: 10.15690/vramn.v69i1-2.943. (in Russian).Ivanov K.P. Sovremennye meditsinskie problemy mikrotsirkulyatsii i gipoksicheskogo sindroma [Modern medical problems of microcirculation and hypoxic syndrome]. Vestn Ross Akad Med Nauk, 2014, vol. (1-2), pp. 57-63. doi: 10.15690/vramn.v69i1-2.943. (in Russian).Hester R., Hammer L. Venular-arteriolar communication in the regulation of blood flow. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2002, vol. 282(5), R1280-5. doi: 10.1152/ajpregu.00744.2001.Hester R., Hammer L. Venular-arteriolar communication in the regulation of blood flow. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2002, vol. 282(5), R1280-5. doi: 10.1152/ajpregu.00744.2001.Rosenberry R., Nelson M.D. Reactive hyperemia : a review of methods, mechanisms, and considerations. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2020, vol. 318(3), R605-R618. doi: 10.1152/ajpregu.00339.2019.Rosenberry R., Nelson M.D. Reactive hyperemia : a review of methods, mechanisms, and considerations. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2020, vol. 318(3), R605-R618. doi: 10.1152/ajpregu.00339.2019.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.