Human skeletal muscle hyperaemia: its magnitude and regulation during exercise

Disputatsarbejdet udgår fra Københavns Universitet og er udført på Copenhagen Muscle Research Centre, Rigshospitalet.

Skeletmuskulaturens blodgennemstrømning kan under arbejde forøges med over 50 gange, hvilket stiller store krav til de regulatoriske mekanismer, der tilpasser ilttilførslen til forbruget i den arbejdende muskulatur, samtidig med at perfusionstrykket til vitale organer bevares. Nærværende afhandling viser, at blodtilstrømning i arteria femoralis forøges ved starten af etbens, dynamisk, knæekstensor-arbejde, i relation til arbejdsintensitet, i et 1-, 2-, eller 3-faset eksponentielt forløb, hvilket kan indikere at en række mekanismer interagerer for at modulere responset; og at blodtilstrømningen er intermittent under dynamisk arbejde, i.e. hæmmet under kontraktionen, men forhøjet under relaksationen. Resultaterne tyder på, at muskelmekaniske faktorer initierer den første fase af hyperæmien og forstærkes ved den anden til fjerde kontraktion af skeletmuskelvasodilatation med blodtrykket som en modulerende faktor. Karudvidende substanser bidrager derefter yderligere til at forøge blodgennemstrømningen til et mere stabilt niveau under den anden (>4 s) og tredje (>30 s) hyperæmiske fase. Resultaterne indikerer, at adenosin og/eller adeninnukleotider frigøres eller dannes i skeletmuskelinterstitiet potentielt med henblik på at modulere hyperæmien i relation til arbejdsintensitet. Dette styrkes af, at theophyllininduceret adenosin-receptorblokade under submaksimalt arbejde reducerer hyperæmien med ~20%; og at infusion af adenosin i arteria femoralis forøger blodgennemstrømningen, både hvad angår tidsforløb og størrelse tilsvarende som det, der observeres under arbejde. Inhiberingen af kvælstof-monoxidsyntase med NG -monomethyl-L-Arginin, som reducerer hvileblodgennemstrømningen i benet til halvdelen, har ingen effekt på hyperæmien under arbejdet. Dette taler imod, at NO frigjort fra endotel, skeletmuskulatur og/eller nerver spiller en obligat rolle i reguleringen af hyperæmien under muskelkontraktion. Resultaterne viser endvidere, at den maksimale perfusion i muskulaturen hos mennesker er ~30% højere end tidligere beregnet med et niveau på ~250 ml min-1 100 g-1 muskelvæv; og at den femorale arteriediameter ikke udgør en begrænsning for den maksimale muskelperfusion under etbens knæekstensorarbejde. Afhandlingen belyser dermed de store krav som den perifere blodgennemstrømning stiller til kredsløbssystemet, både hos raske mennesker og patienter med kardiovaskulære sygdomme. Fremtidig forskning baseret på multiblokade af vasoaktive substanser kan yderligere klargøre hvordan reguleringen fungerer og er modificeret ved vaskulær sygdom.