Sympathetic neural control of skeletal muscle blood flow and oxygenation

Disputatsarbejdet udgår fra Københavns Universitet og er udført på Division of Cardiology, University of Texas, Southwestern Medical Center i Dallas, center for muskelforskning, Rigshospitalet, og kardiologisk afdeling P, Amtssygehuset i Gentofte.

Skeletmuskulaturens blodgennemstrømning kan under arbejde øges over 100 gange, hvilket er en potentiel trussel mod kroppens blodtrykshomeostase. Stigningen er imidlertid underlagt regulatoriske mekanismer, som præcist tilpasser ilttilførslen til forbrug i den arbejdende muskulatur, samtidig med at perfusionstrykket til vitale organer bevares. Disse studier har fokuseret på det sympatiske nervesystems rolle i integrationen af disse regulatoriske mekanismer.

Der er udført komplementære studier med rotter og mennesker, hvor sympatisk nerveaktivitet er målt enten direkte med mikroelektroder og kontrolleret eksperimentelt vha. reflektoriske stimuli (mennesker) eller kontrolleret eksperimentelt ved elektrisk stimulation af sympatiske nerver (rotter) eller simuleret med intraarteriel infusion af neurotransmittere eller -mimetika (rotter og mennesker). De funktionelle konsekvenser af sympatisk aktivering i hvilende og arbejdende skeletmuskulatur er estimeret ved hjælp af en række mål for blodgennemstrømning og oxygenering (Doppler-velocimetri, Xenon-udvaskning, fasekontrast magnetisk resonansflow-imaging og nær infrarød spektroskopi).

Aktivering af det sympatiske nervesystem under arbejde udløser en fuldstændig parallel stigning i den sympatiske vasokonstriktoraktivitet til hvilende og aktiv muskulatur. I hvilende muskulatur medfører dette vasokonstriktion. I arbejdende muskulatur er vasokonstriktorresponset hæmmet, hvorved den lokale muskelperfusion optimeres. Der er tale om en specifik antagonistisk interaktion mellem lokale metaboliske konsekvenser af muskelkontraktion og postjunktionale signaltransduktionsmekanismer i den alfa-adreno-ceptormedierede vasokonstriktion. Denne hæmning er associeret med et lokalt mismatch mellem ilttilførsel og -behov i skeletmuskulaturen hos mennesker. Hos rotter involverer de tilgrundliggende cellulære mekanismer aktivering af ATP-følsomme kalium (KATP )-kanaler, mens der ikke har kunnet påvises nogen rolle for potentielle mediatorer som prostaglandiner, adenosin og hydrogenioner.

Fremtidige studier er påkrævet for at undersøge relevansen af disse basalfysiologiske observationer for neurocirkulatorisk kontrol hos mennesker under arbejde med større muskelmasser samt den eventuelle patofysiologiske rolle ved sygdomstilstande, der er karakteriseret ved øget basal sympatisk nerveaktivitet til muskulaturen og nedsat fysisk arbejdsevne, såsom hjerteinsufficiens.

Forf.s. adresse: Soløsevej 36, 2820 Gentofte.

E-mail: j.hansen@post2.tele.dk

Forsvaret finder sted den 12. april 2002, kl. 14.00, Medicinsk-historisk Museum, Bredgade 62, København.

Opponenter: Michael J. Mulvany og Niels Juel Christensen.