Ангиогенез в скелетных мышцах человека

Дается определение ангиогенезу и васкулогенезу. Описываются: стимулы ангиогенеза и ангиогенез в норме и патологии. Приводятся данные о скорости роста кровеносных сосудов в скелетных мышцах человека при тренировке на выносливость и силовой тренировке с ограничением кровотока.

Ангиогенез в скелетных мышцах человека

Определение

Ангиогенез процесс образования новых кровеносных сосудов в органе или ткани, в ходе которого происходит реорганизация первичной капиллярной сети, которая сокращается до более простой и четкой системы капилляров, артерий и вен.

Ангиогенез и васкулогенез

Под васкулогенезом понимается первая стадия образования кровеносных сосудов в эмбриональный период (рис. 1). Второй стадией является ангиогенез – образование новых кровеносных сосудов на основе имеющейся системы сосудов.

Ангиогенез в скелетных мышцах человека

Рис.1. Система кровообращения у 4-недельного плода человека (Carlson, 1981)

Стимулы ангиогенеза

Основным стимулом для ангиогенеза является гипоксия, которая может быть связана как с ускорением потребления кислорода тканями (при активном росте организма, физических нагрузках, эндокринных расстройствах, ускорении обмена при анаболических процессах), так и с уменьшением его поступления (нарушение притока крови, анемия и другие причины).

Важными ангиогенными факторами являются VEGF (vascular endothelium growth factor) – фактор роста сосудов и HIF-1 (hypoxia-inducible factor) – регулятор генов млекопитающих, которые отвечают за реакцию на недостаток кислорода.

Ангиогенез в норме и патологии

В норме в организме процессы ангиогенеза протекают с умеренной интенсивностью и активизируются только при регенерации повреждённых тканей, канализации тромбов, ликвидации очагов воспаления, образовании рубца и тому подобных процессах восстановления, а также при росте и развитии организма. В опухолевых же тканях, особенно в тканях злокачественных опухолей, ангиогенез протекает постоянно и очень интенсивно. Это является одной из причин быстрого роста злокачественных опухолей, поскольку они очень хорошо кровоснабжаются и получают значительные количества питательных веществ, лишая тем самым питания здоровые ткани организма. Кроме того, усиленный ангиогенез в опухоли является одним из механизмов её быстрого метастазирования, так как опухолевые клетки имеют свойство метастазировать по ходу кровеносных сосудов (вдоль стенок) или разносятся по всему организму с током крови.


Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах "Гипертрофия скелетных мышц человека" и "Биомеханика мышц"


Ангиогенез в скелетных мышцах человека при физических нагрузках

Вопросы протекания ангиогенеза при физических нагрузках изучали многие авторы. Одним из лимитирующим факторов спортивной деятельности является производительность сердца. При этом поддержание необходимого объема и скорости кровотока достигается как за счет нервной и гуморальной регуляции сосудистого русла, так и ангиогенеза, способствующего образованию новых микрососудов в различных тканях организма в том числе и скелетных мышцах. В результате этого увеличивается плотность капиллярной сети, доставка в ткани кислорода, пластических и энергетических субстратов.

P.Andersen и J. Henriksson (1977) установили, что после 8 недель ежедневной тренировки на велоэргометре в среднем 40 мин в день с интенсивностью 80 % от МПК ангиогенез в широкой латеральной мышце бедра протекает следующим образом (табл.1).

Таблица 1

Показатели

Недели

012358
Количество капилляров на мм2329343355346376395*
Количество капилляров на 1 мышечное волокно1,361,431,671,621,84*2,00**

* P<0,05; ** P<0,01  по сравнению с исходным уровнем.

В большинстве исследований по этому вопросу показано, что тренировка на выносливость в течение 4 – 24 недель вызывает увеличение капилляризации на 10-25%.

Также показано, что ангиогенез стимулируют силовые тренировки с ограничением кровотока: KAATSU или BFR (K.A. Larkin et al., 2014).

Литература

  1. Andersen P.и Henriksson J. Capillary supply of the quadriceps femoris muscle of man: adaptive response to exercise // J. Physiol. (1977), 270, p. 677-690 1977_andersen_henriksson.pdf
  2. Larkin K. A. Macneil R. G. Dirain M., Sandesara B., Manini T M., Buford T. W. Blood Flow Restriction Enhances Post–Resistance Exercise Angiogenic Gene Expression // Med Sci Sports Exerc. 2012 November ; 44(11): 2077–2083. doi:10.1249/MSS.0b013e3182625928. 2014_larkin_et-al.pdf

С уважением, А.В. Самсонова