Лаборатория организована в 1960 г. под руководством проф. Г. П. Конради. По его инициативе начато всестороннее изучение механизмов формирования тонуса сосудов и выяснение его роли в местных и системных реакциях кровообращения. С 1972 г. лаборатория работала под руководством д. м. н. В. В. Орлова. Особое внимание было обращено на участие спинальных и кортикальных механизмов в регуляции кровообращения. В 1985 г. лабораторию возглавил проф. Д. П. Дворецкий (с 2003 г. – член-корр. РАН). Исследования были направлены на изучение роли факторов, определяющих реактивность кровеносных сосудов в процессе реализации таких вазомоторных реакций, как рабочая и реактивная гиперемия, эндотелийзависимая вазодилатация в органах и тканях при изменениях в их сосудах трансмурального давления. Проводился анализ взаимоотношений насосной функции сердца и тонуса периферических сосудов в ходе системных реакций кровообращения.

Используемые в лаборатории методические подходы включают экстракорпоральную перфузию тканей, прижизненную телевизионную микроскопию терминального кровеносного русла, измерение системного и регионарного сосудистого сопротивления, капиллярного гидростатического давления, транскапиллярного обмена жидкости, сердечного выброса. Применяется компьютерная обработка параметров гемодинамики в реальном масштабе времени. Дальнейшее развитие получило математическое моделирование движения крови в сосудах и их сократительной активности.

Главными результатами работы лаборатории в 1990-х гг. явились: установление роли динамического компонента в реализации механогенных влияний на кровеносные сосуды, выяснение значения секреторной функции эндотелия в возникновении вазодилататорных ответов на ритмическое растяжение сосудистой стенки пульсовым давлением крови, оценка уровня вазореактивности в зависимости от предстимульного тонуса сосудов, определение особенностей реактивности сосудов разной органной принадлежности при артериальной гипертензии. Выявлена зависимость компенсаторных сосудистых реакций от положения тела в пространстве (совместно с Институтом медико-биологических проблем РАН), установлена реактивность сосудистой системы на физические стимулы в условиях замены естественного сердца искусственным (совместно с Институтом трансплантологии и искусственных органов Минздравсоцразвития РФ).

В последние годы дальнейшее развитие получили исследования роли исходного тонуса сосудистых миоцитов в формировании реакции сосудов. В частности, это относится к влиянию рН перфузата, а также статического или динамического растяжения сосудов на их реактивность, инициируемую стимуляцией симпатических нервов. Исследована зависимость сократительной функции сосудистых миоцитов от модуляций растяжения, а также от окружного и радиального напряжения сосудистой стенки. На системном уровне выявлена роль исходного (спонтанного и управляемого) уровня артериального давления для формирования системных констрикторных и дилататорных реакций, а также участие NO-зависимого механизма в формировании реакций системной гемодинамики на увеличение объема крови и ортостатическое воздействие у крыс. Полученные факты существенно расширяют современные представления о сопряжении характера и величины сосудистых реакций с предстимульным уровнем тонуса сосудов и степенью их механического растяжения. Важное место занимает исследование различной адренореактивности пиальных артерий разного калибра у нормо- и гипертензивных крыс, что существенно для проблемы патогенеза гипертензивных состояний. Математическое моделирование течения жидкости в сосуде позволило выявить преимущественное влияние на течение крови миогенной реакции (по типу Бейлисса) по сравнению с эндотелийзависимой реакцией, связанной с изменением напряжения сдвига на внутренней стенке сосуда. Начато изучение действия низкоинтенсивного лазерного излучения в ближнем и дальнем инфракрасном диапазоне на микроциркуляцию и сократительную активность гладких мышц сосудов.

Лаборатория активно сотрудничает с Институтом медико-биологических проблем РАН, Институтом механики МГУ им. М. В. Ломоносова, Физико-техническим Институтом им. А. Ф. Иоффе РАН.