Kardiovaskulární systém

Transkript

1 Kardiovaskulární systém

2 Funkční anatomie srdce dvě funkčně spojená čerpadla pohánějící krev jedním směrem pravá polovina srdce levá polovina srdce pravá polovina (pravá komora a síň) pohání nízkotlaký plicní oběh, do kterého přivádí odkysličenou krev levá polovina (levá komora a síň) přečerpává okysličenou krev z plic do vysokotlakého systémového oběhu Čerpací činnost: rytmické střídaní relaxace (diastola) a kontrakce (systola) svaloviny komor a síní diastola síně a komory se plní krví systola - krev se vypuzuje ze srdce systola síní - pomocná čerpadla čerpají krev do komor systola komor hlavní čerpadla čerpají krev do malého a velkého oběhu

3 Elektrická aktivita srdce Funkční jednotky srdeční svaloviny srdeční svalová vlákna jsou typickými vzrušivými elementy (schopnost generování akčního potenciálu) odpovídajícími na adekvátní podnět odpovědí vše nebo nic odpovídají na elektrický podnět vzruchem, vedou jej a po případě i samovolně tvoří schopnost samovolně tvořit vzruchy je typická pro srdeční převodní soustavu neschopnost kontrakce neschopnost spontánní tvorby vzruchů je typická pro vlákna pracovního myokardu - hlavní funkcí je kontrakce čerpání krve myokard nerv, sval Akční potenciál obdobný jako u neuronu nebo kosterního svalu avšak s mnohem delší absolutní refrakterní fází ( ms) podmíněnou fází plató během níž vstupuje Ca 2+ do buněk a kdy membrána zůstává depolarizována až několik set milisekund během níž není možno vyvolat další vzruch (prevence vzniku nekontrolovatelného šíření vzruchů v srdci)

4 Vznik a šíření vzruchu srdcem srdeční svalovina funguje jako celek jednotlivé buňky jsou mezi sebou spojeny strukturami o velmi nízkém elektrickém odporu tzv. interkalárními disky jakmile kdekoliv v předsíních nebo v komorách vznikne dostatečné podráždění, vyvolá vzruchovou aktivitu (akční potenciály), která se šíří dále po myokardiálních vláknech, dokud neproběhne po celém srdci automacie srdce samo vytváří podněty (podráždění), které se rytmicky opakují a opakově zachvacují vzruchovou aktivitou celý myokard za generování těchto podnětů jsou odpovědné specializované buňky převodního systému buňky sinoatriálního uzlu umístěného pod epikardem ve stěně pravé předsíně blízko ústí horní duté žíly odtud se vzruch šíří po celém pracovním myokardu předsíní a dále do atrioventrikulárního uzlu, kde se pozdrží (funkční pauza mezi systolou síní a komor) a dále putuje Hisovým svazkem, Tawarovými raménky a dalším větvením až do terminální sítě Purkyňových vláken SA node potential

5 Mechanická činnost srdce spojení elektrické a mechanické činnosti srdce elektrické děje v srdci spouští jeho mechanickou činnost: vzruch je prostřednictvím iontů převeden na kontrakci myokardiálního vlákna která pomocí chlopní atrioventrikulárních (zabraňujicích návratu krve do předsíní při systole komor) a semilunárních (bránících návratu krve z velkých tepen do komor během diastoly) umožňuje proudění krve jedním směrem tyto chlopně se uzavírají především tlakovými změnami v srdečních dutinách a velkých cévách fáze srdečního cyklu (srdeční revoluce) v systole i diastole rozlišujeme různé fáze podle tlakových a objemových změn v srdečních dutinách dvě fáze systoly fázi izovolumické kontrakce, kdy roste v komorách tlak, ale objem se nemění trvání asi 60 ms fázi ejekční (vypuzovací), kdy je tlak v komorách poměrně stálý a jejich objem se zmenšuje trvání asi 200 ms dvě fáze diastoly fázi izovolumické relaxace, kdy nitrokomorový tlak klesá a objem se nemění trvání asi 50 ms fázi plnící, kdy objem komor roste, aniž by se měnil tlak v komorách trvání asi ms

6 Energetická a mechanická bilance Starlingův zákon příklad: na konci diastoly činí objem komory asi 130 ml, z čehož se během systoly vypudí asi 70ml. V případě zvýšeného venózního návratu na 180 ml se vypudí tepový objem 90 ml tato závislost velikosti tepového objemu komory na její diastolické náplni se nazývá Starlingův zákon na úrovni srdečního vlákna tento zákon znamená, že vyvinutá síla kontrakce srdečního vlákna je funkcí jeho počáteční délky tj. také počáteční délky sarkomery Minutový objem srdeční zdravé srdce je schopno měnit množství přečerpané krve v poměrně velkém rozsahu minutový objem srdeční (tj. množství krve, které jedna komora přečerpá za minutu) se podle potřeb mění od 5 l/min na l/min frekvence srdeční se může při maximální zátěži zvýšit z 60 na tepů/min Energetika srdeční práce bezprostředním zdrojem energie pro kontrakci je ATP energie pro resyntézu ATP získává myokard výhradně aerobně spotřeba kyslíku v srdci činí v klidu asi 25 ml O 2 což je 1/10 celkové spotřeby organizmu spotřebu O 2 hlavně ovlivňuje izovolumická kontrakce, izotonická kontrakce ovlivňuje spotřebu daleko méně vztah k lékům antihypertenzivám srdce utilizuje překvapivě velké množství volných mastných kyselin a je schopno metabolizovat (využívat) kyselinu mléčnou.

7 Řízení srdeční činnosti Nervové, humorální, celulární všechny v zásadě působí na tyto parametry (děje) v srdci: chronotropie ovlivnění srdeční frekvence inotropie ovlivnění srdeční kontrakce dromotropie ovlivnění síňokomorového převodu bathmotropie ovlivnění vzrušivosti myokardu Nervová regulace parasympatikus negativně chronotropně (zpomaluje srdeční frekvenci) negativně inotropně (snižuje sílu srdeční kontrakce) negativně dromotropně (zpomaluje síňokomorový převod) negativně bathmotropně (snižuje vzrušivost myokardu) sympatikus opak parasympatiku Humorální regulace přes receptory pro katecholaminy a acetylcholin katecholaminy reagují s adrenergními receptory beta stejný efekt jako u sympatiku acetylcholin reaguje v srdci s muskarinovými receptory obdobný efekt jako u parasymptatiku glukagon pozitivně inotropní i chronotropní účinek hormony štítné žlázy - pozitivně inotropní i chronotropní účinek prostaglandíny, pohlavní hormóny Celulární regulace Starlingův zákon Starling law

8 Funkční anatomie krevního oběhu Systémový oběh -složen z řady paraleně zapojených okruhů vyživujících jednotlivé orgány (srdce, mozek, lednivy, svalstvo atd.). Je v něm 85 % krve. Plicní oběh poměrně konstantně fungující oběh určený především k zajištění výměny dýchacích plynů v plicích. Je v něm asi 15% krve. Lymfatický oběh odvádí z tkání tkáňový mok s vysokomolekulárními látkami, pro které je kapilární stěna nepropustná nebo jen málo propustná Funkční rozdělení cév pružník velké a středně velké tepny elastického typu 15% krve. rezistenční cévy cévy regulující přítok krve k orgánům a tkáním a také úroveň kapilárního hydrostatického tlaku. 3% krve malé tepny a tepénky venuly prekapilární sfinktery konečné úseky prekapilárních tepének. Jejích konstrikce nebo dilatace rozhoduje o počtu otevřených kapilár kapiláry styčná plocha mezi krví a tkání, nemají schopnost kontrakce - 7% krve arteriovenózní zkraty jen v některých tkáních, zabezpečují rychlý převod krve z tepenného do žilního řečiště kapacitní cévy především žíly, mají značnou roztažnost a mohou pojmout značný objem krve - 75% krve

9 Arteriální část systémového oběhu Funkcí této části je dopravit krev pod tlakem do tkání a přeměnit nárazový tok krve z levé komory na kontinuální. Rychlé proudění krve od okysličení se do kapilár systémového oběhu krev dostane za 10 s, při zátěží do 2-3 sekund v aortě rychlost během systoly až 1m/s turbulentní charakter proudění. Průměrná rychlost krve v aortě 20 cm/s. Krevní tlak nejvyšší dosažená hodnota tlaku během systoly se nazývá systolický tlak, dosahuje hodnot 120 mm Hg nebo 16 kpa nejnižší dosažená hodnota tlaku během diastoly se nazývá diastolický tlak, dosahuje hodnot 70 mm Hg nebo 12 KPa rozdíl mezi systolickým a diastolickým tlakem je pulsový tlak, nebo tlaková amplituda střední tlak průměrná hodnota tlaku krve za celou srdeční akci, dosahuje hodnot asi 90 mm Hg nebo 9,3 kpa Pulsní vlna tlakový a objemový puls šířící se cévním systémem rychlost je výrazně vyšší než rychlost pohybu krve (za 0,2 s dosáhne chodidel) rychlost závisí na elasticitě cév

10 EKG (elektrokardiografie) Vznik EKG signálu elektrická aktivita srdce se projevuje změnami elektrického napětí i na povrchu těla tyto změny vznikají sumací elektrických projevů všech srdečních buněk protože jednotlivé buňky nemají v daném okamžiku stejnou hodnotu akčního potenciálu a nepracují zcela synchronně, tečou po povrchu membrán a všude kolem srdce elektrické proudy Elektrokardiografické svody místa snímání elektrického signálu z povrchu těla a jejich značení se v elektrokardiografii pevně ustálily. Běžný elektrokardiografický záznam se dnes skládá z 12 svodů svody rozdělujeme do 3 skupin Bipolární končetinové svody podle Einthovena Unipolární zvětšené končetinové svody podle Goldbergera Unipolární hrudní svody podle Wilsona EKG křivka vlny (P, T vlny) kmity (Q, R, S kmity) intervaly (např. P-Q interval) rytmus (napr. sínusový) akce (např. pravidelná) frekvence (např. 60/ min)

11 Mikrocirkulace část oběhu zajišťující výměnu metabolitů, vody, plynů, hormonů mezi krví a buňkami - funkční celek od arteriol až po venuly

12 Výměna látek mezi krví a buňkami závisí na: 1. Stavbě cévní stěny: kapiláry a) endotel jedna vrstva buněk, rozdílné uspořádání mozek x játra, nižší endotel než v arteriích a vénách Prostor mezi buňkami cca 4 nm, tloušťka stěny 1 µm b) bazální membrána = oba význam pro výměnu látek + vně bazální membrány mukopolysacharidy c) nemají vlastní svalovinu pericyty d) průměr 4 8 µm 2. Ploše řečiště počet kapilár cca 40 miliard 1000 m 2 za klidových podmínek perfúze pouze % 3. Době kontaktu krve se stěnou kapiláry rychlost toku krve 1 s

13 4. Difúzní dráha Průměr kapiláry, velikost krvinky, endotel intersticium (kys.hyaluronová, proteoglykany, vlákna kolagenu, elastin, voda) X plíce

14 Kapilární řečiště distribuce krve: 1. Prekapilární oblast cévy mají jednu vrstvu buněk hladké svaloviny (terminální arterioly, metaarterioly, prekapilární arterioly) z nich větve kapilár prekapilární svěrače pro 1 2 kapiláry metaarterioly preferenční kanál částečně nebo úplně obchází pravé kapiláry a-v nízkorezistentní spojení (mezenterium), preferenční kanály chybí ve svalech 2. Postkapilární oblast venuly -pericyty oblast postkapilárního odporu, řízení hydrostatického tlaku krve v kapilárách Paralelní uspořádání kapilár snižuje jejich celkový odpor

15 Řízení mikrocirkulace 1. Nervová adrenergní (NA) inervace - α - receptory 2-5 s vazokonstrikce prekapilární svěrače - β receptory dilatace 1. Látková - β agonisté vazoaktivní substance oxid uhličitý, po 2, ph, bradykinin, prostaglandiny, histamin, NO vasodilatačně endotelin - vazokonstrikčně = regulace průtoku a denzity kapilár (plochy) Vztah mezi plochou a rychlostí průtoku 31 cm/s 0.05 cm/s

16 Průtok krve v klidu (levé sloupce) a při cvičení

17 2. Filtrace: Faktory ovlivňující filtraci: a) Filtrační koeficient různý (pro vodu je větší v ledvinách než ve svalech) může se lišit na arteriálním a venózním konci kapiláry závisí na vlastnostech endotelu mění se za patologických podmínek (látky zánětu histamin ) b) Kapilární hydrostatický tlak rozdíl mezi arteriálním a venózním koncem c) Hydrostatický tlak intersticiální tekutiny d) Koloidně osmotický tlak plazmy (onkotický tlak) albuminy e) Koloidně osmotický tlak (onkotický tlak) intersticia Ideální kapilára: TK=30 mmhg OT= 25 mmhg TK= 15 mmhg OT= 25 mmhg HT = 0 (±) OT i = 8 mmhg Čistý filtrační tlak: (TK HT) (OT-OT i ) = (30 0) (25 8) = 30 17= = 13 mmhg absorpce (15 0) (25 8) = = = -2 mmhg

18 Glomerulární kapilára: Stálý TK, filtrací stoupá onkotický tlak TK = 45 mmhg OT= 25 mmhg TK= 45 mmhg OT= 35 mmhg HT = 10 mmhg OT = 0 mmhg Čistý filtrační tlak = 10 mmhg = 0 mmhg

19 Lymfatický systém GIT, játra, kůže x mozek

20 Význam: 1. Návrat tkáňové tekutiny do cirkulace rozdíl mezi filtrací a absorpcí (cca 2 l/24 h) 2. Transport látek z intersticia do krve - albuminy 3. Absorpce vstřebaných látek 4. Transport bakterií, krvinek z tkání 5. Fagocytóza v lymfatických uzlinách obranné mechanismy Stavba: a) Fenestrace stěn b) Svalovina c) Chlopně d) Lymfatické uzliny Pohyb lymfy: 1. Pasivní - dilace nižší tlak nasávání z intersticia, souběh s arteriolami 2. Aktivní přítomností hladké svaloviny ve velkých cévách