Metabolismus myokardu. Fyziologie cirkulace. Krevní tlak

MUDr. Miloslav Franěk, Ph.D.

Ústav normální, patologické a klinické fyziologie, 2007

Metabolismus myokardu

• v klidu 70 % mastné kyseliny, sacharidy málo• při ischémii anaerobní glykolýza (málo energie,

laktát, bolest)• silná ischémie: ATP-ADP-AMP-adenosin

– ten uniká z myocytů a působí koronární vazodilataci– do 30 min 50 % adenosinu pryč, ale tvoří se

maximálně 2%/h– rychlost obnovení průtoku je pro přežití kardiomyocytů

klíčová

Fyziologie cirkulace

• arterie: vysoký tlak a rychlost, silné stěny

• arterioly: silné stěny, schopnost několikanásobné změny průměru

• kapiláry

• venuly, vény: nízkotlaké, tenké stěny, transportní a rezervoárová funkce

Distribuce krve

64%13%

7%

7% 9% veny

arterie

kapilary

srdce

plicni obeh

Průřez a rychlost

• aorta 2.5cm2, arterioly 40cm2, kapiláry 2500cm2, venuly 250cm2, duté žíly 8cm2

• rychlost nepřímo úměrná průřezu: aorta 33cm/s, v kapiláře 1000x pomaleji– při její délce 0.3-1 mm je v ní krev 1-3 s

Průtok krve cévou

• tlakový gradient, odpor cév

• nezávisí na absolutním tlaku

RP

Q

Geometrie cévy

Hagen-Poiseuillův zákon

Q = Pr4/8l

protože

R=8l/r4

r – poloměr průsvitu cévyl – délka cévy– viskozita krve

Průtok je úměrný čtvrté mocnině poloměru cévy

Funkční důsledky

• zásadní význam arteriol, které nejvíc dokáží měnit průměr (stonásobné změny průtoku)

• viskozita: plazma 1.5, krev 3, polycytémie 10

• průtok nezávisí na tlaku lineárně, protože vzestup tlaku zároveň dilatuje cévy (z 50 na 100 mm Hg stopne Q 6x)

Distenzibilita cév

• vény 8x roztažnější než arterie (síla stěny)• plicní arterie 6x distenzibilnější než

systémové

VPV

D.

Vaskulární compliance

• množství krve, které přibude v určitém oddílu po zvýšení o jednotku tlaku

• žíly 8x vyšší D a 3x větší V, a proto mají 24x vetší compliance než systémové arterie

PV

C VDC .

Žilní systém

• centrální žilní tlak: PS, kolem 0 mm Hg, je regulován stejně jako srdeční výdej– selhání srdce, infuze: až 30 mm Hg– krevní ztráty: -5 mm Hg

• velké žíly 4-6 mm Hg (útlak okolí)

• těhotenství, ascites, tumor: na dolních končetinách až 30 mm Hg

• hydrostatický tlak (podtlak na krku)

Rezervoárová funkce

• žilní systém vyrovná ztráty do 1 l krve

• velké abdominální vény, síť podkožních žil, slezina, játra

• 50 ml slezinné krve zvýší hematokrit o 2 %

Arterielní tlak

• kdyby nebyly cévy roztažné, krev by skrz periferní tkáně tekla jen v systole

• u zdravého člověka je však průtok kapilárami téměř konstantní

• systola, diastola, střední tlak, tlaková amplituda

Tlak závisí na

1. srdeční výdej: frekvence * tepový objem• ejekční frakce: TO/EDO (65 %)

2. periferní odpor

Funkce pružníku

• Systola = přeměna kinetické energie krve na elastickou energii stěny aorty

• Diastola = přeměna elastické energie stěny aorty na kinetickou energii krve

Průtok krve orgány

• mozek 14% 700 ml 50• srdce 4% 200 ml 70• bronchy 2% 100 ml 25• ledviny 22% 1100 ml 360• játra 27% 1350 ml 95• svaly 15% 750 ml 4• kůže6% 300 ml 3

% ml/min ml/min/100g

nadledviny 0.5% 25 ml 300

Regulace krevního oběhu

• humorální x nervová

• lokální x generalizovaná

• rychlá x pomalá

• srdeční výdej (frekvence, síla stahu) x periferní odpor

Humorální regulace

• hormony a ionty

• látky vznikající ve speciálních žlázách a působící celkově

• látky vznikající a působící lokálně

Vazokonstrikce I

• noradrenalin a adrenalin: synaptická zakončení sympatiku, dřeň nadledvin– adrenalin působí i vazodilatačně

• angiotenzin: nejsilnější vazokonstriktor (10-6 g o 50 mm Hg), konstrikce všech arteriol těla

• vazopresin: velmi silný, ale nízká hladina, proto se uplatňuje málo (krvácení, o 60 mm Hg)

Vazokonstrikce II

• endotelin: velmi silný, 21 AK, několik typů, uvolňován poškozeným endotelem, významný při zástavě krvácení

Vazodilatace I

• bradykinin: polypeptid z 2-globulinu, který je štěpen aktivovaným kalikreinem (zánět)– velmi krátký poločas (karboxypeptidáza, ACE)– silná dilatace arteriol (nanogramy vyvolají

lokální edém), zvýšená permeabilita kapilár– edém při zánětu, prokrvení kůže

Vazodilatace II

• histamin– mastocyty a bazofily– poškození, zánět, alergie– účinky podobné bradykininu

• oxid dusnatý

• ANP

Účinky iontů

• vazokonstrikce: zvýšená hladina vápníku, pokles pH, vzestup parciálního tlaku kyslíku

• vazodilatace: zvýšená hladina draslíku, hořčíku (inhibice kontrakcí hladkého svalstva), oxidu uhličitého

• teplota

Nervová regulace

• reguluje především globální funkce (redistribuce do různých orgánů, činnost srdce)

• autonomní nervový systém

• hrudní a bederní sympatikus

• parasympatikus v regulaci cirkulace méně významný

Sympatikus a cévy

• inervuje celou část řečiště mimo kapiláry

• konstrikce arteriol: zvýšený odpor, pokles průtoku

• konstrikce žil: zvýšený žilní návrat

Sympatikus a srdce

• nervi cardiaci vedou přímo k srdci

• zvýšení srdeční frekvence a síly stahu

Parasympatikus

• jediný významný mechanismus ovlivnění cirkulace je vagová inervace srdce

• pokles frekvence i síly srdeční kontrakce

Vazomotorické centrum

• v retikulární formaci prodloužené míchy

• převádí parasympatické impulsy k srdci a sympatické k srdci i k cévám

1. v horní části vazokonstrikční segment (excitace míšních vazokonstrikčních neuronů sympatiku)

2. v dolní části vazodilatační segment: inhibuje [1]

Stavba vazomotorického centra

• klidový vazomotorický tonus

Vazomotorické centrum a srdce

• laterální část spojena se sympatikem, který vede k srdci

• mediální část (přímé spojení s dorzálním motorickým jádrem vagu) – parasympatikus

• může tedy působit pozitivně i negativně chronotropně i ionotropně

Řízení vazomotorického centra

• spoje s RF vyšších oddílů (pons, mesencefalon, diencefalon) – mediálně inhibice, laterálně stimulace

• hypothalamus: posterolaterální – inhibice, přední – oboje

• kortex: teké obojí: motorická kůra, přední část temporálního laloku, přední část g. cinguli, amygdala, septum, hippokampus

Sympatikus a nadledviny

• impulsy nejen k cévám, ale i do dřeně nadledvin

• uvolnění adrenalinu a noradrenalinu

• generalizovaná vazokonstrikce (ale adrenalin může přes -receptory působit i dilataci)

Rychlost nervové regulace

• velmi rychlá

• lokálně zdvojnásobí tlak za 5-10 s

• inhibice vazomotorického centra sníží za 10-40 s arterielní tlak na polovinu

• suverénně nejrychlejší mechanismus regulace tlaku

Baroreflex I

• nejstudovanější mechanismus

• zvýšení tlaku je registrováno baroreceptory ve stěnách velkých cév (aorta, bifurkace karotidy)

Baroreflex II

• přes n.glossopharyngeus do tractus solitarius

• inhibice neuronů vazokonstrikčního centra, excitace vagu

• vazodilatace, zpomalení srdeční frekvence

• pokles tlaku vyvolá opačný efekt