Fizjologia Układu Krążenia 3. seminarium

Fizjologia Układu Krążenia
3. seminarium
Cykl sercowy:
Skurcz izowolumetryczny:
szczyt załamka R - początek skurczu komory
skurcz zwiększa ciśnienie w Lewej komorze powyżej ciśnienia w lewym
przedsionku ⇛ zamyka zastawkę mitralną (pierwszy ton serca, S1 proporcjonalny do siły skurczu), następnie komory generują ciśnienie a
gdy ono przekroczy ciśnienie w aorcie ⇛ otwarcie zastawki aortalnej
Faza szybkiego wyrzutu:
70% SV ciśnienie wewnątzrkomorowe i aortalne wzrasta w tej fazie
Faza zmniejszonego wyrzutu:
30% SV ciśnienie w komorze i w aorcie zaczyna spadać, gdy ciśnienie
spada poniżej ciśnienia w aorcie zastawka aortalna się zamyka → 2 ton
serca (S2) - intensywność ↑ gdy ↑ ciśnienie aorty; w EKG widzimy koniec
załamka T , kiedy on się skończy, następuje koniec skurczu, wówczas
również widzimy w zapisie krzywej ciśnienia załamek dykrotyczny
Faza rozkurczu izowolumetrycznego:
•
Zastawki są zamknięte
•
Ciśnienie wewnątrzkomorowa spada
Faza szybkiego napełniania komór:
•
kiedy ciśnienie wewnątrzkomorowe spada poniżej tego w przedsionkuzastawka mitralna się otwiera- faza szybkiego napełniania komór się zaczyna,
ciśnie wewnątrzkomorowe nadal spada ponieważ relaksacja miokardium jest
szybsza niż napełnanie komór;
•
3-ci ton serca może pojawić się w tym czasie – spowodowany nagłym
zwolnieniem napełniania już poszerzonych komór (najczęściej w niewydolności
serca, może wystąpić u zdrowych dzieci i młodzieży )
Faza zredukowanego napełniania komór:
•
ciśnienie w komorach zaczyna powoli narastać
Skurcz przedsionków:
•
skurcz przedsionków zaczyna się na końcu fazy zredukowanego
napełniania
komór, S4 (najczęściej w niewydolności serca, może wystąpić u
2016-01-18
zdrowych dzieci i młodzieży )
Cardiac Cycle
Definicje hemodynamiczne
• Objętość końcoworozkurczowa (EDV – end diastolic volume) - objętość
krwi w komorze pod koniec rozkurczu (maksymalna objętość w trakcie
cyklu pracy serca)
• Objętość końcowoskurczowa (ESV – end systolic volume) - objętość krwi w
komorze pod koniec skurczu (minimalneaobjętości w czasie cyklu
sercowego)
• Objętość wyrzutowa (SV) - objętość krwi wyrzucana z 1 komory w ciągu 1
cyklu. SV = EDV - ESV
• Pojemność minutowa serca (CO) - objętość krwi wyrzucanej z serca w
jednostce czasu, zwykle wartości spoczynku dla dorosłych wynoszą od 5
do 6 l / min, czyli około 8% masy ciała na minutę. CO = SV × HR
• CO podzielona przez powierzchnię ciała - wskaźnik sercowy.
• Frakcja wyrzutowa (EF) = (SV / EDV) x 100%
2016-01-18
Obciążenie serca – Prawo Laplace’a
• Jest to siła z jaką krew rozciąga ściany jam serca
• Obciążenie jest równoważone przez przeciwnie
skierowane naprężenie/napięcie (σ) ścian serca i
wartościowo jest mu równe
– P – ciśnienie w komorze,
– r – promień komory
– h – grubość ściany komory
• Podsumowując:
obciążenie jest wprost
proporcjonalne do ciśnienia w komorze oraz do jej
promienia, a odwrotnie proporcjonalne do grubości
komory
Obciążenie wstępne i następcze
Preload – obciążenie wstępne :
–
–
–
-
Jest to siła, z jaką ściana komory jest rozciągana przez krew pod koniec fazy rozkurczu .
Jego wielkość jest wypadkową końcoworozkurczowego ciśnienia i objętości komory
(promienia jej krzywizny) - odpowiada EDV
Jest bezpośrednio związane z powrotem żylnym i ciśnieniem w prawym przedsionku
Siła skurczu miokardium jest proporcjonalna do jego obciążenia wstępnego – mechanizm
Starlinga
Afterload – obiążenie następcze
jest to siła, z jaką mięsień lewej komory jest rozciągany w chwili otwarcia zastawek
półksiężycowatych aorty i przeciwko której kurczy się w fazie wyrzutu.
Jego wielkość jest wypadkową komorowego ciśnienia skurczowego i objętości komory w
tym momencie. Ciśnienie to jest identyczne z ciśnieniem rozkurczowym w aorcie, a
objętość — z objętością końcoworozkurczową w komorze.
Oznacza to, że obciążenie następcze ma składową wewnątrzsercową (poprzez objętość
komory (EDV) i grubość jej ściany) i obwodową — poprzez ciśnienie rozkurczowe w
aorcie.
Czynniki zwiększające obciążenie następcze (np.: wysokie ciśnienie rozkurczowe w
aorcie) zmniejszają objętość wyrzutową komory i zwiększają zaleganie krwi w komorze.
Częstym powodem wzrostu obciążenia następczego lewej komory jest nagły wzrost
ciśnienia tętniczego
2016-01-18
Regulacja siły skurczu (Po) mięśnia
sercowego
1. Przez zmianę rozkurczowej długości mięśnia
– Prawo Starlinga
2. Przez wpływ na jego kurczliwość
Regulacja siły skurczu
mięśnia sercowego Mechanizm
Starlinga
• Opisuje wzrost objętości wyrzutowej
i minutowej serca, które występują
w odpowiedzi na wzrost powrotu żylnego
(objętości końcowo-rozkurczowej)
• Zwiększenie objętości końcoworozkurczowej powoduje wzrost długości
włókien miocytów, co powoduje wzrost siły ich skurczu - Po.
• Jest to mechanizm, który odpowiada dostosowaniu pojemności minutowej
serca do powrotu żylnego. Im większy jest powrót żylny, tym większa
pojemność minutową serca.
• Zmiany w kurczliwości - przesunięcie krzywej w górę (zwiększona
kurczliwość) lub w dół (spadek kurczliwości).
• Wzrost kurczliwości powoduje wzrost rzutu serca przy każdej wartości
ciśnienia w prawym przedsionku lub objętości końcowo-rozkurczowej.
• Zmniejszenie kurczliwości spowoduje adekwatnie zmniejszenie rzutu serca
2016-01-18
Regulacja siły skurczu
mięśnia sercowego – Kurczliwość
• Pod pojęciem kurczliwości mięśnia sercowego rozumieny jego
podstawową zdolność do generowania siły . Za miarę kurczliwości
przyjmujemy siłę jaką może serce generować w skurczu
izowolumetrycznym. Miarą kurczliwości przyjmuje się wartość siły
skurczu przy danej rozkurczowej długości mięśnia (EDV)
• O zmianie kurczliwości możemy mówić tylko wtedy gdy siła skurczu
zmienia się przy danej długości mięśnia serca
• Czynniki zmieniające kurczliwość nazywamy czynnikami
inotropowymi. Na przykład adrenalina, B-adrenolityki.
• Przykładem również jest inotropowy dodatni wpływ wzrostu HR:
↑ HR → napływ Ca do komórki szybciej niż można go usunąć → ↑
[Ca2 +] → wpływ inotropowy pozytywny
Wpływ obciążenia następczego na
zakres skracania mięśnia sercowego
(prawo Hilla)
• Obciążenie następcze lewej
komory jest siłą, przeciwko
której mięsień się skraca w fazie
skurczu -wyrzucając krew do
aorty (P)
• SV (objętość wyrzutowa) zależy
od amplitudy (L) i szybkości (L/t
=V) skracania się mięśnia
sercowego
• Opisuje to równanie Hilla:
V=(Po-P)b/P+a
• Czyli zakres i szybkość skracania
(zatem i SV) zależą od różnicy siły
skurczu izomtetrycznego (Po) do
obciążenia (P). Zatem SV rośnie
gdy siła skurczu (Po) rośnie lub
afterload (P) maleje
Krzywa zależności ciśnień i objętości lewej komory podczas cyklu
serca
2016-01-18
↑ powrót żylny → ↑EDV → ↑SV
2016-01-18
↑ciśnienie rozkurczowe w aorcie→↓ SV→↑ ESV
2016-01-18
↑ kurczliwość→↑SV→↓ESV
2016-01-18
Oblicz EF:
A) EDV 120ml, ESV 45ml
B) EDV 120ml, ESV 40 ml
C) EDV 120 ml, ESV 55ml
Co wywołało taką zmianę?
Oblicz EF:
A) EDV 125ml, ESV 45ml
B) EDV 145ml, ESV 54ml
C) EDV 105 ml, ESV 38ml
Wyjaśnienie?
Prawo Bernoulliego
Całkowita energia przepływu krwi w naczyniach krwionośnych jest
sumą energii potencjalnej (przedstawionej jako ciśnienie
wywierane na ścianę naczyń krwionośnych) i energii
kinetycznej (wynikającej z prędkości krwi). Suma energii
kinetycznej i potencjalnej w dowolnym momencie w układzie
jest stała, więc gdy wzrasta prędkość przepływu, ciśnienie musi
się zmniejszyć zachować całkowitą energię układu
2016-01-18
Prawo Poiseuille’a
Q = ∆P/R
W układzie krążenia w którym długość naczyń jest stała, przy założeniu stałego
Hematokrytu (czyli lepkości krwi) i stałego ciśnienia perfuzyjnego – na przepływ
w naczyniu głównie ma wpływ promień naczynia do 4 potęgi
Całkowity przepływ w układzie
krążenia Qc = rzut serca/przepływ
Qc = ∆P/Rc
∆P – ciśnienie perfuzyjne (różnica ciśnień między końcem a
początkiem układu – w krążeniu systemowym różnica
między ciśnieniem w aorcie a ciśnieniem w prawym
przedsionku – czyli biorąc pod uwagę niemal zerowe
ciśnienie w prawym przedsionku odpowiada ono ciśnieniu
średniemu w aorcie – średniemu ciśnieniu tętniczemu)
Qc – mierzalny w badaniu Echokardiograficznym
Rc – całkowity opór naczyniowy (zmienna niemierzalna
fizycznie)
Prędkośc przepływu: V = Q/powierzchnia przekroju naczynia
Zwężenie naczynia
Miarą oporu danego segmentu naczyniowego
jest spadek ciśnienia, do jakiego dochodzi w
tym segmencie w warunkach stałego
przepływu, np. dobrą miarą oporu stawianego
przez miażdżycowe zwężenie tętnicy jest
różnica między ciśnieniem zmierzonym przed i
za zwężeniem
∆P = Q x R
Liczba Reynoldsa przewiduje, czy przepływ krwi będzie laminarny lub
turbulentny.
►kiedy liczba Reynoldsa jest zwiększona, istnieje większa tendencja do
turbulencji, która powoduje słyszalne wibracje zwane szmerami
► liczbę Reynoldsa zwiększają o następujące czynniki:
a. ↓ lepkość krwi (np ↓ hematokrytu, niedokrwistość)
b. ↑ prędkość krwi (na przykład zwężenie naczynia)
Zwężenie tętnicy nerkowej
teoretyczny przepływ przez zwężone naczynie (zielone)
faktyczny przepływ (czerwone)
Poszerzenie poststenotyczne
Jest manifestacją zarówno prawa
Bernouliego [spadek prędkości za
zwężeniem po woduje wzrost
ciśnienia (P) wywieranego na ściany
naczynia]
…..jak i Laplace’a:
2016-01-18
Pola osłuchiwania zastawek:
Zastawka mitralna – na
koniuszku serca (zwykle V
międzyżebrze przyśrodkowo od
lewej linii
środkowoobojczykowej)
Zastawka trójdzielna – IV/V
międzyżebrze przy mostku
(prawa lub lewa strona)
Zastawka aortalna – II prawe
międzyżebrze przy mostku
Zastawka pnia płucnego – II
lewe międzyżebrze przy mostku
2016-01-18
2016-01-18
Szmer skurczowy- np.: niedomyklaność
zastawki mitralnej
2016-01-18
Szmer skurczowy – np.: stenoza aortalna
2016-01-18
Szmer rozkurczowy – np.: stenoza
mitralna
2016-01-18
Szmer rozkurczowy – np.:
niedomykalność aortalna
2016-01-18
Skurczowe, rozkurczowe, średnie
ciśnienie tętnicze
• SBP skurczowe ciśnienie tętnicze (podczas skurczu) najwyższe ciśnienie tętnicze w czasie cyklu pracy serca
• DBP- rozkurczowe ciśnienie tętnicze (w czasie
rozkurczu) - najniższe ciśnienie tętnicze
• Ciśnienie tętna = SBP-DBP wzrost objętości wyrzutowej
lub zmniejszenie podatności naczyń → wzrost ciśnienia
tętna
• Średnie ciśnienie tętnicze (MBP mean blood pressure):
– MBP = DBP + 1/3 (SBP-DBP)
2016-01-18
2016-01-18
2016-01-18
Tętno tętnicze
Tętno tętnicy szyjnej – najlepiej
oddające obraz tętna
centralnego
[A- młoda osoba, B- starsza
osoba]:
FU – fala uderzeniowa –
rozpoczęcie wyrzucania krwi z
LV do aorty
FO – fala odpływu odbicie fali
uderzeniowej od naczyń
tętniczych
WD – wcięcie dykrotyczne –
krótki nagły powrót części krwi
z elastycznych tętnic w
kierunku zamykającej się
zastawki aortalnej
FD – fala dykrotyczna – odbita
krew od zastawki aortalnej
Tętno żylne – żyły szyjne (wewnętrzne
lub zewnętrzne) pozycja tułowia 45
stopni
a – skurcz przedsionka
c – wychylenie z zamykającej się zastawki
trójdzielnej w trakcie skurczu
izowlumetrycznego
x –rozciąganie prawego przedsionka i
pociąganiem w dół podstawy serca w czasie
wyrzutu krwi
v – napływ krwi do przedsionka ponownie
podnosi w nim ciśnienie, początek rozkurczu
izowolumetrycznego komór
y- otwarcie zastawki trójdzielnej i napływ krwi z
przedsionka do komory
Średnie ciśnienie systemowe MSP
• Wartość ciśnienia w prawym przedsionku dla którego
powrót żylny wynosi zero
• Jest ciśnieniem które byłoby zmierzone gdyby doszło
do zatrzymania krążenia – w takiej sytuacji ciśnienie
jest takie samo w całym układzie krążenia
• Jeżeli ciśnienie jest identyczne w całym układzie
krążenia nie ma przepływu krwi i dlatego powrót żylny
wynosi zero
• Prawidłowa wartość wynosi 6 mmHg jest nieznacznie
wyższa od centralnego ciśnienia żylnego
• MSP rośnie gdy zwiększa się objętość krwi lub spada
podatność naczyń (głównie żylna)
Krzywe funkcji serca i naczyń
Krzywe funkcji serca i naczyń