Fizjologia Układu Krążenia 3. seminarium

Transkrypt

1 Fizjologia Układu Krążenia 3. seminarium

2 Cykl sercowy: Skurcz izowolumetryczny: szczyt załamka R - początek skurczu komory skurcz Cardiac zwiększa ciśnienie w Cycle 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 zdrowych dzieci i młodzieży )

3 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%

4 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

5 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

6 Regulacja siły skurczu (Po) mięśnia sercowego 1. Przez zmianę rozkurczowej długości mięśnia Prawo Starlinga 2. Przez wpływ na jego kurczliwość

7 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

8 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

9 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

10 Krzywa zależności ciśnień i objętości lewej komory podczas cyklu serca

11 powrót żylny EDV SV

12 ciśnienie rozkurczowe w aorcie SV ESV

13 kurczliwość SV ESV

14 Oblicz EF: A) EDV 120ml, ESV 45ml B) EDV 120ml, ESV 40 ml C) EDV 120 ml, ESV 55ml Co wywołało taką zmianę?

15 Oblicz EF: A) EDV 125ml, ESV 45ml B) EDV 145ml, ESV 54ml C) EDV 105 ml, ESV 38ml Wyjaśnienie?

16 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

17 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

18 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

19 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

20 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)

21 Zwężenie tętnicy nerkowej teoretyczny przepływ przez zwężone naczynie (zielone) faktyczny przepływ (czerwone)

22

23 Poszerzenie poststenotyczne Jest manifestacją zarówno prawa Bernouliego [spadek prędkości za zwężeniem po woduje wzrost ciśnienia (P) wywieranego na ściany naczynia]..jak i Laplace a:

24 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

25

26 Szmer skurczowy- np.: niedomyklaność zastawki mitralnej

27 Szmer skurczowy np.: stenoza aortalna

28 Szmer rozkurczowy np.: stenoza mitralna

29 Szmer rozkurczowy np.: niedomykalność aortalna

30 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)

31

32

33

34 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 tętnicze

35 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

36 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)

37 Krzywe funkcji serca i naczyń

38

39

40

41 Krzywe funkcji serca i naczyń

42