A kardiovaszkuláris rendszer élettana IV.

Átírás

1 A kardiovaszkuláris rendszer élettana IV. 50. Az artériás vérnyomásszabályozás rövid távú mechanizmusai 51. Az artériás vérnyomás-szabályozás hosszú távú mechanizmusai Domoki Ferenc, December Kihívások/Célok Stabil vérnyomásgrádiens fenntartása az életfontosságú szervek (agy, szív) folyamatos, zavartalan ellátása érdekében a belső és a külső környezet akár gyors változásaihoz is adaptálódva. Minden szövet igényét kielégítő perfúzió. Luxus perfúzió kerülése: költséges : több vér, nagyobb szív, fenntartás energiaigénye. Veszély: oxidatív stressz 1

2 Keringésszabályozás Szisztémás szabályozás Fő cél: konstans nyomásgrádiens ( P) fenntartása főként az artériás középnyomás szabályozása által (MABP) Helyi szabályozás Fő cél: megfelelő szintű véráramlás kialakítása, ami lokálisan biztosítja a szöveti anyagcsere és funkció igényeit. A hemosztázis és az immunfolyamatok ugyancsak befolyásolják a helyi véráramlást. A szisztémás keringésszabályozás 1. Az artériás középnyomás (MABP) renális és hormonális szabályozása a nyomásdiurézis és a volumenreguláció által 2. A MABP idegi szabályozása a vegetatív idegrendszer reflexei által. 2

3 A VÉRNYOMÁS SZABÁLYOZÁSA P = Q x R Q (perctérfogat): Térfogat / idő x Teljes Perifériás Rezisztencia: Arteriolák átmérője P = MABP-CVP CVP 0 mmhg Szív pumpafunkció Vénás visszaáramlás (vértérfogat és venokonstrikció) Az artériás vérnyomás integrált szabályozása Rövid távú: Baroreceptor rfx Hosszú távú: Volumenreguláció folyadékbevitel vértérfogat KIR szabályozás: gyors adaptálódó TPR Art. vérnyomás PTF ECV Vese & Hormonális szabályozás: lassú hatékony vese vizeletképzés 3

4 Vizeletképzés 1. A MABP renális és hormonális szabályozása folyadékfelvétel Artériás középnyomás A vizeletképzés drasztikusan nő a MABP emelkedésekor= NYOMÁSDIURÉZIS A vizeletképzés növelése csökkenti a vérnyomást (következő ábra) A nyomásdiurézis az ozmoés volumenregulációt biztosító hormonok hatására igazodik a só- és folyadékfelvétel napi ingadozásaihoz. VÉRNYOMÁSSZABÁLYOZÁS VOLUMENREGULÁCIÓVAL: NYOMÁS-DIURÉZIS VÉRNYOMÁS VIZELETKÉPZÉS PERCTÉRFOGAT EXTRACELLULÁRIS ÉS VÉRTÉRFOGAT VÉNÁS VISSZAÁRAMLÁS NÖVEL ÁTLAGOS TÖLTÉSI NYOMÁS CSÖKKENT 4

5 VÉRNYOMÁSSZABÁLYOZÁS VOLUMENREGULÁCIÓVAL: A NYOMÁSDIURÉZIS HORMONÁLIS MODULÁCIÓJA PITVARI (ATRIÁLIS) NATRIURETIKUS PEPTID (ANP) VÉRNYOMÁS VIZELETKÉPZÉS RENIN-ANGIOTENZIN-ALDOSZTERON TENGELY (RAS) ARGININ-VAZOPRESSZIN (AVP) NÖVEL CSÖKKENT Vizeletképzés 2. A MABP renális és hormonális szabályozása ANP folyadékfelvétel Artériás középnyomás RAS AVP ANP fokozza a nyomásdiurézist így csökkentve MABP-ot A renin-angiotenzinaldoszteron tengely (RAS) csökkenti a nyomásdiurézist emelve MABP-t Az AVP szintén csökkenti a nyomásdiurézist emelve MABP-t Ezek a hormonok részletesen a veseműködés élettanánál kerülnek ismertetésre 5

6 A volumenszabályzó hormonok alárendelt jelentőségű DIREKT vazoaktív hatása Kóros körülmények között ill. magas szuprafiziológiás koncentrációknál ezek a hormonok direkt módon befolyásolhatják a TPR-t: ANP vazodilatációt okoz (NPR1 receptor, úgy is mint GC-A, cgmp ), MABP Angiotenzin-2 vazokonstrikciót okoz (AT1 receptor, IP3/DAG/Ca 2+ ), MABP AVP vazokonstrikciót okoz (V1 receptor, IP3/DAG/Ca 2+ ), MABP A szisztémás keringésszabályozás 1. Az artériás középnyomás (MABP) renális és hormonális szabályozása a nyomásdiurézis és a volumenreguláció által 2. A MABP idegi szabályozása a vegetatív idegrendszer reflexei által. 6

7 Otto Loewi fedezte fel, hogy a n. vagus hatását a szívre az acetilkolin mediálja (1926). Az idegműködés kémiai transzmissziójának felfedezéséért Loewi és Sir Henry Hallett Dale közösen kapták meg az élettani vagy orvosi Nobel Díjat 1936-ban. Otto Loewi A KERINGÉS SZISZTÉMÁS IDEGI SZABÁLYOZÁSA Vazomotor központ Erek Vagus Szív A szimpatikus idegzi be: szív (pitvarok+kamrák) erek (arteriolák és vénák) gyakorlatilag VALAMENNYI szervben A paraszimpatikus idegzi be: szív (csak a pitvarok) Erek A TPR szabályozásában csak a szimpatikus vesz részt!!!! 7

8 A nyugalmi értónus komponensei NYUGALMI TÓNUS = BAZÁLIS TÓNUS + NEUROGÉN TÓNUS Hormonok Miogén tónus Szimpatikus vazokonstriktor tónus Lokális vaszkuláris (endotheliális) faktorok Lokális szöveti humorális faktorok Az érsimaizom szimpatikus vazokonstriktor beidegzése: a noradrenalin (α-1 metabotróp receptor) ÉS ATP (P2X1 ionotróp receptor) kotranszmisszió! NE: noradrenalin (norepinefrin), VDCC: feszültségfüggő Ca 2+ csatorna, PLC: foszfolipáz C, SR: szarkoplazmás retikulum, GPCR: G-fehérje kapcsolt receptor 8

9 A szimpatikus vazokonstriktor tónus A szimpatikus vazomotor idegek folyamatos tüzelési aktivitást mutatnak (0.5-2 AP/s), belőlük folyamatos a transzmitter-felszabadulás, így kialakítva a rezisztencierek neurogén vazomotor tónusát. Fokozott tónus: TPR nő Csökkent tónus: TPR csökken A neurogén tónus a bőr > splanchnicus > vázizom > vese rezisztenciaereiben jellemző Az agyi és a koronáriakeringésben bár van szimpatikus beidegzés, az idegekben gyakorlatilag nincsen tónus, ezek az érterületek NEM vesznek részt a TPR és így a vérnyomás-szabályozásban. A VÉRNYOMÁS SZABÁLYOZÁSA P = Q x R Q (perctérfogat): Térfogat / idő x Teljes Perifériás Rezisztencia: Arteriolák átmérője Szív pumpafunkció Vénás visszaáramlás (vértérfogat és venokonstrikció) 9

10 KATEKOLAMINOK HATÁSA A KERINGÉSRE NA/A β-1 a szív serkentése α-1 Vénák kontrakciója Fokozott vénás áramlás α-1 Arteriolák kontrakciója α-1 / β-2 Kevésbé kifejezett kontrakció a vázizom arterioláiban Fokozott perctérfogat x Fokozott TPR EMELKEDETT VÉRNYOMÁS Az artériás vérnyomás integrált szabályozása Rövid távú: Baroreceptor rfx Hosszú távú: Volumenreguláció folyadékbevitel vértérfogat KIR szabályozás: gyors adaptálódó TPR Art. vérnyomás PTF ECV Vese & Hormonális szabályozás: lassú hatékony vese vizeletképzés 10

11 2. NYÚLTVELŐ VAZOMOTOR KÖZPONTOK Rostrális ventrolaterális medulla (RVLM) Caudális medulla CVLM NTS= nucleus tractus solitarii: AFFERENTÁCIÓ Baroreceptor zónák és idegek Carotis sinus ramus caroticus nervi glossopharyngei (Hering ideg) Aortaív rami cardiaci nervi vagi (n. depressor kísérleti állatokban) Heinrich Ewald Hering

12 A baroreceptorok primer szenzoros neuronok, morfológiailag pseudounipolaris neuronok, funkciójukat tekintve interoceptív mechanoreceptorok A sejttestek a IX és X agyideg érződúcaiban vannak! A perifériás axonterminálisok a sinus caroticus-ban ill. az aortában a media-adventitia határán ágaznak el Az artériás baroreceptorok Az idegvégződések érzékenyek mind a középnyomás értékére, mind a vérnyomás változására (dp/dt) 12

13 BAROREFLEX PÁLYÁK A NYÚLTVELŐBEN SZIMPATIKUS IDEGRENDSZER 1. Bemenet:nucleus tractus solitarii (NTS) 2. Serkentő kapcsolat a kaudális ventrolaterális medulla felé (CVLM) 3. Gátló kapcsolat a rosztralis ventrolaterális medulla felé (RVLM) BAROREFLEX PÁLYÁK A NYÚLTVELŐBEN PARASZIMPATIKUS IDEGRENDSZER 1. Bemenet:nucleus tractus solitarii (NTS) 2. Serkentő kapcsolat a nucleus dorsalis nervi vagi felé (dmnx) 3. Serkentő kapcsolat a nucleus ambiguus felé (na) 13

14 A KARDIOVASZKULÁRIS SZIMPATIKUS és a KARDIÁLIS PARASZIMPATIKUS TÓNUS BAROREFLEX SZABÁLYOZÁSA baroreceptor aktivitás SNA baroreceptor aktivitás PSNA Baroreceptor aktivitás Vagus aktivitás (PSNA) Szimpatikus aktivitás (SNA) A VAGUS ÉS A SZIMPATIKUS AKTIVITÁSA A VÉRNYOMÁS FÜGGVÉNYÉBEN Aktivitás Baroreceptor afferens aktivitás Paraszimpatikus aktivitás (vagus, szívgátló) Szimpatikus aktivitás Vérnyomás 14

15 CAROTIS SINUS ÉS AORTAÍV BARORECEPTOR REFLEX Carotis sinus baroreceptorok: nyomás IX Depresszor Presszor Egyéb hatás: Légzés Izomtónus Vazopresszin Álmosság X Szívfrekvencia Szívkontraktilitás Vazodilatáció Perctérfogat TPR Aortaív baroreceptorok: nyomás Vérnyomás A vérnyomáscsökkenés hatása fordított: a presszor központ felszabadul a gátlás alól, és vérnyomásemelkedés jön létre. Baroreceptor kontrol rendszer Rövidítésjegyzék: CO-perctérfogat TPR- teljes perifériás ellenállás HR szívfrekvencia SV - pulzustérfogat P A -artériás nyomás P cv centrális vénás nyomás nts- nc tractus solitarii Na-nc ambiguus Rvlm- rosztrális ventrolaterális medulla Rn raphe magvak 15

16 A CAROTIS SINUS REFLEX JELENTŐSÉGE Azonnali védelem a nagy vérnyomásingadozások ellen. Biztosítja az agy normális vérellátását (felállás, lefekvés). A reflex a normális vérnyomástartományban aktív ( Hgmm). A baroreceptorok adaptálódnak: tartós vérnyomáseltérés korrigálására a reflex nem alkalmas. A carotis sinus érzékenyebb, mint az aortaív. Gyakoriság Normális Vérnyomás (Hgmm) Denervált Art. középnyomás Centrális vénásnyomás szívfrekvencia pulzustérfogat perctérfogat Teljes Teljes perifériás ellenállás Hasi, vese és végtag véráramlás A kapacitás erek tónusa A központi vértérfogat lábtérfogat 16

17 Alacsony nyomású kardiopulmonáris baroreceptorok: a vértérfogat és a vénás visszaáramlás érzékelői a. pulmonalis Pitvar & v. cava Kamra feszítési r. Gyenge depresszor reflexek mindegyik receptorzónából kiválthatók. A jobb pitvar feszítése néhány állatfajban reflexes tachycardiát okoz (Bainbridge reflex). Ingerlésük a vazopresszin-szekréció GÁTLÁSÁN keresztül a vértérfogat-szabályozáson keresztül is csökkentik a vérnyomást. Vérnyomásszabályozás adaptáció, stressz, és vészhelyzetek esetén 1. Presszor hatású ingerek: fizikai munkavégzés, mentális figyelem/izgalom, hipoxia, hiperkapnia, agyi iszkémia, felszíni (kután) fájdalom 2. Depresszor hatású ingerek: Bezold-Jarisch reflex, oculokardiális reflex, vazovagális syncope, búvár reflex, mély (zsigeri) fájdalom Ezek a hatások csak úgy befolyásolhatják a vérnyomást, ha modulálják a folyamatosan működő baroreceptor reflexet! 17

18 A baroreceptor érzékenység szabályozása Izommunka Vészreakció Agyi iszkémia Intrakraniális nyomásfokozódás (Cushing reflex) Hipoxia/hiperkapnia Felszínes (bőr) fájdalom Set-point emelése szimpatikus aktivitás aktivitás Set-point csökkentése Vazovagális syncope Mély (zsigeri) fájdalom Kardiopulmonáris baroreceptorok fokozott aktivitása KEMORECEPTOR REFLEXEK HYPOXIA Hypercapnia Acidózis Glomus caroticum Carotis sinus n. IX MEDULLA Pressor area HYPERCAPNIA Acidózis A. carotis communis Glomus aorticum Aortaív n. X Szimpatikus vazokonstrikció Vérnyomás emelkedik. A szívfrekvencia NEM emelkedik, hanem csökken! Medulla ventrális felszíne 18

19 GLOMUS CAROTICUM (CAROTIS TEST) ÉS GLOMUS AORTICUM (AORTA TEST) MŰKÖDÉSE A glomusok saját vérellátással rendelkeznek. A szövet súlyára számított vérellátás a glomusokban a legnagyobb az egész szervezetben. A glomus sejt szekunder érzéksejt, a primer szenzoros neuronnal szinapszist képez. O 2 K + O 2 NT Glomus sejt NT NT-R K + A n. IX és n. X idegvégződése O 2 -érzékeny K-csatorna: fenntartja a nyugalmi potenciált. Ca 2+ HYPOXIA K-akkumuláció Depolarizáció Feszültségfüggő Cacsatornák nyílnak meg transzmitter-felszabadulás A IX/X agyideg termináljainak ingerlése A glomus sejtek működésének néhány részlete még mindig megoldatlan. Modern felfogás szerint több transzmitter is részt vesz a szignál kialakításában (ATP?) 19

20 NYÚLTVELŐI KEMOSZENZITÍV AREÁK CO 2 Agyi erek CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 H + HCO 3 - Kemoszenzitív neuron Presszor area KEMORECEPTOR REFLEXEK JELENTŐSÉGE 1. A fő funkció a légzés serkentése. 2. Csak nagyon súlyos hipotenzió (60-80 Hgmm alatt) eredményez olyan fokú hypoxia/hypercapniát, amely a kemoreceptorokon keresztül vazokonstrikció kiváltására képes. 3. Központi idegrendszeri iszkémiás reflex (Cushing reakció) Ισχεµια = ischemia Az agyi iszkémia szöveti acidózist hoz létre a nyúltvelőben, amely a legpotensebb presszor reflexet eredményezi! 20

21 A VÉRNYOMÁS INTEGRÁLT SZABÁLYOZÁSA Korrekciós képesség (gain) sec Autoreguláció Vérnyomás-változás Kp.i. ischemiás r. Baroreceptor r. Kemoreceptor r min 1-16 óra Angiotenzin- Vasopresszin: vazokonstrikció 1-16 nap idő Transzkapilláris folyadékmozgás Vese: Nyomásfüggő vízürítés Vasopresszin: Vízürítés Angiotenzin- Aldosteron: Só-vízürítés A tartós szabályozás eszköze a térfogatreguláció. NEM TANANYAG! EGYÉB KARDIOVASZKULÁRIS REFLEXEK Hideg inger (n. V.) búvár reflex Zsigeri fájdalom (pl. tesztikuláris zúzódás) Oculokardiális reflex (szemgolyó nyomására bradikardia) Thorakális kemoreflex (Bezold-Jarisch rfx) DEPRESSZOR hatások Hideg inger (nn. spinales)- Cold pressor test Szomatikus fájdalom (trauma, égés) PRESSZOR hatások 21

22 BEZOLD-JARISH REFLEX Gyulladáskeltő anyagok injekciója a coronariába vagy a jobb szívfélbe: NEM TANANYAG! BEZOLD-JARISH: Légzőközpontok APNEA Szövetkárosodás: Hisztamin Bradykinin Kemoszenzitív vagus afferens Depressor Pressor BRADYCARDIA VAZODILATÁCIÓ A szívet és a tüdőt védő reflexek. A szívben levő idegvégződések szelektív ingerlése nem gátolja a légzést. 22