Keringési Rendszer. Vérkeringés. A szív munkája. Számok a szívről. A szívizom. Kis- és nagyvérkör. Nyomás terület sebesség

Átírás

1 Keringési Rendszer Vérkeringés. A szív munkája Szív + erek (artériák, kapillárisok, vénák) alkotta zárt rendszer. Funkció: Oxigén és tápanyag szállítása a szöveteknek. Metabolikus termékek elszállítása. Izompumpa Számok a szívről ~ 72 /perc = /nap = /év ~ 5 liter /perc = 7200 liter /nap = liter/év A szívizom téglalap alakú sejtek (20 µm X 100 µm) Általában 1 centrális mag Harántcsíkolat Kontraktilitásért felelős fehérjék (aktin & miozin) Szarkomer (működési egység) Vég a véghez kapcsolat a sejtek között (elektromos szinapszis) -> gyors terjedése az akciós potenciálnak sejtről sejtre ingerelhetőség: pacemaker funkció ( vázizom - idegek) Kis- és nagyvérkör Nyomás terület sebesség Kisvérkör: Szív-tüdő (Jobb kamra tüdő bal pitvar) O 2 felvétele a tüdőben Alacsony nyomás Nagyvérkör: Szív-test (bal kamra test jobb pitvar) O 2 leadás a periférián Magas nyomás 4-5 cm 2 vérnyomás ml/s (~40cm/s) 6000 cm 2 (d: 7-8µm) Teljes keresztmetszet Véráramlás sebessége ml/s 1

2 Artériás Középnyomás A szívciklus Egy szívdobbanás kezdetétől a következő szívdobbanás kezdetéig tartó időtartam alatt lezajló események sorozata. MAP P diast + 1/3 (P syst - P diast ) perfúziós nyomás a szervek felé < 60 Hgmm!!!! - ischaemia Systole (kontrakció, a szívizom összehúzódása) Isovolumetrikus kontrakció Ejekció Diastole (relaxáció, a szívizom elernyedése) Isovolumetrikus relaxáció kamrai feltöltődés 0.3 s 0.5 s 0.8 s (HR:72/min.) Aorta billentyűk zárása Nyomás (kpa) 120 Hgmm = 16 kpa P=~15 kpa Nyomás térfogat diagram diasztolés Izo-volumetrikus relaxáció szisztolés ejekció Aorta billentyű nyitása szisztolés Izo-volumetrikus kontrakció A szív munkája Statikus komponens = P * V Kinetikus = ½ m * v 2 A szív munkája = [(P * V) + ½ m * v 2 ] ~ 10 Hgmm = 1-2 kpa 80 diasztolés feltöltődés 140 Térfogat (ml) V=140-80=60ml A szív munkája = 15x10 3 N/m 2 * 60x10-5 m 3 + ½ 0.07kg * (0.5 m/s) 2 = = ~ 0.92 Joule Elvégzett munka = (15*10 3 ) Pa x (60*10-6 )m 3 = 0.9 J = 900 mj (/összehúzódás) A szív teljesítménye Perctérfogat: az egy perc alatt kipumpált vértérfogat. CO = HR x SV pulzustérfogat (~60-70 ml)) függ: előterhelés (preload) utóterhelés (afterload) kontraktilitás Előterhelés (preload) A szívizom összehúzódás előtti terhelése. A szívizom sejt összehúzódás előtti megnyúlása. Vég-diasztolés nyomás és térfogat (kamrai feltöltődés). Perctérfogat (l/perc) (normál érték ~5 l/perc) Szívfrekvencia (~70-80/perc.) előterhelés szarkomer hossz 2

3 Pitvari kontraktilitás Előterhelés Aorta nyomás Frank-Starling törvény (Otto Frank & Ernst Starling) Jellemzi a szívizomsejtek feszülése és a szívizomsejtek kontraktilitása közötti kapcsolatot. Az előterhelés megnövekedése a pulzustérfogat megnövekedését eredményezi. Előterhelés (kamrai feltöltődés) Centrális vénás nyomás Mellkasi vértartalom Teljes vértérfogat Vénás visszaáramlás szívfrekvencia erő Izom hossz A F-S törvény háttere Miofilamentumok közötti átfedés Szarkomer hossz ~ izometriás erőkifejtés Miofilamentumok közötti átfedés mértéke Myofilamentumok Ca 2+ érzékenysége Miofilamentum rácsszerkezetének megváltozása Titin és a passzív erőkifejtés aktin filamentum (vékony filamentum) Miozin filamentum (vastag filamentum) Gordon AM, Huxley AF, Julian FJ. The variation in isometric tension with sarcomere length in vertebrate muscle fibres. J Physiol May;184(1): Miofilamentumok közötti átfedés Szarkomer hossz ~ izometriás erőkifejtés Miofilamentumok Ca 2+ érzékenysége : µm : µm : µm Szarkomer hossz = vég-diasztolés nyomás és térfogat (előterhelés) feszültség, erő Gordon AM, Huxley AF, Julian FJ. The variation in isometric tension with sarcomere length in vertebrate muscle fibres. J Physiol May;184(1):

4 Miofilamentum rácsszerkezetének megváltozása Titin és a passzív feszülés aktin feszítés miozin Erő felépülése az izomösszehúzódás során Perctérfogat meghatározás Erő Eredő erő Izom hossz Passzív erő Aktív erő Nem-invazív nyelőcsövön keresztüli (transzözofageális) echokardiográfia 2D echokardiográfia (Doppler UH) MRI Artériás pulzuskontúr analízis (nyomáshullám jellemzése) Invazív Fick-elvén működő Higításos módszer Egy szerven az egy perc alatt átáramló vér mennyisége. Fick-elv M Q = V A Egy szerv által egy perc alatt a vérhez adott anyag móljainak a száma. A vénás és artériás koncentrációja az anyagnak. Adolf Fick Német fiziológus Egy olyan szerv vérátáramlásának mérése mely a vérből kivon vagy hozzáad valamilyen anyagot. Fick-elv Q = pulmonáris vérátáramlás A tüdő oxigént ad le és széndioxidot vesz fel a vérből V: 200 ml/l (oxigén cc. a pulmonáris vénában) A: 150 ml/l (oxigén cc. a pulmonáris artériában) M: 250 ml/perc (a tüdő által egy perc alatt felvett oxigén mennyisége Q (perctérfogat): 250/( ) = 5 l/perc M Q = V A Hátrányok: A gázok pontos összegyűjtése nehéz (szivárgás) Oxigénnel dúsított levegő hátrányai időben változhat az oxigén mennyisége kis koncentráció különbségek meghatározása nehéz, magas O 2 cc. esetén A vér oxigéntartalmát kell meghatározni: centrális katéter használata. Pontos módszer, de a rutin klinikai használatban nem praktikus. 4

5 Higításos módszer Festék higítás Ismert mennyiségű festék (indocyanin zöld, lítium) bejuttatása a pulmonáris artériába, majd a festék koncentrációjának mérése perifériásan. Perctérfogat kiszámolható a bejuttatott anyagmennyiség, a görbe alatti terület és az eltelt idő segítségével (rövid időtartam magas perctérfogat). Vége! cc. idő Termodilúció Kis mennyiségű hideg sóoldat (5-10 ml) bejuttatása a pulmonáris artériába helyezett katéteren keresztül. A hőmérsékletváltozás detektálása egy távoli termisztor segítségével. 5