Fizjologia układu krążenia

Anita Kunicka

Katedra Fizjologii Doświadczalnej

i Klinicznej

Składowe układu krążenia



serce



naczynia krwionośne



krew

Funkcje układu krążenia



Transport substancji potrzebnych
komórkom



tlen



glukoza



Usuwanie produktów przemiany
materii



dwutlenek węgla



mocznik

Naczynia krwionośne



Tętnice



Żyły



Mikrokrążenie

Naczynia krwionośne

Serce

Serce



Waga – ok. 300 g



4 jamy



Położone w klatce piersiowej, pomiędzy
płucami



Otoczone workiem osierdziowym



Worek osierdziowy zawiera niewielką ilość
płynu chroniącego serce

Lokalizacja serca

Serce

Anatomia serca



Jamy serca



Lewy i prawy przedsionek



Lewa i prawa komora



Zastawki serca



Przedsionkowo-komorowe (mitralna, trójdzielna)



Półksiężycowate (aorty, pnia płucnego)



Przegroda



Międzyprzedsionkowa



Międzykomorowa

Zastawki serca

Ściana serca

Worek osierdziowy

Krążenie wieńcowe

Krążenie wieńcowe

KRĄŻENIE PŁUCNE

KRĄŻENIE SYSTEMOWE

Cykl sercowy



Późna faza rozkurczu: przedsionki i komory
rozluźnione, otwarte zastawki a-v; krew
swobodnie wypełnia jamy serca



Skurcz przedsionków: przedsionki kurcząc
się pompują dodatkowe 20-30% krwi do
komór



Izowolumetryczny skurcz komór: zamknięcie
zastawek a-v; wzrasta ciśnienie w komorach
bez zmiany objętości

Cykl sercowy



Wyrzut komorowy; otwarcie zastawek
półksiężycowatych, krew wypływa do aorty i
tętnicy płucnej



Rozkurcz komór izowolumetryczny od
momentu zamknięcia zastawek
półksiężycowatych



Otwarcie zastawek a-v; wypełnianie jam
serca

Cykl sercowy



Objętość końcoworozkurczowa (VEDV)-



objętość krwi w komorze tuż przed rozpoczęciem skurczu
komór; 120-140 ml



Objętość końcowoskurczowa (VESV)-



Objętość krwi pozostająca w komorze przy końcu wyrzutu ;
40-70 ml



Objętość wyrzutowa serca (SV)



Objętość krwi wyrzucana podczas każdego skurczu
SV= VEDV – VESV



Frakcja wyrzutowa (EF)



Stosunek objętości wyrzutowej do objętości
końcoworozkurczowej; (SV/VEDV); 60-70%



Pojemność (objętość) minutowa (CO)



Ilość krwi przepompowanej przez serce wciągu 1
minuty; CO= SV x HR; 6 l/min



Wskaźnik sercowy



CO/powierzchnia ciała; 3,5 l/min/m2



Obciążenie



Siła, z jaką krew rozciąga jamy serca



Obciążenie wstępne (preload)



Siła, z jaką krew rozciąga komorę tuż przed jej
skurczem



Obciążenie następcze (afterload)



Siła, z jaką ciśnienie rozciąga jamy komory w
momencie otwarcia zastawek półksiężycowatych;
odzwierciedla ono opor przepływu, który
napotyka krew w fazie wyrzutu

Tony serca

S

4

S

1

S

2

S

3

aortic

pressure

ventricular

pressure

ventricular

volume

atrial

pressure

Tony serca



I ton serca (S1) = ton skurczowy, pojawia się na początku

skurczu komór, niska częstotliwość, nieco wydłużony, czas

trwania ok. 0,15 s; spowodowany zamknięciem zastawek

a-v (główne źródło)



II ton serca (S2) = ton rozkurczowy, sygnalizuje

rozpoczęcie fazy rozkurczu, krótki, wysoka częstotliwość;

spowodowany zamknięciem zastawek półksiężycowatych

aorty i tętnicy płucnej; dwie składowe:



A2 = składowa aortalna, występuje pierwsza



P2 = składowa płucna

Fizjologiczne rozdwojenie S2 jest lepiej słyszalne na wdechu

(zwiększony odstęp między A2 i P2)

Paradoksalne rozdwojenie S2: odstęp między A2 i P2

zmniejsza się na wdechu

Tony serca



III ton serca (S3) występuje w fazie biernego szybkiego
wypełniania (drgania ścian komór), pojawia się po
upływie ok. 1/3 fazy rozkurczu



IV ton serca (S4) występuje podczas skurczu
przedsionków, tuż przed S1, rzadko słyszalny



S1, S2 zawsze słyszalne



Jeśli słyszalne także S3 i/lub S4 = rytm cwałowy

Tony serca

S

4

S

1

S

2

S

3

aortic

pressure

ventricular

pressure

ventricular

volume

atrial

pressure

Szmery serca



Zjawiska osłuchowe zazwyczaj patologiczne;



Najczęściej spowodowane wadami
zastawkowymi serca



Podział:



Skurczowe - między S1 i S2



Rozkurczowe – między S2 i S1

Cykl sercowy

Czas
trwania
cyklu

skurcz

rozkurcz

HR 75/min

0,8 s

0,27 s

0,53 s

HR 200/min

0,3 s

0,16 s

0,14 s

Regulacja siły skurczu



Przez zmianę rozkurczowej długości
mięśnia



Przez wpływ na kurczliwość

Regulacja siły skurczu - cd



Prawo Franka – Starlinga



Jakkolwiek mierzona energia skurczu serca
jest w pewnych granicach proporcjonalna do
stopnia wyjściowego rozciągnięcia jego
włókien

Dwa komórkowe mechanizmy zależności siły

skurczu od rozkurczowej długości mięśnia:

1.

Wpływ na geometrię sarkomeru

2.

Wpływ na powinowactwo Tc do Ca

++

Prawo Franka - Starlinga

0

5

10

15

20

25

30

35

0

5

10

15

20

25

30

35

Stroke work, g.m

End diastolic pressure, mm Hg



Kurczliwość



Właściwość czynnościowa kardiomiocytów,
definiowana jako zdolność do generowania
siły



Wskaźnikami kurczliwości są:



Wielkość frakcji wyrzutowej



Prędkość przepompowania krwi z komory do
aorty

Regulacja siły skurczu - cd

Kurczliwość



Czynniki inotropowe dodatnie



Aminy katecholowe



Glikozydy naparstnicy



Glukagon, inozyna, metyloksantyny



Czynniki inotropowe ujemne



Acetylocholina



Adenozyna



Blokery kanału wapniowego

Regulacja pojemności minutowej

CO

Pojemność minutowa

HR

SV

x

Regulacja pojemności minutowej

Układ naczyniowy



Składowe:



aorta



duże tętnice, małe tętnice, tętniczki
(arteriole)



naczynia włosowate



małe żyły, duże żyły, duże żyły próżne

Układ naczyniowy



Podział naczyń krwionośnych ze
względu na funkcję:



Naczynia transportujące



Naczynia oporowe



Naczynia wymiany odżywczej



Naczynia pojemnościowe

Ściana naczynia



Śródbłonek



Warstwa środkowa



Mięśnie gładkie



Włókna kolagenowe



Włókna sprężyste



przydanka



CIŚNIENIE NAPĘDOWE W KRĄŻENIU DUŻYM



100 – 5 = 95



CIŚNIENIE NAPĘDOWE W KRĄŻENIU MAŁYM



15 – 5 = 10

Ciśnienie tętnicze

generowane w czasie skurczu komór

Ciśnienie tętnicze



Skurczowe



Najwyższe ciśnienie w układzie tętniczym

osiągane podczas wyrzutu komorowego



Rozkurczowe



Najniższe ciśnienie w układzie tętniczym w fazie

poprzedzającej początek wyrzutu komorowego



Tętna (=ciśnienie fali tętna)



Amplituda skurczowo- rozkurczowa



Średnie (MAP)



MAP = R + (S-R)/3

Ciśnienie tętnicze

BP = CO x TPR

Pomiar ciśnienia tętniczego metodą
Korotkowa



Metoda
nieinwazyjna



Osłuchiwanie
tonów Korotkowa



Stosowana od
ponad 100 lat

Pomiar ciśnienia tętniczego



Przepływ krwi w naczyniu zależy od:



Gradientu ciśnień między początkowym i
końcowym odcinkiem naczynia



Oporu przepływu

Przepływ= ----------

 P

R

Opór naczyniowy



Opór naczyniowy jest wprost proporcjonalny do

długości naczynia i lepkości krwi



Opór naczyniowy jest odwrotnie proporcjonalny

do 4. potęgi promienia naczynia



R =

_L  _

r4



Głównymi czynnikami regulującymi przepływ krwi

przez narządy są:



Średnie ciśnienie tętnicze



Opór naczyniowy przepływu

Przepływ krwi

Prawo Laplace´a

Określa stosunek między
napięciem ściany pojemnika a
ciśnieniem wewnątrz pojemnika
w zaokrąglonych przestrzeniach
zamkniętych

T = ΔP · r

T = ΔP · r

Naczynia włosowate mają małe
napięcie ściany naczynia (mały
promień naczynia)

Ponieważ mają małe napięcie
ściany naczynia nie potrzebują
tkanki łącznej

Ściana naczyń włosowatych jest
zbudowana tylko z jednej
warstwy komórek śródbłonka

T = ΔP · r

Napięcie ściany naczynia jest
największe w aorcie, gdzie
zarówno ciśnienie i promień
są duże

Ściana aorty zawiera zawiera
dużo włókien kolagenowych

Układ bodźcoprzewodzący
serca

EKG



Elektrokardiogram (EKG) jest
graficznym zapisem zjawisk
elektrycznych zachodzących w cyklu
sercowym

Standard

limb lead

RA

LA

LL

l

ll

lll

ll

lll

l

LL

RA

LA

+

+

+

-

-

-

Szerzenie się impulsu w sercu

impuls powstaje w węźle A-P i obejmuje przedsionki

depolaryzacja
przedsionków generuje
załamek P w zapisie ekg

impuls jest przekazywany
do węzła A-V

P

Zespół QRS odzwierciedla
depolaryzację komór

R

S

Q

T

Repolaryzacja komór –
załamek T

EKG a potencjał czynnościowy miocytu

The time course of
the

intracellular

action potential

has been
superimposed on the

electrocardiogram

Note that the:



upstroke of the

action potential
coincides with the
QRS complex



repolarisation of the

action potential
coincides with the T
wave

0

0.5

1.0

mV

0

20
0

40
0

60
0

ms

P

Q

S

T

R

mV

-
80

+4
0

0

EKG

0

0.5

1.0

mV

0

20
0

40
0

60
0

ms

P

Q

S

T

R

PR QRS ST

QT



PR interval - 0.12 - 0.20 s

determined by delay of the AP
at the a-v node.



QRS complex time - 0.08 s

the time for AP
propagation along the
conduction system



ST segment. Isoelectric

region corresponding to the
ventricular AP plateau



QT interval. The mean

duration of the ventricular AP.
Interval is heart rate
dependent.



QT

c

= QT/√RR is relatively

independent of heart rate.

 
A.    Arterial Pressure (overview)

1.     Arterial pressure pulse
2.     Mean arterial pressure

MAP = mean arterial pressure,
P

s

= systolic pressure, P

d

=

diastolic pressure
 

d

s

P

P

MAP

3

2

3

1





For regulation, you only get to change
two things: the cardiac output (heart
rate, stroke volume) and the resistance
of the vasculature