FIZJOLOGIA
UKŁADU
KRĄŻENIA
FIZJOLOGIA
UKŁADU
KRĄŻENIA
Liana Puchalska, Stanisław Kowalewski
Liana Puchalska, Stanisław Kowalewski
FIZJOLOGIA
UKŁADU
KRĄŻENIA
FIZJOLOGIA
UKŁADU
KRĄŻENIA
Liana Puchalska, Stanisław Kowalewski
Liana Puchalska, Stanisław Kowalewski
Układ sercowo-naczyniowy ze względu
na jego czynność dzieli się na:
• Serce składające się z dwóch przedsionków
(prawego i lewego) i dwóch komór (prawej i
lewej)
• Tętnice i żyły krążenia dużego, które tworzą
dwa zbiorniki: zbiornik tętniczy duży i
zbiornik żylny duży
• Tętnice i żyły krążenia małego (płucnego),
które tworzą dwa zbiorniki: zbiornik tętniczy
płucny i zbiornik żylny płucny
• Dwie sieci naczyń włosowatych
- pomiędzy zbiornikiem tętniczym dużym i
zbiornikiem żylnym dużym
- pomiędzy zbiornikiem tętniczym płucnym i
zbiornikiem żylnym płucnym
Układ sercowo-naczyniowy ze względu
na jego czynność dzieli się na:
• Serce składające się z dwóch przedsionków
(prawego i lewego) i dwóch komór (prawej i
lewej)
• Tętnice i żyły krążenia dużego, które tworzą
dwa zbiorniki: zbiornik tętniczy duży i
zbiornik żylny duży
• Tętnice i żyły krążenia małego (płucnego),
które tworzą dwa zbiorniki: zbiornik tętniczy
płucny i zbiornik żylny płucny
• Dwie sieci naczyń włosowatych
- pomiędzy zbiornikiem tętniczym dużym i
zbiornikiem żylnym dużym
- pomiędzy zbiornikiem tętniczym płucnym i
zbiornikiem żylnym płucnym
ANATOMIA UKŁADU KRĄŻENIA
ANATOMIA UKŁADU KRĄŻENIA
FIZJOLOGIA
SERCA
FIZJOLOGIA
SERCA
Opracowano na podstawie D.E. Mohrman, L.J. Heller. Cardiovascular Physiology. McGraw-Hill,
1997)
Opracowano na podstawie D.E. Mohrman, L.J. Heller. Cardiovascular Physiology. McGraw-Hill,
1997)
Leonardo da Vinci
Leonardo da Vinci
W ciągu doby serce przepom-
powuje ok.
10 ton
krwi. Przez całe
życie człowieka - ponad
250
tysięcy ton
, wykonując przy tym
ok.
5 miliardów skurczów
.
Pracy wykonanej przez serce w tym
czasie wystarczyło by podnieść
składający się z
30 wagonów
załadowany pociąg na wysokość ok.
9 kilometrów
UNERWIENIE SERCA
UNERWIENIE SERCA
UNERWIENIE SERCA
•
Unerwienie współczulne
Lewy pień współczulny - komory
Prawy
pień
współczulny
-
przedsionki i węzeł zatokowo-
przedsionkowy
•
Unerwienie
przywspółczulne
–
Nerwy
błędne
-
węzeł
zatokowo
-przedsionkowy, przedsionkowo -
komorowy
oraz
mięśniówka
robocza przedsionków
UNERWIENIE SERCA
•
Unerwienie współczulne
Lewy pień współczulny - komory
Prawy
pień
współczulny
-
przedsionki i węzeł zatokowo-
przedsionkowy
•
Unerwienie
przywspółczulne
–
Nerwy
błędne
-
węzeł
zatokowo
-przedsionkowy, przedsionkowo -
komorowy
oraz
mięśniówka
robocza przedsionków
RECEPTORY ADRENERGICZNE SERCA
RECEPTORY ADRENERGICZNE SERCA
•
receptory β
1
i β
2
- adrenergiczne
w przedsionkach ok.
70
% receptorów β
1
, w komorach – ok.
80
%
Noradrenalina (NA) ma powinowactwo do receptorów β
1
i β
2
w
jednakowym
stopniu.
Adrenalina
ma
większe
powinowactwo do receptora β
2
•
receptory
α
1
– adrenergiczne
– nieliczna
populacja
Efekt pobudzenia receptorów adrenergicznych
serca
:
dodatni efekt inotropowy – wzrost siły skurczu
mięśnia sercowego
dodatni efekt chronotropowy – wzrost częstości
skurczów serca
dodatni efekt dromotropowy – wzrost szybkości
przewodzenia bodźca w węźle przedsionkowo-
komorowym
•
receptory β
1
i β
2
- adrenergiczne
w przedsionkach ok.
70
% receptorów β
1
, w komorach – ok.
80
%
Noradrenalina (NA) ma powinowactwo do receptorów β
1
i β
2
w
jednakowym
stopniu.
Adrenalina
ma
większe
powinowactwo do receptora β
2
•
receptory
α
1
– adrenergiczne
– nieliczna
populacja
Efekt pobudzenia receptorów adrenergicznych
serca
:
dodatni efekt inotropowy
– wzrost siły skurczu
mięśnia sercowego
dodatni efekt chronotropowy
– wzrost częstości
skurczów serca
dodatni efekt dromotropowy
– wzrost szybkości
przewodzenia bodźca w węźle przedsionkowo-
komorowym
RECEPTORY CHOLINERGICZNE SERCA
RECEPTORY CHOLINERGICZNE SERCA
Receptory M
2
- cholinergiczne
Efekt
pobudzenia
receptorów
cholinergicznych serca :
ujemny efekt inotropowy – zmniejszenie siły
skurczu mięśnia sercowego
ujemny efekt chronotropowy – zmniejszenie
częstości skurczów serca
ujemny efekt dromotropowy – zmniejszenie
szybkości przewodzenia bodźca w węźle
przedsionkowo-komorowym
Receptory M
2
- cholinergiczne
Efekt
pobudzenia
receptorów
cholinergicznych serca :
ujemny efekt inotropowy
– zmniejszenie siły
skurczu mięśnia sercowego
ujemny efekt chronotropowy
– zmniejszenie
częstości skurczów serca
ujemny efekt dromotropowy
– zmniejszenie
szybkości przewodzenia bodźca w węźle
przedsionkowo-komorowym
1. Robocze komórki mięśnia sercowego
(99% masy mięśniowej)
•
zapewniają funkcję skurczową serca
•
zawierają
dużą
ilość
miofibryli
i
mitochondriów, rozbudowaną siateczkę
sarkoplazmatyczną oraz kanalików T
2. Komórki
układu
bodźcoprzewodzącego
•
komórki P –
pozbawione elementów
kurczliwych,
posiadające
zdolności
rozrusznikowe
(węzeł
zatokowy,
przedsionkowo-
komorowy)
•
komórki Purkinie’go –
długie komórki
o dużej średnice, tworzące włókna,
służące do przewodzenia pobudzenia do
komórek roboczych
(pęczek Hisa i odnogi pęczka,
włókna Purkinie’go)
3. Kardiomiocyty przejściowe – komórki
T
•
położone
pomiędzy
komórkami
roboczymi i układu bodźcoprzewodzącego
4. Komórki wydzielnicze
•
znajdują się głównie w przedsionkach i
produkują ANP
RODZAJE KOMÓREK MIĘŚNIA SERCOWEGO
RODZAJE KOMÓREK MIĘŚNIA SERCOWEGO
Kardiomiocyty robocze
Komórki Purkinie’go
CECHY
KOMÓRKI UKŁADU
BODŹCOPRZEWODZĄCEGO
KOMÓRKI
ROBOCZE
KOMÓRKI P
KOMÓRKI
PURKINJE’GO
LOKALIZACJA
WĘZEŁ
ZATOKOWY
WĘZEŁ
PRZEDSIONKOWO-
KOMOROWY
PĘCZEK HISA,
WŁÓKNA
PURKINJE’GO
CECHY ELEKTRO
FIZJOLOGICZNE
wolno depolaryzujące się
szybko depolaryzujące
się
MAKSYMALNY
POTENCJAŁ
SPOCZYNKOWY
od -60 mV
do -50 mV
od -70 mV
do -60 mV
od -95 mV
do -90 mV
od
-90mV
do
-80mV
POTENCJAŁ
CZYNNOŚCIOWY:
• amplituda (mV)
60 – 70
70 - 80
100 - 120
100 -
120
• szybkość
przewodze-nia
(m/sek)
do 0,05
0,1
1 – 4
0,1 – 0,5
SWOISTA
CZĘSTOTLIWOŚĆ
60 - 80
40 - 60
20 - 40
-
UKŁAD BODŹCOPRZEWODZĄCY SERCA
UKŁAD BODŹCOPRZEWODZĄCY SERCA
Lewy
przedsione
k
Lewa
komora
Mięśnie
brodawkowe
Włókna
Purkinje’go
Węzeł zatokowo-
przedsionkowy
Prawy
przedsione
k
Węzeł
przedsionkowo
-komorowy
Prawa
komora
Odnogi
pęczka
Pęczek
Hisa
-100
-100
0
0
-100
-100
0
0
-100
-100
0
0
-100
-100
0
0
-100
-100
0
0
-100
-100
0
0
-100
-100
0
0
Węzeł zatokowy
Węzeł zatokowy
Mięsień prawego
przedsionka
Mięsień prawego
przedsionka
Mięsień lewego przedsionka
Mięsień lewego przedsionka
Włókna Purkinje’go
Włókna Purkinje’go
Mięsień komory lewej
Mięsień komory lewej
Węzeł przedsionkowo-
komorowy
Węzeł przedsionkowo-
komorowy
Mięsień komory prawej
Mięsień komory prawej
POTENCJAL CZYNNOŚCIOWY W KOMÓRKACH MIĘŚNIOWYCH
POTENCJAL CZYNNOŚCIOWY W KOMÓRKACH MIĘŚNIOWYCH
0
1
2
3
4
Potencjał
czynnościo
wy
Skurcz mięśnia
-
90
+3
0
0
mV
100%
0
ORB
ORW
czas
ORC
Faza 0 – depolaryzacja
Faza 1 – repolaryzacja wstępna
Faza 2 – plateau potencjału
Faza 3 – końcowa repolaryzacja
Faza 4 – wyjściowy potencjał
spoczynkowy
ORB
–
okres refrakcji
bezwzględnej
ORW – okres refrakcji względnej
ORC– okres refrakcji
czynnościowej
CYKL PRACY SERCA
CYKL PRACY SERCA
do
krążenia
płucnego
z krążenia dużego
z krążenia
płucnego
do krążenia dużego
z krążenia dużego
do
krążenia
płucnego
z krążenia
płucnego
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
0
0
0.4
0.4
0.8
0.8
12
0
12
0
80
80
40
40
0
0
12
0
12
0
80
80
40
40
EKG
EKG
Tony
serc
a
Tony
serc
a
O
b
ję
to
ś
ć
le
w
e
j
k
o
m
o
ry
(m
l)
O
b
ję
to
ś
ć
le
w
e
j
k
o
m
o
ry
(m
l)
C
iś
n
ie
n
ie
(
m
m
H
g
)
C
iś
n
ie
n
ie
(
m
m
H
g
)
Czas (sek)
Czas (sek)
Objętość
późnoskurczowa
Objętość
późnoskurczowa
Objętość
późnorozkurczow
a
Objętość
późnorozkurczow
a
Ciśnienie w
aorcie
Ciśnienie w
aorcie
Ciśnienie
w
lewej komorze
Ciśnienie
w
lewej komorze
Ciśnienie w
lewym
przedsionku
Ciśnienie w
lewym
przedsionku
a
a
c
c
v
v
Faza
Faza
faza 1 skurcz przedsionków
faza 2 skurcz komór izowolumetryczny
faza 3 szybki wyrzut
faza 4 zredukowany wyrzut
faza 5 rozkurcz izowolumetryczny
faza 6 szybkie wypełnienie komór
faza 7 zredukowane wypełnianie komór
faza 1 skurcz przedsionków
faza 2 skurcz komór izowolumetryczny
faza 3 szybki wyrzut
faza 4 zredukowany wyrzut
faza 5 rozkurcz izowolumetryczny
faza 6 szybkie wypełnienie komór
faza 7 zredukowane wypełnianie komór
I
II
III
I
V
TONY SERCA
TONY SERCA
zastawka
dwudzielna
zastawka
dwudzielna
zastawka
trójdzieln
a
zastawka
trójdzieln
a
zastawka
półksiężyco
wata
(aorta)
zastawka
półksiężyco
wata
(aorta)
zastawka
półksiężyco
wata
(pień
płucny)
zastawka
półksiężyco
wata
(pień
płucny)
Pojemność minutowa serca (L/min;
CO)
4,0 – 6,5
Częstość skurczów serca (sk/min;
HR)
60 – 90
Objętość późnorozkurczowa (ml;
EDV)
65 – 130
Objętość późnoskurczowa (ml;
ESV)
40 – 60
Objętość wyrzutowa serca (ml; SV)
55 – 90
Frakcja wyrzutowa (%)
65 – 75
Ciśnienie (mmHg)
skurczowe
Aorta
110 –
120
Pień
płucny
25 – 30
rozkurczowe
60 – 75
6 – 12
średnie
70 – 85
9 – 17
Ciśnienie w przedsionkach (mmHg)
poźnoskurczowe
Lewy
10 – 12
Prawy
3 – 7
późnorozkurczowe
0 – 6
0 – 2
REGULACJA SIŁY SKURCZU MIĘŚNIA SERCOWEGO
REGULACJA SIŁY SKURCZU MIĘŚNIA SERCOWEGO
ZALEŻNOŚĆ „SIŁA BODŹCA – SIŁA
SKURCZU”
Siła skurczu mięśnia sercowego nie zależy od
siły bodźca. W danych warunkach pracy
mięśnia
sercowego
każdy
bodziec
ponadprogowy
wywoła
skurcz
o
sile
maksymalnej –
prawo „wszystko albo nic”
ZALEŻNOŚĆ „SIŁA BODŹCA – SIŁA
SKURCZU”
Siła skurczu mięśnia sercowego nie zależy od
siły bodźca. W danych warunkach pracy
mięśnia
sercowego
każdy
bodziec
ponadprogowy
wywoła
skurcz
o
sile
maksymalnej –
prawo „wszystko albo nic”
REGULACJA SIŁY SKURCZU MIĘŚNIA SERCOWEGO
REGULACJA SIŁY SKURCZU MIĘŚNIA SERCOWEGO
ZALEŻNOŚĆ „CZĘSTOŚĆ BODŹCA – SIŁA
SKURCZU”
W mięśniu sercowym ze względu na długi okres
refrakcji roboczych komórek mięśniowych nie
występuje skurcz tężcowy. Obserwuje się wzrost
siły skurczu mięśnia sercowego w miarę
wzrostu częstości skurczów serca
(efekt
Bowditcha)
.
Przyczyną
tego
efektu
jest
prawdopodobnie wzrost wewnątrzkomórkowego
stężenia jonów Ca2+
ZALEŻNOŚĆ „CZĘSTOŚĆ BODŹCA – SIŁA
SKURCZU”
W mięśniu sercowym ze względu na długi okres
refrakcji roboczych komórek mięśniowych nie
występuje skurcz tężcowy. Obserwuje się wzrost
siły skurczu mięśnia sercowego w miarę
wzrostu częstości skurczów serca
(efekt
Bowditcha)
.
Przyczyną
tego
efektu
jest
prawdopodobnie wzrost wewnątrzkomórkowego
stężenia jonów Ca2+
REGULACJA SIŁY SKURCZU MIĘŚNIA SERCOWEGO
REGULACJA SIŁY SKURCZU MIĘŚNIA SERCOWEGO
ZALEŻNOŚĆ „DŁUGOŚĆ (OBCIĄŻENIE
WSTĘPNE) – SIŁA SKURCZU”
Siła skurczu mięśnia sercowego jest tym
większa im większy jest poprzedzający ją
stopień rozciągnięcia włókien mięśniowych.
Zależność siły skurczu mięśnia sercowego od
stopnia jego rozciągnięcia leży u podstaw
prawa
Franka-Starlinga
, które mówi, że:
Objętość wyrzutowa serca wzrasta w miarę
wzrostu stopnia wypełnienia komór (wzrost
obciążenia wstępnego)
ZALEŻNOŚĆ „DŁUGOŚĆ (OBCIĄŻENIE
WSTĘPNE) – SIŁA SKURCZU”
Siła skurczu mięśnia sercowego jest tym
większa im większy jest poprzedzający ją
stopień rozciągnięcia włókien mięśniowych.
Zależność siły skurczu mięśnia sercowego od
stopnia jego rozciągnięcia leży u podstaw
prawa
Franka-Starlinga
, które mówi, że:
Objętość wyrzutowa serca wzrasta w miarę
wzrostu stopnia wypełnienia komór (wzrost
obciążenia wstępnego)
KURCZLIWOŚĆ MIĘŚNIA SERCOWEGO
KURCZLIWOŚĆ MIĘŚNIA SERCOWEGO
•
Kurczliwość
mięśnia jest jego cechą
wewnętrzną. Kurczliwość mięśnia zależy od
ilości elementów kurczliwych we włóknach
mięśniowych,
stężenia
wewnątrzkomórkowego
jonów
Ca
2+
,
wrażliwości elementów kurczliwych na jony
Ca
2+
. O zmianie kurczliwości świadczy taka
zmiana siły i szybkości skurczu, która nie
jest związana ze zmianą wyjściowej długości
mięśnia
•
Kurczliwość
mięśnia jest jego cechą
wewnętrzną. Kurczliwość mięśnia zależy od
ilości elementów kurczliwych we włóknach
mięśniowych,
stężenia
wewnątrzkomórkowego
jonów
Ca
2+
,
wrażliwości elementów kurczliwych na jony
Ca
2+
. O zmianie kurczliwości świadczy taka
zmiana siły i szybkości skurczu, która nie
jest związana ze zmianą wyjściowej długości
mięśnia
KURCZLIWOŚĆ MIĘŚNIA SERCOWEGO
KURCZLIWOŚĆ MIĘŚNIA SERCOWEGO
•
Każdy bodziec zwiększający maksymalne napięcie
izometryczne mięśnia bez zmiany jego długości
zwiększa jego kurczliwość, czyli wywiera działanie
inotropowe dodatnie
•
Odzwierciedleniem stanu kurczliwości mięśnia
sercowego jest
frakcja wyrzutowa
(stosunek
objętości póznorozkurczowej serca do objętości
wyrzutowej)
•
Regulacja objętości wyrzutowej (SV) w zależności
od zmian kurczliwości mięśnia sercowego jest
nazywana
autoregulacją homometryczną
•
Każdy bodziec zwiększający maksymalne napięcie
izometryczne mięśnia bez zmiany jego długości
zwiększa jego kurczliwość, czyli wywiera działanie
inotropowe dodatnie
•
Odzwierciedleniem stanu kurczliwości mięśnia
sercowego jest
frakcja wyrzutowa
(stosunek
objętości póznorozkurczowej serca do objętości
wyrzutowej)
•
Regulacja objętości wyrzutowej (SV) w zależności
od zmian kurczliwości mięśnia sercowego jest
nazywana
autoregulacją homometryczną
WPŁYW ZMIAN OBCIĄŻENIA WSTĘPNEGO NA
OBJĘTOŚĆ WYRZUTOWĄ
WPŁYW ZMIAN OBCIĄŻENIA WSTĘPNEGO NA
OBJĘTOŚĆ WYRZUTOWĄ
•
PRAWO
FRANKA
STARLINGA
:
Objętość
wyrzutowa serca wzrasta w miarę wzrostu
stopnia wypełnienia komór
•
Wzrost obciążenia wstępnego prowadzi do
zwiększenia objętości poźnorozkurczowej serca,
a zatem do wzrostu spoczynkowej długości
włókien mięśniowych
•
Regulacja
objętości
wyrzutowej
(SV)
w
zależności
od
obciążenia
wstępnego
jest
nazywana
autoregu-lacją
heterometryczną
METABOLIZM MIĘŚNIA SERCOWEGO
METABOLIZM MIĘŚNIA SERCOWEGO
• Przemiana metaboliczna mięśnia sercowego ma charakter głównie
aerobowy
• Podstawowa przemiana materii mięśnia sercowego (bez uwzględnienia
procesów elektromechanicznych) stanowi ok. 25% zużycia tlenu w
stanie spoczynku
• Około 75% wydatku energetycznego jest związane ze skurczem włókien
mięśniowych
• Podczas skurczu izowolumetrycznego mięsień sercowy zużywa ok. 50%
całego tlenu, nie wykonując przy tym pracy użytecznej
• Obciążenie następcze jest głównym czynnikiem warunkującym wzrost
zużycia tlenu przez mięsień sercowy
• Podczas skurczu izotonicznego mięsień sercowy wykonuje pracę
zewnętrzną, użyteczną, wymagającą zużycia tlenu. Wzrost kurczliwości
mięśnia sercowego prowadzi do wzrostu pracy zewnętrznej i wzrostu
zużycia tlenu
• Ważnym czynnikiem minutowego zużycia tlenu przez mięsień sercowy
jest częstość skurczów serca
• Najskuteczniejszym ze względu na wydatek energetyczny sposobem
osiągnięcia określonej pojemności minutowej (CO) jest znaczny wzrost
objętości wyrzutowej (SV) przy niewielkim wzroście częstości skurczów
serca (HR)
• Przemiana metaboliczna mięśnia sercowego ma charakter głównie
aerobowy
• Podstawowa przemiana materii mięśnia sercowego (bez uwzględnienia
procesów elektromechanicznych) stanowi ok. 25% zużycia tlenu w
stanie spoczynku
• Około 75% wydatku energetycznego jest związane ze skurczem włókien
mięśniowych
• Podczas skurczu izowolumetrycznego mięsień sercowy zużywa ok. 50%
całego tlenu, nie wykonując przy tym pracy użytecznej
• Obciążenie następcze jest głównym czynnikiem warunkującym wzrost
zużycia tlenu przez mięsień sercowy
• Podczas skurczu izotonicznego mięsień sercowy wykonuje pracę
zewnętrzną, użyteczną, wymagającą zużycia tlenu. Wzrost kurczliwości
mięśnia sercowego prowadzi do wzrostu pracy zewnętrznej i wzrostu
zużycia tlenu
• Ważnym czynnikiem minutowego zużycia tlenu przez mięsień sercowy
jest częstość skurczów serca
• Najskuteczniejszym ze względu na wydatek energetyczny sposobem
osiągnięcia określonej pojemności minutowej (CO) jest znaczny wzrost
objętości wyrzutowej (SV) przy niewielkim wzroście częstości skurczów
serca (HR)
SERCE NOWRODKA
SERCE NOWRODKA
RÓŻNICE W CZYNNOŚCI SERCA W ZALEŻNOŚCI OD
WIEKU
RÓŻNICE W CZYNNOŚCI SERCA W ZALEŻNOŚCI OD
WIEKU
• Grubość mięśnia lewej i prawej komory serca u noworodka
jest podobna. Przewaga grubości lewej komory uwidocznia
się od 20-30 dna od momentu urodzenia
• Różnicowanie i dojrzewanie komórek roboczych i układu
bodźcoprzewodzącego serca trwa do 2 roku życia
• Mięsień sercowy noworodków i niemowląt jest mało
podatny. Podatność mięśnia sercowego zwiększa się po
pierwszym roku życia. W związku z tym po pierwszym roku
życia wzrasta rola regulacji heterometrycznej czynności
serca (prawo Franka-Starlinga)
• Objętość wyrzutowa noworodków stanowi 3-4 ml, jednak na
skutek dużej częstości skurczów serca pojemność minutowa
wynosi ok. 450 - 500 ml/min. Natężenie przepływu krwi na
1 kg masy ciała u noworodka wynosi ok. 130 – 160 ml/min (u
osób dorosłych – ok. 70 ml/min), co odzwierciedla
intensywność przemiany materii u noworodków
• Grubość mięśnia lewej i prawej komory serca u noworodka
jest podobna. Przewaga grubości lewej komory uwidocznia
się od 20-30 dna od momentu urodzenia
• Różnicowanie i dojrzewanie komórek roboczych i układu
bodźcoprzewodzącego serca trwa do 2 roku życia
• Mięsień sercowy noworodków i niemowląt jest mało
podatny. Podatność mięśnia sercowego zwiększa się po
pierwszym roku życia. W związku z tym po pierwszym roku
życia wzrasta rola regulacji heterometrycznej czynności
serca (prawo Franka-Starlinga)
• Objętość wyrzutowa noworodków stanowi 3-4 ml, jednak na
skutek dużej częstości skurczów serca pojemność minutowa
wynosi ok. 450 - 500 ml/min. Natężenie przepływu krwi na
1 kg masy ciała u noworodka wynosi ok. 130 – 160 ml/min (u
osób dorosłych – ok. 70 ml/min), co odzwierciedla
intensywność przemiany materii u noworodków
• Gęstość
unerwienia
współczulnego
osiąga
wielkości
charakterystycznej dla osób dorosłych 3-4 tygodni po
urodzeniu. Jednak wrażliwość receptorów adrenergicznyh
serca noworodków jest wyraźnie mniejsza niż u osób
dorosłych, przede wszystkim do katecholamin i hormonów
tarczycy. W miarę wzrostu noworodka wrażliwość receptorów
wzrasta, warunkując stopniowe nasilenie wpływu układu
współczulnego na mięsień sercowy
• Wpływ toniczny nerwu błędnego na serce u noworodków jest
minimalny. W miarę wzrostu noworodka wpływ układu
przywspółczulnego na serce wzrasta. W skutek tego częstość
skurczów serca maleje z 140 sk/min u noworodka do 70
sk/min w wieku 14-16 lat
• Odruchowa regulacja pracy serca u noworodków jest bardzo
słaba. Odruch z baroreceptorów nie jest w pełni
ukształtowany. Nasilenie wpływu baroreceptorów obserwuje
się w wieku 7 miesięcy i jest związane ze wzrostem ciśnienia
tętniczego
• Gęstość
unerwienia
współczulnego
osiąga
wielkości
charakterystycznej dla osób dorosłych 3-4 tygodni po
urodzeniu. Jednak wrażliwość receptorów adrenergicznyh
serca noworodków jest wyraźnie mniejsza niż u osób
dorosłych, przede wszystkim do katecholamin i hormonów
tarczycy. W miarę wzrostu noworodka wrażliwość receptorów
wzrasta, warunkując stopniowe nasilenie wpływu układu
współczulnego na mięsień sercowy
• Wpływ toniczny nerwu błędnego na serce u noworodków jest
minimalny. W miarę wzrostu noworodka wpływ układu
przywspółczulnego na serce wzrasta. W skutek tego częstość
skurczów serca maleje z 140 sk/min u noworodka do 70
sk/min w wieku 14-16 lat
• Odruchowa regulacja pracy serca u noworodków jest bardzo
słaba. Odruch z baroreceptorów nie jest w pełni
ukształtowany. Nasilenie wpływu baroreceptorów obserwuje
się w wieku 7 miesięcy i jest związane ze wzrostem ciśnienia
tętniczego
RÓŻNICE W CZYNNOŚCI SERCA W ZALEŻNOŚCI OD
WIEKU
RÓŻNICE W CZYNNOŚCI SERCA W ZALEŻNOŚCI OD
WIEKU
W mięśniu sercowym osób starszych w okolicy
jądra komórkowego gromadzi się pigment
zwany lipofuscynem.
RÓŻNICE W CZYNNOŚCI SERCA W ZALEŻNOŚCI OD
WIEKU
RÓŻNICE W CZYNNOŚCI SERCA W ZALEŻNOŚCI OD
WIEKU
• Zmiany czynności serca u ludzi starszych dotyczą w pierwszej
kolejności
przemian
energetycznych.
Spowalnia
się
przemiana oksydacyjna wolnych kwasów tłuszczowych,
zmniejsz się zdolność mięśnia sercowego do przemian
energetycznych kwasu mlekowego.
• Zmniejsza się zawartość mioglobiny i mitochondriów w
komórkach mięśnia sercowego oraz aktywność cytochrom-
oksydazy. Mniejsze w komórkach mięśnia sercowego osób
starszych jest stężenie ATP i fosfokreatyniny.
• Maleje kurczliwość mięśnia sercowego. Wydłuża się czas
trwania skurczu izowolumetrycznego oraz maleje szybkość
wzrostu ciśnienia w komorach. Objętość wyrzutowa serca u
osób starszych jest mniejsza, niż u osób młodych.
• Z wiekiem maleje pobudliwość komórek mięśniowych oraz
szybkość przewodzenia impulsów, skutkiem tego jest
zmniejszenie częstości skurczów serca. Obserwuje się
również degradację adrenergicznych zakończeń nerwowych,
skutkiem czego jest zmniejszenie wpływu na serce ze strony
układu współczulnego
• Zmiany czynności serca u ludzi starszych dotyczą w pierwszej
kolejności
przemian
energetycznych.
Spowalnia
się
przemiana oksydacyjna wolnych kwasów tłuszczowych,
zmniejsz się zdolność mięśnia sercowego do przemian
energetycznych kwasu mlekowego.
• Zmniejsza się zawartość mioglobiny i mitochondriów w
komórkach mięśnia sercowego oraz aktywność cytochrom-
oksydazy. Mniejsze w komórkach mięśnia sercowego osób
starszych jest stężenie ATP i fosfokreatyniny.
• Maleje kurczliwość mięśnia sercowego. Wydłuża się czas
trwania skurczu izowolumetrycznego oraz maleje szybkość
wzrostu ciśnienia w komorach. Objętość wyrzutowa serca u
osób starszych jest mniejsza, niż u osób młodych.
• Z wiekiem maleje pobudliwość komórek mięśniowych oraz
szybkość przewodzenia impulsów, skutkiem tego jest
zmniejszenie częstości skurczów serca. Obserwuje się
również degradację adrenergicznych zakończeń nerwowych,
skutkiem czego jest zmniejszenie wpływu na serce ze strony
układu współczulnego
FIZJOLOGIA
NACZYŃ
KRWIONOŚNYC
H
FIZJOLOGIA
NACZYŃ
KRWIONOŚNYC
H
Opracowano na podstawie D.E. Mohrman, L.J. Heller. Cardiovascular Physiology. McGraw-
Hill, 1997
Opracowano na podstawie D.E. Mohrman, L.J. Heller. Cardiovascular Physiology. McGraw-
Hill, 1997
Tętnica i żyła obwodowa
Tętnica i żyła obwodowa
TĘTNICE i TĘTNICZKI
Aorta i tętnice o dużej średnicy zawierają dużą ilość tkanki łącznej sprężystej.
Drobne tętnice i tętniczki zawierają stosunkowo mniej elementów sprężystych,
natomiast o wiele więcej mięśni gładkich
TĘTNICE i TĘTNICZKI
Aorta i tętnice o dużej średnicy zawierają dużą ilość tkanki łącznej sprężystej.
Drobne tętnice i tętniczki zawierają stosunkowo mniej elementów sprężystych,
natomiast o wiele więcej mięśni gładkich
NACZYNIA WŁOSOWATE
Odchodzą od metarterioli (tętniczek końcowych). Znajdują się tu mięśnie
gładkie, tworzące zwieracze przedwłośniczkowe, które regulują dopływ krwi do
naczyń włosowatych. Same naczynia włosowate nie zawierają elementów
sprężystych ani mięśni gładkich. Ściany naczyń włosowatych zbudowane są z
pojedynczej
warstwy
komórek
śródbłonkowych,
połączonych
międzykomórkową substancją spajającą. W ścianach naczyń włosowatych
znajdują się pory, których wielkość zależy od rodzaju narządu. Przez pory te
mogą wraz z wodą swobodnie przenikać różne substancje rozpuszczone w
osoczu
NACZYNIA WŁOSOWATE
Odchodzą od metarterioli (tętniczek końcowych). Znajdują się tu mięśnie
gładkie, tworzące zwieracze przedwłośniczkowe, które regulują dopływ krwi do
naczyń włosowatych. Same naczynia włosowate nie zawierają elementów
sprężystych ani mięśni gładkich. Ściany naczyń włosowatych zbudowane są z
pojedynczej
warstwy
komórek
śródbłonkowych,
połączonych
międzykomórkową substancją spajającą. W ścianach naczyń włosowatych
znajdują się pory, których wielkość zależy od rodzaju narządu. Przez pory te
mogą wraz z wodą swobodnie przenikać różne substancje rozpuszczone w
osoczu
ŻYŁY i ŻYŁKI
Ściany żył i żyłek są cienkie i łatwo ulegają
rozciągnięciu.
Zawierają
stosunkowo
mało
mięśni gładkich. Błona wewnętrzna uwypukla
się tworząc w pewnych odstępach zastawki
żylne, których nie ma w drobnych żyłkach,
żyłach głównych ani w żyłach mózgu i trzewi
ŻYŁY i ŻYŁKI
Ściany żył i żyłek są cienkie i łatwo ulegają
rozciągnięciu.
Zawierają
stosunkowo
mało
mięśni gładkich. Błona wewnętrzna uwypukla
się tworząc w pewnych odstępach zastawki
żylne, których nie ma w drobnych żyłkach,
żyłach głównych ani w żyłach mózgu i trzewi
BUDOWA ŚCIANY NACZYŃ
BUDOWA ŚCIANY NACZYŃ
Płuca
10–12%
Płuca
10–12%
Serce
8–11%
Serce
8–11%
Część tętnicza
10–12%
Część tętnicza
10–12%
Naczynia
włosowate 4–5%
Naczynia
włosowate 4–5%
Część żylna 60 – 70 %
Duże żyły
Duże żyły
Drobne
żyły
i
żyłki
Drobne
żyły
i
żyłki
DYSTRYBUCJA KRWI W POSZCZEGÓLNYCH CZĘŚCIACH UKŁADU
KRĄŻENIA
DYSTRYBUCJA KRWI W POSZCZEGÓLNYCH CZĘŚCIACH UKŁADU
KRĄŻENIA
• Objętość całkowita krwi (Q) przepływającej przez układ
krążenia w ciągu minuty jest równa pojemności minutowej
serca (CO). Pojemność minutowa jest to ilość krwi tłoczonej
przez jedną z komór serca w czasie jednej minuty
• Objętość całkowita krwi (Q) przepływającej przez układ
krążenia w ciągu minuty jest równa pojemności minutowej
serca (CO). Pojemność minutowa jest to ilość krwi tłoczonej
przez jedną z komór serca w czasie jednej minuty
CO (L/min) = SV • HR
CO (L/min) = SV • HR
• Objętość wyrzutowa (SV; ml) jest to ilość krwi wtłaczanej
przez
każdą
komorę
w
ciągu
jednego
cyklu
hemodynamicznego serca do odpowiedniego zbiornika
tętniczego
• Częstość skurczów serca (HR; sk/min) jest to liczba cykli
hemodynamicznych serca w ciągu jednej minuty
• Objętość wyrzutowa (SV; ml) jest to ilość krwi wtłaczanej
przez
każdą
komorę
w
ciągu
jednego
cyklu
hemodynamicznego serca do odpowiedniego zbiornika
tętniczego
• Częstość skurczów serca (HR; sk/min) jest to liczba cykli
hemodynamicznych serca w ciągu jednej minuty
PODSTAWOWE POJĘCIA HEMODYNAMICZNE
PODSTAWOWE POJĘCIA HEMODYNAMICZNE
• Krew wprawiana jest w ruch siłą wytwarzaną przez ciśnienie
napędowe – różnicę ciśnień pomiędzy początkiem dużego
krążenia w aorcie (MAP ≈
95
mmHg ) a jego końcem w
prawym przedsionku (M
Art
P ≈
5
mmHg)
• Ciśnienie napędowe będzie zmniejszać się w miarę
przesuwania krwi w naczyniach w związku z pokonywaniem
oporu tarcia. Profil podłużny ciśnienia na charakter linii
spadającej
• Krew wprawiana jest w ruch siłą wytwarzaną przez ciśnienie
napędowe – różnicę ciśnień pomiędzy początkiem dużego
krążenia w aorcie (MAP ≈
95
mmHg ) a jego końcem w
prawym przedsionku (M
Art
P ≈
5
mmHg)
• Ciśnienie napędowe będzie zmniejszać się w miarę
przesuwania krwi w naczyniach w związku z pokonywaniem
oporu tarcia. Profil podłużny ciśnienia na charakter linii
spadającej
C
iś
n
ie
n
ie
k
rw
i
C
iś
n
ie
n
ie
k
rw
i
tętnic
e
tętnic
e
tętnicz
ki
tętnicz
ki
n. włosowate
n. włosowate
żyły
żyły
Rozszerzenie
tętniczek
Rozszerzenie
tętniczek
Zwężenie
tętniczek
Zwężenie
tętniczek
Norma
Norma
PODSTAWOWE POJĘCIA HEMODYNAMICZNE
PODSTAWOWE POJĘCIA HEMODYNAMICZNE
PODSTAWOWE POJĘCIA HEMODYNAMICZNE
PODSTAWOWE POJĘCIA HEMODYNAMICZNE
• Podstawowe prawo hemodynamiki jest analogiczne do prawa
Ohma
• Podstawowe prawo hemodynamiki jest analogiczne do prawa
Ohma
MAP - M
Atr
P = Q • R
MAP - M
Atr
P = Q • R
•
MAP – średnie ciśnienie tętnicze w aorcie, M
Atr
P – średnie ciśnienie w prawym przedsionku, Q = CO –
pojemność minutowa, R = TPR – całkowity opór obwodowy
MAP – średnie ciśnienie tętnicze w aorcie, M
Atr
P – średnie ciśnienie w prawym przedsionku, Q = CO –
pojemność minutowa, R = TPR – całkowity opór obwodowy
• Ciśnienie średnie mierzone na tętnicy ramiennej jest ok. 5
mmHg mniejsze, niż w aorcie. Ciśnienie w prawym
przedsionku jest równe ok. 5 mmHg. Biorąc poprawkę na te
wartości:
• Ciśnienie średnie mierzone na tętnicy ramiennej jest ok. 5
mmHg mniejsze, niż w aorcie. Ciśnienie w prawym
przedsionku jest równe ok. 5 mmHg. Biorąc poprawkę na te
wartości:
MAP = CO • TPR
lub
TPR =
MAP = CO • TPR
lub
TPR =
MAP
CO
PODSTAWOWE POJĘCIA HEMODYNAMICZNE
PODSTAWOWE POJĘCIA HEMODYNAMICZNE
• Najwyższą wartość, jaką osiąga ciśnienie tętnicze w cyklu
sercowym, określamy jako ciśnienie skurczowe (SP) równe
ok. 120 mmHg, a wartość najniższą jako ciśnienie
rozkurczowe (DP) – ok. 70 mmHg
• Wartość ciśnienia tętniczego waha się pomiędzy ciśnieniem
skurczowym i rozkurczowym, przy czym szybkość wzrostu
ciśnienia krwi w aorcie podczas wyrzutu jest znacznie
większa od szybkości jego spadku w okresie rozkurczu
mięśnia sercowego
• Ciśnienie średnie, panujące w części tętniczej układu
sercowo-naczyniowego jest równe:
• Najwyższą wartość, jaką osiąga ciśnienie tętnicze w cyklu
sercowym, określamy jako ciśnienie skurczowe (SP) równe
ok. 120 mmHg, a wartość najniższą jako ciśnienie
rozkurczowe (DP) – ok. 70 mmHg
• Wartość ciśnienia tętniczego waha się pomiędzy ciśnieniem
skurczowym i rozkurczowym, przy czym szybkość wzrostu
ciśnienia krwi w aorcie podczas wyrzutu jest znacznie
większa od szybkości jego spadku w okresie rozkurczu
mięśnia sercowego
• Ciśnienie średnie, panujące w części tętniczej układu
sercowo-naczyniowego jest równe:
MAP = TPR
•
CO
MAP = TPR
•
CO
MAP = DP +1/3(SP-
DP)
MAP = DP +1/3(SP-
DP)
PODSTAWOWE POJĘCIA HEMODYNAMICZNE
PODSTAWOWE POJĘCIA HEMODYNAMICZNE
• Krew przepływająca przez narząd musi pokonać opór
stawiany przez szeregowo połączone ze sobą tętnice,
tętniczki, naczynia włosowate, żyłki i żyły
Całkowity opór układu krążenia danego narządu zgodnie z
prawem Kirchoffa jest równy:
• Krew przepływająca przez narząd musi pokonać opór
stawiany przez szeregowo połączone ze sobą tętnice,
tętniczki, naczynia włosowate, żyłki i żyły
Całkowity opór układu krążenia danego narządu zgodnie z
prawem Kirchoffa jest równy:
R
narządu
= R
tetnic
+ R
tętniczek
+ R
n.wł
+ R
żyłek
+ R
żył
R
narządu
= R
tetnic
+ R
tętniczek
+ R
n.wł
+ R
żyłek
+ R
żył
• Aorta
rozgałęzia
się
na
tętnice,
które
zaopatrują
poszczególne narządy i części organizmu. Poszczególne
obszary krążeniowe są połączone są ze sobą równolegle.
Wobec tego zgodnie z prawem Kirchoffa:
• Aorta
rozgałęzia
się
na
tętnice,
które
zaopatrują
poszczególne narządy i części organizmu. Poszczególne
obszary krążeniowe są połączone są ze sobą równolegle.
Wobec tego zgodnie z prawem Kirchoffa:
= + +
+ ...
= + +
+ ...
1
1
TPR
TPR
1
1
R
1
R
1
1
1
R
2
R
2
1
1
R
3
R
3
1
1
R
n
R
n
Prawa
połowa serca
Prawa
połowa serca
Lewa połowa
serca
Lewa połowa
serca
Płuca
Płuca
Naczynia
wieńcowe
Naczynia
wieńcowe
Mózg
Mózg
Mięśnie
Mięśnie
Trzewia
Trzewia
Nerki
Nerki
Skóra, kości i
inne tkanki
Skóra, kości i
inne tkanki
100
%
100
%
100
%
100
%
5 %
5 %
15 %
15 %
15 %
15 %
35 %
35 %
20 %
20 %
10 %
10 %
DYSTRYBUCJA KRWI W POSZCZEGÓLNYCH OBSZARACH
KRĄŻENIOWYCH
DYSTRYBUCJA KRWI W POSZCZEGÓLNYCH OBSZARACH
KRĄŻENIOWYCH
• Opór naczyniowy prze-
pływu
krwi
jest
znacznie
większy
w
pojedynczym
narządzie,
niż
całkowity
opór
obwodowy (TPR).
• Przy
prawie
takim
samym ciśnieniu krwi
jak w aorcie, przepływ
krwi
przez
poszczególne obszary
krążeniowe
sta-nowi
tylko
mały
procent
pojemności minutowej
(CO)
• Opór naczyniowy prze-
pływu
krwi
jest
znacznie
większy
w
pojedynczym
narządzie,
niż
całkowity
opór
obwodowy (TPR).
• Przy
prawie
takim
samym ciśnieniu krwi
jak w aorcie, przepływ
krwi
przez
poszczególne obszary
krążeniowe
sta-nowi
tylko
mały
procent
pojemności minutowej
(CO)
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA OPÓR PRZEPŁYWU KRWI W
NACZYNIACH
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA OPÓR PRZEPŁYWU KRWI W
NACZYNIACH
•Zgodnie z prawem Poiseuilla:
•Zgodnie z prawem Poiseuilla:
Q = ΔP •
Q = ΔP •
r
4
• π
8Lη
ΔP – różnica ciśnień podtrzymująca ruch cieczy, r – promień rurki , L – długość rurki, η – lepkość cieczy
ΔP – różnica ciśnień podtrzymująca ruch cieczy, r – promień rurki , L – długość rurki, η – lepkość cieczy
R =
R = r
4
• π
8Lη
Q =
Q =
R
ΔP
• Długość naczyń w układzie sercowo-naczyniowym oraz
lepkość krwi są to wartości w miarę stałe, nie ulegające
istotnym zmianą w krótkim czasie. W związku z tym wielkość
przepływu krwi przez narząd jest regulowana przez wielkość
promienia naczyń w tym narządzie
• Długość naczyń w układzie sercowo-naczyniowym oraz
lepkość krwi są to wartości w miarę stałe, nie ulegające
istotnym zmianą w krótkim czasie. W związku z tym wielkość
przepływu krwi przez narząd jest regulowana przez wielkość
promienia naczyń w tym narządzie
CO
CO
HR
HR
SV
SV
Ciśnienie tętnicze krwi
Ciśnienie tętnicze krwi
Wzrost aktywności
układu
przywspółczulnego
Wzrost aktywności
układu
przywspółczulnego
-
+
Wzrost aktywności
układu współczulnego
Wzrost aktywności
układu współczulnego
+
+
-
wpływ chronotropowy ujemny
wpływ chronotropowy ujemny
wpływ chronotropowy dodatni
wpływ chronotropowy dodatni
wpływ inotropowy dodatni
wpływ inotropowy dodatni
obciążenie następcze
obciążenie następcze
obciążenie wstępne
obciążenie wstępne
Ciśnienie w części
centralnej zbiornika żylnego
Ciśnienie w części
centralnej zbiornika żylnego
CZYNNIKI WARUNKUJĄCE WIELKOŚĆ POJEMNOŚCI MINUTOWEJ
CZYNNIKI WARUNKUJĄCE WIELKOŚĆ POJEMNOŚCI MINUTOWEJ
MIKROKRĄŻENIE
MIKROKRĄŻENIE
A
A
B
B
C
C
A – naczynia włosowate
o ścianie ciągłej
B – naczynia włosowate
okienkowate
C – naczynia włosowate
o ścianie nieciągłej
A – naczynia włosowate
o ścianie ciągłej
B – naczynia włosowate
okienkowate
C – naczynia włosowate
o ścianie nieciągłej
•.
•
W warunkach spoczynko-
wych tylko 25% naczyń
włosowatych
jest
otwartych.
Zwiększone
zapotrzebowanie na tlen
pobudza angiogenezę.
Wzrost
liczby
naczyń
włoso-watych obserwuje się
również
podczas
systematycznego treningu
•
W warunkach spoczynko-
wych tylko 25% naczyń
włosowatych
jest
otwartych.
Zwiększone
zapotrzebowanie na tlen
pobudza angiogenezę.
Wzrost
liczby
naczyń
włoso-watych obserwuje się
również
podczas
systematycznego treningu
•
Zespolenia tętniczo-żylne
znajdują się pod ścisłą
kontrolą
układu
współczul-nego.
Obficie
występują w skórze i biorą
udział w wymianie ciepła.
•
Zespolenia tętniczo-żylne
znajdują się pod ścisłą
kontrolą
układu
współczul-nego.
Obficie
występują w skórze i biorą
udział w wymianie ciepła.
Na dobę ok. 20L płynu ulega filtracji z krwi do tkanek.
Z tego 16-18L jest reabsorbowane do naczyń. 2-4L jest
odprowadzane jako chłonka
Na dobę ok. 20L płynu ulega filtracji z krwi do tkanek.
Z tego 16-18L jest reabsorbowane do naczyń. 2-4L jest
odprowadzane jako chłonka
Obrzęk zastoinowy
Obrzęk głodowy
Obrzęk chłonny