Podstawy fizjologii

Naczyń krwionośnych

Agata Przyborska

Przestrzenie wodne organizmu

Ogólny schemat układu krążenia

Naczynia krwionośne

• Tętnice - prowadzą krew od serca

• Naczynia włosowate - kapilary - naczynia wymiany odżywczej

• żyły - prowadzą krew do serca

Budowa naczyń krwionośnych

Różnice w budowie tętnic, nacz. włosowatych i żył

• Światło wszystkich naczyń wyścielone śródbłonkiem

•Różnice w grubości ściany

•Różnice w zawartości włókien elastycznych i mm. gładkich

Naczynia włosowate:

• Tworzą tzw. mikrokrążenie, a jego składowe to:

• Metarteriole - umożliwiają przepływ krwi z łożyska tętniczego do żylnego omijający naczynia odżywcze, dzięki pozostającym pod kontrolą nerwową zwieraczom prekapilarnym

• Kapilary, właściwe naczynia włosowate -odgałęzienia metaarterioli

Przepływ krwi przez łożysko naczyń włosowatych

Przepływ krwi przez łożysko naczyń włosowatych

• Zwieracze prekapilarne

• „kołnierz” mięśni gładkich otaczający naczynia włosowate that surrounds each true capillary

• Regulują przepływ krwi przez naczynia włosowate

• Regulacja przepływu odbywa się dzięki unerwieniu autonomicznemu i czynnikom lokalnym: uwalnianym przy zwiększonej aktywności danego obszaru krążenia.

żyły

• żyłki z łożyska naczyń włosowatych łączą się w -żyły:

• Cienkościenne, głównie włókna elastyczne i kolagen

• Są to tzw. naczynia objętościowe - gromadzą ok. 65% krwi

• Duża średnica - mały opór - niskie ciśnienie

• Obecność zastawek wspomaga przepływ krwi do serca

Średnie ciśnienie tętnicze zależy od pracy serca i stanu naczyń

Ciśnienie krwi

• Siła działająca na jednostkę powierzchni wywierana na ściany naczynia przez zawartą w nim krew

• Mierzona w milimetrach słupa rtęci (mm Hg)

• Różnica ciśnień w układzie krążenia - ciśnienie napędowe - umożliwia przepływ krwi z tętnic do żył

Ciśnienia w układzie krążenia, ciśnienie napędowe

CIŚNIENIE NAPĘDOWE

Obwodowe ciśnienie krwi

• Rytmiczne skurcze serca (pompa) warunkują przepływ krwi, zawsze z obszaru o większym ciśnieniu do obszaru o ciśnieniu niższym

• Średnie ciśnienie obwodowe:

• Jest najwyższe w aorcie

• Obniża się wraz z odległością od serca

• W prawym przedsionku jest bliskie 0 mm Hg

• Największa zmiana ciśnienia dokonuje się na poziomie tętniczek

Ciśnienie tętnicze

• Ciśnienie tętnicze jest zdeterminowane przez:

• Elastyczność ścian tętnic

• Ilość krwi „wpompowaną” w jednostce czasu

• Ciśnienie krwi w tętnicach zmienia się w zależności od cyklu serca

Ciśnienie tętnicze

• Ciśnienie skurczowe (systoliczne) (SAP) -ciśnienie wywierane na ścianę tętnicy podczas skurczu serca

• Ciśnienie rozkurczowe(diastoliczne)(DAP) najniższa wartość ciśnienia w tętnicach, podczas fazy rozkurczu serca

• Ciśnienie tętna - różnica pomiędzy ciśnieniem skurczowym i rozkurczowym

• Średnie ciśnienie tętnicze (MAP)

• MAP = ciśnienie rozkurczowe + 1/3 ciśnienia tętna

Ciśnienie w naczyniach włosowatych

• wynosi od 20 do 40 mm Hg

• wyższe ciśnienie uszkodziłoby cienką ścianę naczyń włosowatych

• Umożliwia filtrację z naczynia do płynu tkankowego i dystrybucję substancji odżywczych i hormonów

Wymiana odżywcza i filtracja w naczyniach włosowatych

•Przechodzenie substancji z układu krwionośnego zależy od rodzaju nabłonka w naczyniach włosowatych

•Nabłonek ciągły - dyfuzja (woda i substancje drobnocząsteczkowe (w mięśniach, tkance łącznej, tkance nerwowej)

•Nabłonek okienkowy - większa przepuszczalność + transport pęcherzykowy (nerki i jelita)

•W części tętniczej naczyń włosowatych - przewaga filtracji

•W części żylnej - niższe ciśnienie hydrostatyczne - przewaga resorpcji

•Utrata białek - albumin - znaczna przewaga filtracji nad resorpcją - OBRZĘKI

Filtracja w naczyniach włosowatych

Naczynia włosowate i naczynia limfatyczne

•Nadmiar wody i substancji przefiltrowanych powraca do układu krążenia poprzez układ limfatyczny (ok. 3l/dzień)

Układ limfatyczny Ciśnienie żylne

• Prawie nie ulega zmianie podczas cyklu serca

• Gradient w ciśnieniu żylnym wynosi ok. 20 mm Hg

Czynniki zwiększające powrót żylny

• Niskie ciśnienie żylne „wymaga' wspomagania:

• Pompa oddechowa -zmiany ciśnienia podczas oddychania - działanie ssąco-tłoczące

• Pompa mięśniowa -skurcze mięśni szkieletowych „wyciskają” krew w kierunku serca

• Zastawki zapobiegają cofaniu się krwi

Przepływ krwi

• To rzeczywista objętość krwi przepływająca przez dany organ lub cały układ krążenia:

• mierzony w ml/min

• równy pojemności minutowej (CO) w odniesieniu do całego organizmu

• względnie stały w spoczynku

• różny dla poszczególnych organów, w zależności od aktualnego zapotrzebowania energetycznego

Opór naczyniowy

• Odwrotnie proporcjonalny do przepływu (duży opór - mały przepływ)

• Czynniki determinujące opór naczyniowy:

- gęstość krwi

- długość naczynia

- średnica naczynia

Opór naczyniowy a średnica naczynia

• Zmiany średnicy (światła) naczyń - główna składowa zmian oporu naczyniowego, a więc zmiany (i regulacji) przepływu

• Zmiana oporu odbywa się na poziomie tętniczek- tu zmiany średnicy najbardziej zmieniają przepływ

• Blaszki miażdżycowe:

• Utrudniają warstwowy przepływ krwi

• Dramatycznie zwiększają opór naczyniowy

Przepływ, ciśnienie, opór

• Przepływ krwi (F) jest wprost proporcjonalny do różnicy ciśnień (DP) pomiędzy dwoma punktami] krążenia

• Jeżeli DP rośnie - wzrasta przepływ

• DP zmniejsza się - przepływ mniejszy

• Przepływ krwi jest odwrotnie proporcjonalny do oporu (R)

• Wzrost oporu - obniżenie przepływu

• Opór - regulowany przez czynniki nerwowe lub lokalne

• Opór naczyniowy determinuje lokalny przepływ krwi

Rozdział objętości krwi i oporu naczyń Q - przepływ krwi wyrażony w % objętości minutowej serca

Przepływ krwi przez różne narządy, w spoczynku

• największy przepływ:

• wątroba i układ pokarmowy - 27%

• mięśnie

• nerki

Obwodowe ciśnienie tętnicze

• Największy spadek ciśnienia - tętniczki. Tu też największy opór

• Naczynia włosowate - ok 40 mmHg w części tętniczej i 20 mmHg w części żylnej

Szybkość przepływu krwi przez naczynia zależy od ich całkowitego przekroju

• jest najmniejsza w naczyniach włosowatych

• umożliwia wymianę krew - tkanki

• jest największa w aorcie i dużych tętnicach

Regulacja ciśnienia tętniczego-zależność oporu naczyniowego od średnicy (promienia) naczynia.

• Opór przepływu jest odwrotnie proporcjonalny do 4-ej potęgi promienia naczynia:

• czyli: niewielkie zwężenie naczyń = znaczny wzrost oporu przepływu

• Przepływ jest odwrotnie proporcjonalny do oporu naczyniowego, czyli: wzrost oporu = spadek przepływu

Ciśnienie tętnicze - wymaga:

• Współpracy serca, naczyń i nerek

• Kontroli nerwowej

• Główne czynniki wpływające na ciśnienie:

• Objętość minutowa (CO)

• Opór obwodowy (PR)

• Objętość krwi krążącej

• Ciśnienie krwi = CO x PR

Ciśnienie krwi

OPÓR OBWODOWY POJEMNOŚĆ MINUTOWA

• Skurcz naczyń

• układ współczulny

• wazopresyna

• renina/angiotensyna

• autoregulacja

• tlenek azotu (NO)

• Objętość krwi

• pobór sodu (Na)

•pragnienie i wazopresyna

• aldosteron i wazopresyna

• czynniki natriuretyczne (ANF)

• pobór i wydalanie wody

• gęstość krwi

• elastyczność ściany

• układ współczulny

• układ przywspółczulny

• prawo serca Starlinga

Regulacja ciśnienia krwi

• Krótkoterminowa:

• Układ nerwowy i lokalne czynniki chemiczne (CO2 , H+, O2, temperatura)

• Dostosowuje przepływ poprzez zmianę oporu naczyniowego

• Długoterminowa - zmiana objętości krwi krążącej

Tętniczki pozostają pod toniczną kontrolą

układu współczulnego:

Nerwowa regulacja ciśnienia

Odruch z baroreceptorów tętniczych jest odpowiedzią na nagłe zmiany ciśnienia:

• wzrost ciśnienia wyzwala:

• zahamowanie układu współczulnego (do naczyń i serca) = spadek MAP

• aktywację układu przywspółczulnego = zwolnienie HR

•Spadek ciśnienia wyzwala:

• aktywację układu współczulnego

• zmniejszenie aktywności dosercowych gałązek nerwu błędnego

Kontrola ciśnienia - wzrost ciśnienia - odruch z baroreceptorów

Kontrola ciśnienia - SPADEK ciśnienia - odruch z baroreceptorów

Wpływ ciśnienia atmosferycznego na ciśnienie tętnicze

• Różnica ciśnień w układzie krążenia w pozycji stojącej i leżącej

• Reakcja ortostatyczna - wyzwalana odruchowo przez baroreceptory tętnicze

• Zapaść ortostatyczna

Odruch z baroreceptorów i chemoreceptorów. Czynniki zwiększające ciśnienie tętnicze:

• Hormony rdzenia nadnerczy - adrenalina i noradrenalina

• Wazopresyna (hormon antydiuretyczny)

• Angiotensyna II - silnie kurczy naczynia podczas niedokrwienia nerek

• Kurczące czynniki uwalniane przez śródbłonek naczyń

Czynniki obniżające ciśnienie tętnicze

• Przedsionkowy czynnik natriretyczny (ANF) -rozszerza naczynia krwionośne i zmniejsza objętość krwi krążącej

• Tlenek azotu (NO) - silne działanie naczyniorozkurczające, działa b. krótko

• Czynniki zapalne - histamina, kininy, prostacyklina

• Alkohol - obniża ciśnienie poprzez zahamowanie wydzielania wazopresyny

Regulacja długoterminowa

• Baroreceptory są elementem regulacji krótkoterminowej - ulegają adaptacji przy długo utrzymującym się podwyższonym lub obniżonym ciśnieniu

• Za długoterminowa regulację odpowiedzialne są nerki

• Zwiększone ciśnienie tętnicze powoduje większe wydalanie płynów (zahamowanie wydzielania wazopresyny), co obniża ciśnienie (spadek objętości)

• Obniżone ciśnienie - wydzielanie reniny= stymulacja powstawania angiotensyny II= zwiększone wydzielanie aldosteronu (wzrost resorbcji (zatrzymania) sodu przez nerki

Regulacja ciśnienia i OBJĘTOŚĆI krwi. Schemat odruchowej regulacji krążenia

Informacja z kory mózgowej

Informacja z: baroreceptorów, chemoreceptorów, mięśni i stawów

•serce - zwolnienie częstości

•serce - zwiększenie częstości i wzrost siły skurczu

•naczynia - skurcz mięśniówki gładkiej

Ocena układu krążenia

• Badanie tętna

• Pomiar ciśnienia krwi

• Tętno - fala ciśnienia rozciągająca ścianę tętnicy

• Najczęściej mierzone na tętnicy promieniowej

• Zmienia się w zależności od stanu zdrowia, pozycji ciała i aktywności organizmu

Pośredni pomiar ciśnienia metodą Korotkova Zmiany ciśnienia tętniczego

• Hipotensja - ciśnienie niskie, skurczowe poniżej100 mmHg

• Hipertensja (nadciśnienie) - utrzymujące się ciśnienie tętnicze powyżej 140/90 mmHg

• Przejściowe zwyżki ciśnienia nie są patologią - mogą być spowodowane gorączką, emocjami, wysiłkiem fizycznym

• Nadciśnienie jest przyczyną:

• niewydolności serca,

• chorób naczyniowych (uszkodzenie śródbłonka i rozwój miażdżycy)

• niewydolności nerek

Autoregulacja w naczyniach krwionośnych

• Mechanizm autoregulacji zapewnia dostosowanie przepływu do rzeczywistego zapotrzebowania danego obszaru --krążenia

• Przepływ krwi jest regulowany poprzez zmianę średnicy lokalnych tętniczek

• MAP (ciśnienie średnie) pozostaje stałe, ale lokalny przepływ przez różne organy może się zmieniać ( w zależności od potrzeb)

•Autoregulacja miogenna (mięśniowa) - mięsień rozciągany większym ciśnieniem odpowiada silniejszym skurczem -przepływ nie ulega zmianie

•Autoregulacja metaboliczna - poprzez lokalnie uwalniane czynniki metaboliczne

Autoregulacja metaboliczna

• Zmniejszenie ilości tlenu - rozszerza naczynia

• Tlenek azotu wydzielany przez nieuszkodzony śródbłonek - rozszerza naczynia

• Inne naczyniorozszerzające czynniki metaboliczne:

• jony potasu,

• jony wodorowe,

• ADP,

• kwas mlekowy,

• histamina

• kininy

Charakterystyka przepływu w niektórych obszarach

• Mięśnie

• Przewaga regulacji miogennej i metabolicznej (spadek ilości tlenu i wzrost dwutlenku węgla w pracującym mięśniu) - wazodylatacja (rozszerzenie)

• Podczas wysiłku fizycznego przepływ przez mięśnie może wzrosnąć kilkukrotnie

• Mózg

• Przepływ utrzymywany w stałych granicach dzięki autoregulacji miogennej

• Silne działanie rozszerzające dwutlenku węgla

• MAP poniżej 60 mmHg - może powodować omdlenie

• MAP powyżej 160 mmHg - niebezpieczeństwo obrzęku mózgu

• Skóra:

• Przepływ zmienny (od 50ml/min do 2500ml/min)

• Zależny od temperatury ciała

• Sterowany przez układ współczulny w odpowiedzi na pobudzenie termoreceptorów

• Płuca:

• Hipoksja zwęża naczynia krwionośne w płucach -

(wszystkie inne tkanki - rozszerzenie)

• Tętnice - mało mięśni gładkich

• Ciśnienie niskie - 24/8mmHg (ciśnienie systemowe 120/80mmHg)

• Naczynia wieńcowe (serce):

• Przepływ ( i dostawa!) tylko w fazie rozkurczu

• Mioglobina - źródło tlenu podczas skurczu

Miażdżyca

• W miażdżycy występuję pogrubienie ściany naczynia na skutek odkładania cholesterolu

• Pojawia się niedokrwienie tkanki (ischemia)

• Niedokrwienie prowadzi do hipoksji (niedotlenienia)

• Postępująca hipoksja może doprowadzić do obumarcia tkanek - zawał mięśnia sercowego

• Hipoksja upośledza przewodzenie impulsów w układzie bodźcoprzewodzącym i mięśniu sercowym

Wpływ złogów cholesterolu na ściany naczyń krwionośnych

Płytka miażdżycowa

Wielkość obszaru objętego niedokrwieniem w krążeniu wieńcowym

Wstrząs

• Wstrząs krążeniowy - każda sytuacja, w której naczynia krwionośne nie są dostatecznie wypełnione krwią przepływ krwi jest upośledzony

• Przepływ krwi staje się niedostosowany do zapotrzebowania tkanek

• Trzy typy wstrząsu:

• Wstrząs hipowolemiczny (krwotoczny) - duża, rzeczywista utrata krwi

• Wstrząs naczyniowy - krążenie upośledzone w wyniku nadmiernej wazodylatacji (rozkurczu) naczyń

• Wstrząs kardiogenny - pompa sercowa nie może zapewnić właściwego krążenia

Układ krążenia w czasie

• W miarę starzenia się organizmu

• Zmniejsza się elastyczność aorty

• Zmniejsza się długość włókien mięśnia sercowego

• Zmniejszeniu ulega pojemność minutowa i maksymalna częstość akcji serca

• Wzrasta ciśnienie tętnicze

• Poziom całkowitego cholesterolu i LDL wzrasta, HDL obniża się

• Czyli powstają warunki sprzyjające wystąpieniu zawału serca, choroby wieńcowej, miażdżycy.

Zdrowy tryb życia, umiarkowana dieta, aktywność fizyczna opóźniają pojawienie się typowych dla wieku objawów -czego Państwu (i sobie) życzę.

---