otwarcie
powolnych
kanałów wapniowych
(typu L) inicjuje napływ jonów wapnia do komórki,
wywołuje
to wtórnie uwolnienie znacznie większych ilości tych jonów z
magazynów wewnątrzkomórkowych (głównie cysterny siatki
sarkoplazmatycznej i mitochondria),
wzrost
ilości jonów wapnia> 6-10
M/l wystarcza do uczynnienia białek kurczliwych,
wiązanie
Ca++
przez troponinę
C
(zamiana jonów Mg) umożliwia odsłonięcie
przez tropomiozynę
miejsc na aktynie
służących do wiązania z wypustkami miozynowymi.
Depolaryzacja
cd.
im większy
poziom
wapnia tym więcej aktywowanych cząstek troponiny
C,
tym więcej odsłoniętych mostków miozynowych
i większa
siła skurczu,
uwapniona kalmodulina
aktywuje również fosfokinazę
kreatyny
(CPK) która odtwarza ATP przez refosforylację ADP anionem fosforu
odłączonym z fosfokreatyny
(CP).
CP
- łatwo dyfundujący i ekonomiczny przenośnik energii jest
związkiem kreatyny i kwasu fosforowego który pod wpływem CPK
dostarcza energii do odtwarzania ATP. Energia do resyntezy ATP
czerpana jest z tlenowych przemian cukrów, kwasów tłuszczowych,
aminokwasów i kwasu mlekowego.
Repolaryzacja
brak
dokomórkowego prądu wapniowego,
czynne
wyrzucanie i wymiana z Na przez ATP-azę wapniową oraz czynne
wychwytywanie Ca2+
przez siatkę sarkoplazmatyczną,
spadek Ca2+
<10-6
M/l powoduje odłączenie jonów Ca2+
od troponiny C, inaktywację tropomiozyny i zablokowanie miejsc
łączących aktynę z miozyną (mostków miozynowych),
efekt
to rozkurcz mięśnia.
Proces
ten jest również energochłonny, wymagający ATP dla ATPazy
wapniowej.
Funkcje
serca
zapewnienie
krążenia krwi w celu dowozu:
tlenu,
wody,
soli mineralnych,
białek,
materiałów energetycznych, hormonów,
odbierania CO2
i produktów przemiany materii,
regulacji
cieplnej,
wydzielanie
ANF.
Podstawowy
parametr pracy serca to rzut
minutowy
- ilość krwi wyrzucanej w jednostce czasu. (średnio 4-6l/min.)
Standaryzacja
tego parametru:
indeks
sercowy
= rzut minutowy/powierzchnię ciała norma 2-5l/min./m2
Regulacja
rzutu minutowego w warunkach zwiększonego zapotrzebowania
1.
Poprzez
zwiększenie obciążenia wstępnego czyli napływu (preload).
Dochodzi do zwiększonego rozciągnięcia włókien mięśnia serca i
zwiększenia siły skurczu - prawo Franka Starlinga,
zwiększenie
powrotu żylnego poprzez wzrost napięcia układu współczulnego,
napięcia naczyń żylnych i ciśnienia w żyłach,
zwiększenie
wolemii przez działanie hormonów układu RAA i ADH.
2.
Przez
obniżenie oporu obwodowego (afterload).
zwiększone
zapotrzebowanie na tlen w tkankach,
przemiana
beztlenowa, kwasica, adenozyna, poszerzają łoże naczyniowe i
zwiększają rzut poprzez lokalne i/lub układowe zmniejszenie oporu
dla wyrzucanej krwi.
3.
Regulacja hormonalna
i nerwowa
zwiększenie
rzutu przez wzrost siły, częstości skurczów serca drogą
stymulacji współczulnej, lub pobudzenia receptorów
adrenergicznych â1
lub á1.
CZYNNIKI
RYZYKA CHORÓB UKŁADU KRĄŻENIA
modyfikowalne,
uważane za najłatwiejsze do zwalczania
czynniki,
których nie można zmienić
tzw. ,,nowe’’ czynniki
ryzyka
Modyfikowalne
czynniki ryzyka
wpływ
na ryzyko (%) częstość (%) w populacji amerykańskiej
nadciśnienie
tętnicze 28,9 18,0
otyłość 32,1 23,0
hipercholesterolemia 42,7 37,0
palenie
papierosów 25,0 25,5
brak
aktywności fizycznej 34,6 58,0
doustne
środki antykoncepcyjne
upośledzona
tolerancja glukozy
Czynniki,
których nie można zmienić:
osobowość,
płeć,
wiek,
predyspozycja dziedziczna,
typ
budowy ciała.
,,Nowe’’
czynniki ryzyka
wysoki poziom ferrytyny,
przekątne
bruzdy płatków usznych (?),
spożycie
kofeiny,
niedobór witaminy E,
łysienie
typu męskiego,
niedostateczne
spożycie etanolu (badacze nie sugerują aby ktokolwiek zaczął z
tego powodu pić)!
Niewydolność
serca (NS)
jest to stan w którym
serce nie
jest zdolne do wypełniania swej funkcji
zapewniania przepływu krwi odpowiednio
do zapotrzebowania.
Przyczyny
NS
1.
Zwiększony opór obwodowy
A.
niewydolność lewokomorowa:
nadciśnienie,
stenozy aortalne,
koarktacja aorty,
zwężenie
podzastawkowe,
B.
niewydolność prawokomorowa:
zatorowość
płucna,
pierwotne
nadciśnienie płucne.
2.
Utrata elementów kurczliwych
choroba
wieńcowa,
zapalenie serca,
kardiopatie,
skrobiawice,
uszkodzenia toksyczne,
radioterapia.
Przyczyny
NS cd.
3.
Zmniejszony napływ
wady zastawkowe -stenoza
mitralna i trójdzielna,
wysiękowe
lub zaciskające zapalenie osierdzia,
brak synchronizacji
przedsionków i komór (migotanie przedsionków),
tachy- i bradykardie.
4.
Inne
krążenie
hiperkinetyczne w nadczynności tarczycy, anemii, przetokach
tętniczo-żylnych, wadach serca z przeciekiem (przeciążenie
objętościoweobjętościowe mięśniamięśnia)
mechanizmy
adaptacyjne zapewniają prawidłowe rzut minutowy a objawy
niewydolności pojawiają się w momentach zwiększonej pracy serca
- stres, wysiłek.
2.
Niewydolność jawna
stałe
uruchomienie mechanizmów wyrównawczych nie zapewnia prawidłowego
rzutu serca w spoczynku - narastanie objawów niedokrwienia i
zastoju
Podział
NS według
Nowojorskiego Towarzystwa Kardiologicznego NYHA
I
- bez ograniczenia wydolności,
II
- wysiłkowe ograniczenie wydolności,
III
- duszność wysiłkowa,
IV
- duszność spoczynkowa.
Kompensacja
w NS
Przerost koncentryczny
bez
powiększenia jamy serca,
powodujący
wzrost kurczliwości (w dalszym przebiegu zaburzenia rozkurczu,
arytmie, niedokrwienie, zwyrodnienie mięśnia)
spowodowany
głównie wzrostem oporu wyrzutowego (nadciśnienie, stenozy) )
wzrost naprężenia skurczowego ) stymulacja przerostu włókien
mięśniowych.
2.
Przerost
odśrodkowy
poszerzenie
jam serca bez zwiększenia grubości ścian,
zwrost
rzutu serca na zasadzie prawa Franka-Starlinga, spowodowane głównie
obciążeniem objętościowym na skutek zwiększonego napływu lub
cofania się krwi (krążenie hiperkinetyczne, niedomykalność
mitralna),
objawy
przeciążenia i zwyrodnienia mięśnia pojawiają się względnie
późno.
Kompensacja
w NS cd.
3.Zwiększenie
aktywności współczulnej
zwiększone
napięcie dużych naczyń żylnych daje wzrost powrotu żylnego,
w
połączeniu ze wzrostem siły i częstości skurczów serca daje to
zwiększenie rzutu minutowego,
jednak
zwiększona stymulacja adrenergiczna oraz wzrost ciśnienia
napełniania powoduje wzrost pracy serca i zapotrzebowania na tlen.
Długotrwała
katecholaminemia doprowadza do spadku wrażliwości receptorów na
katecholaminy.
Kompensacja
w NS cd.
4.Zwiększenie
wolemii
zwiększenie
powrotu żylnego (preload)
poprzez stymulację RAA i ADH.
Zwiększone
ciśnienie napełniania w niewydolnym sercu nie daje jednak równie
znacznej poprawy pojemności wyrzutowej jak w sercu wydolnym a
konsekwencją są nieadekwatny wzrost pracy serca i zapotrzebowania
na tlen oraz ujemne skutki przekrwienia biernego naczyń płucnych.
Kompensacja
w NS cd.
5.
Zmiany w dystrybucji tlenu
a.
zwiększony lokalny wychwyt tlenu z krwi - sinica obwodowa,
b.
poliglobulia, wzrost ilości elementów przenoszących tlen z powodu
bwytwarzania erytropoetyny przez niedotlenowaną nerkę.
Po
przekroczeniu pewnej wartości
hematokrytu niekorzystny wzrost krzepliwości, lepkości krwi i
zaburzenia reologiczne przeważają nad efektami korzystnymi.
Czynniki
uszkadzające serce i zmniejszające jego wydolność powodują
stopniowe upośledzenie rezerwy
wysiłkowej
czyli zdolności do zwiększania pojemności minutowej w czasie
wysiłku.
Do
wykrycia i oceny stopnia niewydolności służą więc próby
czynnościowe
oceniające pojemność minutową i/lub zużycie tlenu przez tkanki w
trakcie wysiłku lub spoczynku.
2.
Zmniejszanie się wrażliwości baroreceptorów prowadzące do
wzrostu stężenia katecholamin.
Stężenie
noradrenaliny (NA) w osoczu koreluje z ciężkością niedomogi i
rokowaniem.
3.
Zaburzenia metabolizmu NA w mięśniu sercowym, upośledzenie
aktywności hydroksylazy tyrozyny i syntezy NA, spadek zapasów NA w
tkance przy wzroście stężenia dopaminy.
4.
Zmniejszenie aktywności ATP-azy miozynymiozyny izozymów o wolnej
aktywności oraz spadek liczby miofibrylli w miocytach serca powodują
zmniejszenie szybkości i siły skracania włókien mięśniowych.
5.
Zaburzenia wewnątrzkomórkowej dystrybucji Ca2+
- spadek wychwytu i stężenia Ca w siatce sarkoplazmatycznej
(upośledzenie ATP-azy) -zwiększony wychwyt w mitochondriach
(wolniej reagujących na bodźce) - zaburzenia oksydatywnej
fosforylacji i resyntezy ATP w mitochondriach przeładowanych wapniem
- lokalne ograniczenia ilości ATP i fosfokreatyny niezbędnej do
prawidłowego pobudzenia i skurczu.
6.
Postępujące usztywnienie naczyń spowodowane wzrostem ilości Na+ i
H2O
w ich ścianach.
NADCIŚNIENIE
TT. A CHOROBA NADCIŚNIENIOWA
ciśnienie
tętnicze = rzut minutowy serca x oporność naczyń obwodowych,
autoregulacja
ciśnienia – sprzężenie między rzutem minutowym serca a
opornością naczyń,
wzrost
metabolizmu – wzrost przepływu krwi (zmiany lokalne),
-stan
uszkodzenia serca wskutek przewlekłej i/lub ostrej niewydolności
wieńcowej serca,
-niewydolność
wieńcowa (insufficientia
coronaria)
jest to zespół objawów chorobowych powstających w następstwie
dysproporcji między zapotrzebowaniem energetycznym mięśnia
sercowego a niedostatecznym dowozem do niego tlenu i substratów
energetycznych.
Zapotrzebowanie
mięśnia sercowego na tlen uzależnione jest od następujących
czynników:
częstości
pracy serca,
wysokości
skurczowego ciśnienia tętniczego krwi,
kurczliwości
serca (siły skurczu),
jego
napięcia pod koniec rozkurczu (równanie
Laplace`a).
Prawo
Laplace`a
-
obciążenie
włókien mięśniowych (średnie okrężne naprężenie ściany)
zostaje określone iloczynem ciśnienia i wewnętrznego promienia
komory, podzielonym przez grubość ściany (z założeniem, że
komora ma kształt regularnej kuli o równej grubości ściany).
Pojęcie
to wyjaśnia znaczenie przerostu jako czynnika wyrównującego w
niewydolności m. sercowego:
wzrost
ciśnienia i rozszerzenie komory (wydłużenie promienia) zwiększają
naprężenie mięśnia, a zwiększenie grubości ściany zmniejsza
je,
zwiększone
naprężenie, stanowiące odpowiedź na wzrost obciążenia włókien
mięśniowych, powoduje wzmożone zużycie energii, a jednocześnie
ogranicza mechanicznie przepływ krwi przez m. sercowy,
komora
serca poddana przewlekłemu przeciążeniu przerasta wskutek
zwiększonej syntezy białek i zawartości RNA.
wady
zastawkowe aortalne - mechanizm hemodynamiczny - upośledzenie
wypełniania tt. wieńcowych w fazie rozkurczu serca,
zgrubienie
błony mięśniowej tętnic serca z włóknieniem /radioterapia,
skrobiawica, doustne środki antykoncepcyjne/
choroba
małych naczyń /guzkowe zapalenie tętnic, cukrzyca, rzs/,
kurcz
tętnic wieńcowych - kurcz dotyczy prawidłowych lub częściej,
zmienionych miażdżycowo tętnic wieńcowych lub naczyń krążenia
obocznego.
Miażdżyca
tętnic wieńcowych
zmiany
miażdżycowe obejmują nasierdziowe
tt. wieńcowe, tzn. gałęzie główne i początkowe odcinki ich
odgałęzień odchodzących pod kątem prostym. Śródmięśniowe
tętniczki wieńcowe są zazwyczaj wolne od tych zmian.
Przyczyną
niewydolności wieńcowej może być także wiele stanów chorobowych
nie mieszczących się w zakresie pojęcia CNS:
inne wady zastawkowe,
niedokrwistość,
kardiomiopatie,
wstrząs,
zaburzenia rytmu serca,
zmniejszone wysycenie krwi
tlenem.
Choroba
niedokrwienna serca jako:
pierwotne
zatrzymanie krążenia,
dusznica
bolesna wysiłkowa (świeża, stabilna lub zaostrzona),
jest
to przewlekła niewydolność wieńcowa, charakteryzująca się
przejściowym napadem
bólowym
spowodowanym niedokrwieniem m. sercowego, w czasie którego
zapotrzebowanie
metaboliczne przewyższa możliwości krążenia
wieńcowego.
Angina
pectoris
1.
dławica piersiowa stabilna (wysiłkowa) - występująca od co
najmniej 2-3 miesięcy z bólami o podobnej częstości, ciężkości
i czasie trwania,
2.
dławica piersiowa niestabilna:
a.
świeża (de
novo)
- trwająca mniej niż 2-3 m-ce,
b.
zaostrzona - z nagłym zwiększeniem częstości,ciężkości i
czasu trwania bólów po tych samych lub mniejszych wysiłkach (do
spoczynkowych włącznie),
c. samoistna (odmienna,
naczynioruchowa).
Cechy
charakterystyczne bólu wieńcowego
umiejscowienie i
promieniowanie,
jakość,
czas trwania,
czynniki
prowokujące oraz powodujące jego ustąpienie.
u 50-60% chorych ból
umiejscowiony jest zamostkowo, lub nieznacznie na lewo, rzadziej na
prawo od mostka. Nie jest wskazywany palcem lub dłonią. Ból
promieniuje najczęściej do jednego barku (zwłaszcza lewego) lub
obu przyśrodkowych części ramion i przedramion, łokci,
nadgarstków,
V i IV palca ręki, a także do szyi oraz okolic międzyłopatkowej
lub nadobojczykowej.
chory
określa ból za mostkiem jako głęboki i (tępy). Częściej mówi
nie o bólu lecz o dławieniu, ucisku, ściskaniu, zaciskaniu,
gnieceniu, rozpieraniu, pieczeniu,
paleniu czy zatykaniu.
2-10
min, z odchyleniami od 1/2 do 30 min. Zanika stopniowo, na ogół w
ciągu 2-5 min po zaprzestaniu wysiłku fizycznego lub podaniu
nitratów.
Zawał
serca
(infarctus
myocardii)
stan
chorobowy, w którym dochodzi do zupełnego odcięcia pewnego
obszaru
m.
sercowego od ukrwienia wieńcowegona
czas wystarczająco długi, aby wytworzyła się martwica,
etiologia
taka sama jak w chorobie wieńcowej i dusznicy bolesnej,
w
90% przypadków przyczyną pierwotną jest miażdżyca tętnic
wieńcowych,
przyczyną
bezpośrednią jest zamknięcie światła naczynia wieńcowego
wywołane najczęściej: zakrzepem śródnaczyniowym lub krwotokiem
śródściennym (pod błoną wewnętrzną),
znacznie
rzadziej inne przyczyny: zator, obrzęk zapalny lub alergiczny,
uraz
lub wstrząs mogą również spowodować ostre niedokrwienie i
martwicę mięśnia sercowego.
ostra niewydolność
lewokomorowa i obrzęk płuc (10-15%przypadków),
ostra
niedomykalność zastawki dwudzielnej wskutek pęknięcia lub
niedomogi objętego martwicą m. brodawkowatego,
pęknięcie
przegrody m.komorowej,
pęknięcie
serca,
zespół
pozawałowy (jałowe zapalenie osierdzia, opłucnej a czasem również
śródmiąższowe zapalenie płuc),
tętniak
pozawałowy serca (5-10%),
powikłania
zatorowe (5-15%)
nagła
śmierć (ok 25% przypadków),
powtórny
zawał serca.
PONIEDOKRWIENNE
USZKODZENIE MIĘŚNIA SERCOWEGO
Ostre
niedokrwienie
mięśnia sercowego doprowadza do szybkiego rozwoju zaburzeń
biochemicznych
i czynnościowych
w obrębie niedokrwionego obszaru. Zmiany te są stanem dynamicznym i
potencjalnie
odwracalnym.
Przedłużanie czasu niedokrwienia lub wzrost zapotrzebowania na tlen
mogą doprowadzić do martwicy tkanki, a zmniejszenie zapotrzebowania
lub przywrócenie krążenia (reperfuzja) może usunąć funkcjonalne
i metaboliczne skutki niedokrwienia.
PONIEDOKRWIENNE
USZKODZENIE MIĘŚNIA SERCOWEGO cd.
Wrażliwość
różnych obszarów
serca na niedokrwienie nie
jest jednakowa. W
podwsierdziowej,
intensywnie kurczącej się części mięśnia sercowego martwica
pojawia się już po około 20
min.
całkowitego niedokrwienia. Natomiast nawet po 3-4 godzinach
niedokrwienia w obszarze podnasierdziowym
obserwuje się żywe komórki mięśnia wśród martwych i
uszkodzonych. Każdy rejon martwicy zawałowej nie jest więc
obszarem martwicy wszystkich komórek, ponadto jest on otoczony
strefą potencjalnie odwracalnego uszkodzenia. Reperfuzja
może przywrócić im prawidłową funkcję.
W przypadku chorego, który utracił znaczą masę mięśnia w
zawale, uratowanie przed martwicą strefy uszkodzenia może stanowić
o przeżyciu pacjenta.
PONIEDOKRWIENNE
USZKODZENIE MIĘŚNIA SERCOWEGO cd.
Istnieją
fizjologiczne mechanizmy miejscowej i układowej regulacji perfuzji
niedokrwionej tkanki. Bezpośrednio po ustaniu przepływu krwi w
mięśniu sercowym dochodzi do lokalnych
zmian metabolicznych.
Powstające
w wyniku tych zmian substancje:
adenozyna,
mleczany,
histamina,
CO2,
jony K+, H+
doprowadzają
do silnego rozluźnienia mięśniówki naczyń i częściowej poprawy
perfuzji drogą naczyń okalających strefę niedokrwienia.
PONIEDOKRWIENNE
USZKODZENIE MIĘŚNIA SERCOWEGO cd.
Na
stan napięcia naczyń mają również wpływ mediatory powstające w
wyniku interakcji śródbłonka z mięśniówką naczyń. W komórkach
śródbłonka pobudzonego niedotlenowaniem wydzielane są:
prostacyklina,
tlenek azotu,
endoteliny,
PAF,
LTC4,
IL-8,
wywierające
kurczący lub rozkurczający wpływ na naczynia. Napięcie naczyń
zależy od wypadkowej działań wydzielanych czynników. Na stan
lokalnej perfuzji w mniejszym stopniu oddziaływuje napięcie
współczulnego układu autonomicznego oraz wpływ czynników
hormonalnych jak katecholaminy, angiotensyna,
czynnik natiuretyczny, oksytocyna.
PONIEDOKRWIENNE
USZKODZENIE MIĘŚNIA SERCOWEGO cd.
Bezpośrednim
skutkiem niedrożności tętnicy wieńcowej jest brak perfuzji
obszaru mięśnia serca unaczynianego przez tą tętnicę,
niedotlenowanie tkanek i zahamowanie procesu
oksydatywnej
fosforylacji w
komórkach.
Doprowadza
to do:
zużycia
wysokoenergetycznych nukleotydów,
zaburzeń
funkcji pompy sodowo-potasowej z przesunięciami wody i jonów
zniesienie
kurczliwości niedokrwionego obszaru.
PONIEDOKRWIENNE
USZKODZENIE MIĘŚNIA
SERCOWEGO cd.
Dalszą
konsekwencją jest spadek pH płynów ustrojowych ze wzrostem
hematokrytu w kapilarach i lokalnym obrzękiem tkanek i śródbłonków
naczyń.
W
przypadku udrożnienia tętnicy wieńcowej w części niedokrwionego
obszaru nie dochodzi do reperfuzji mikrokrążenia tworząc obraz “no
reflow phenomenon”.
Doprowadza to do dalszego
narastania
kwasicy metabolicznej i hemetokrytu w kapilarach, wzrostu oporu
naczyniowego i niedrożności kapilar w wyniku obrzęków śródbłonków
i otaczających tkanek. Reperfuzja mikrokrążenia przywracając
dopływ tlenu zapoczątkowuje proces zwany paradoksem
reoksygenacji.
PONIEDOKRWIENNE
USZKODZENIE MIĘŚNIA SERCOWEGO cd.
Dochodzi
do uwalniania mediatorów zapalnych, rodników ponadtlenkowych i
aktywacji neutrofilów ze wszystkimi szkodliwymi konsekwencjami tych
zjawisk!!!
W
badaniach eksperymentalnych z kontrolowanym niedokrwieniem serca
zaobserwowano po reperfuzji paradoksalne zmiany polegające na
wystąpieniu martwicy dotychczas żywych miocytów. Definicję istoty
poniedokrwiennego uszkodzenia stworzył Rosenkranz i Buckberg w 1983
roku “poniedokrwienne uszkodzenia są to te metaboliczne,
czynnościowe i morfologiczne skutki przywrócenia przepływu krwi
których można uniknąć przez modyfikację warunków reperfuzji”.
PONIEDOKRWIENNE
USZKODZENIE MIĘŚNIA SERCOWEGO cd.
Efektem
niedokrwiennych uszkodzeń są:
zaburzenia
kurczliwości serca czyli tzw. “ogłuszone
miokardium” (stunned
myocardium)
trwające, w zależności
od czasu trwania i regionu niedokrwienia, od kilka godzin do kilku
dni,
zaburzenia rytmu serca,
zaburzenia
przepływu w mikrokrążeniu zwane “no-reflow phenomenon”
śmierć
komórek mięśnia sercowego które były żywe w chwili rozpoczęcia
reperfuzji,
osłabienie
mechanicznej odporności ściany serca objętej martwicą i jakości
tworzonej później blizny zawałowej.