Vérkeringés, szív és aorta. Anatómiai és élettani alapok.

A szív belül üreges, izmos falú, nagyjából kúp alakú szerv, mely a mellüregben helyezkedik el. A fala 3 rétegből áll: 1.szívbelhártya (endocardium) 2.izomréteg (myocardium) 3.szívburok (pericardium) belső lemeze. A szívet egy függőleges sövény (septum) jobb és bal szívfélre osztja. A jobb oldali a „vénás” szívfél" (vénás vért tartalmazó), a bal oldali pedig az ”artériás” szívfél" (artériás vért tartalmaz). Mindkét szívfél további 2-2 részre tagolódik. A felső üregek a jobb és bal oldali pitvart (atrium), az alsók pedig a jobb és a bal kamrát (ventriculus) tartalmazzák. Felnőtt ember szívének tömege gramm. A szívizomsejtek eltérnek minden más izomtól. Különlegességük az állandó és folyamatos munka, mivel önmaguktól képesek az összehúzódásra.

A bal és a jobb kamra két különálló rendszerbe továbbítja a vért, a nagy és a kis vérkörbe. A nagy vérkör a verőereken (artériák) keresztül a bal kamrából érkező, oxigénnel telített vérrel látja el szervezetünk egészét, majd az "elhasznált" vér, amelyet a visszerek (vénák) gyűjtenek össze, a jobb szívfélbe ömlik. Innen a jobb kamra a tüdőverőéren át a kis vérkörbe, a tüdőkeringésbe továbbítja a vért, ahol az a belélegzett levegővel érintkezve felfrissül, oxigenizálódik. A tüdővénákon keresztül a bal szívfélbe ömlő vért ismét a bal kamra löki ki a főverőéren (aorta) át a nagy vérkör verőeres hálózatába. A szívkamrák egy-egy összehúzódás során mintegy 70 ml vért továbbítanak a nagyerekbe. A vérnek ezt a kilökését lökéshullám (pulzus) formájában tapinthatjuk a csukló- vagy a halántéktáji verőéren, ily módon az összehúzódás percenkénti száma (gyakorisága) megszámolható.

A szívben a vér csak egy irányban áramolhat, a szívbillentyűk állják útját a vér visszaáramlásának. Ilyen billentyű helyezkedik el a bal pitvar és a bal kamra (bicuspidalis billentyű), valamint a jobb pitvar és a jobb kamra (tricuspidalis billentyű) között. A nagyerekbe kilökött vér visszaáramlását a kamrába hasonlóképpen egy-egy, félhold alakú (semilunaris) vitorlákból álló billentyűrendszer gátolja meg. Az állandóan működő szívizom a kilökött vér egy részét "saját célú felhasználásra" kapja vissza, mégpedig a szívet koszorúszerűen körülölelő érrendszeren, a koszorúereken keresztül. Ezek az erek a szívet magát ellátó verőerek, ilyen módon tehát a szív éppúgy részesül a nagy vérköri keringésből, mint bármely más szerv.

Az erek (vasa sanguinea) a keringés környéki (perifériás) tényezői. A vérerek három csoportját különböztetjük meg: 1.verő- vagy osztóér (arteria), mely a szív kamráiból ered, 2. hajszálér (capillaris), a verőerek végső elágazódásai, melyeknek vékony falán keresztül a vér és a szövetek sejtjei között a tápanyagok, az oxigén és a széndioxid kicserélődnek, 3.gyűjtő- vagy vivőér (vena), mely a vért a szívhez vezető nagyobb törzsekbe gyűjti össze.

A hajszálerek nem csak a tápanyagok cseréjében játszanak szerepet, hanem szövetátrendeződés vagy újjáképződés során (pl. szöveti sérüléseknél) belőlük indul ki a szükséges tápláló erek növekedése. A verőereken belül megkülönböztetünk : –elasztikus típusú, általában nagy méretű verőereket –izmos típusú, általában közepes méretű verőereket –kis verőereket (arteriola) A verőerek falszerkezeténél megkülönböztetjük: –az ér belső rétegét, vagy érbelhártyát (tunica intima, endothel) –a középső réteget (tunica media), melyet simaizomszövet alkot –külső réteget (tunica adventitia), melyet rugalmas kötőszövetes rostok alkotnak. A gyűjtőerek falszerkezet változatos, hasonlóan a verőerek falához, itt is megtaláljuk a fenti három réteget, azonban a gyűjtőereknél a középső simaizomréteg jóval vékonyabb. A gyűjtőereken belül (elsősorban a végtagok gyűjtőereiben) zsebes billentyűket találunk, melyeknek szerepe a gyűjtőeres keringés elősegítése, a vér visszaáramlásának a megakadályozása. A hajszálerek falát egyetlen sejtréteg (endothel) alkotja, melyen keresztül az oxigén és a széndioxid, illetve a tápanyagok és bomlástermékek cseréje történik.

A szívüregek állandóan ismétlődő összehúzódása (percenként ) a fogantatástól számított negyedik héttől a halálig tart. Ezt a ritmusos, állandó működést a szív saját ingerkeltő rendszere, a jobb pitvarban elhelyezkedő különleges sejtcsoport (szinuszcsomó ), illetve az ingerületet vezető kötegek biztosítják. A szinuszcsomó elektromos impulzus képzésére specializálódott szívizomcsoport. Percenként alkalommal bocsát ki impulzusokat, melyek az egész szív összehúzódását vezérlik. Működését a vegetatív idegrendszer befolyásolja, a szimpatikus idegrendszer - félelem, stressz, fizikai aktivitás hatására - gyorsítja, a paraszimpatikus lassítja (pihenés, alvás, étkezés). A szinuszcsomóban keletkező ingerület szétsugárzik a pitvar falát alkotó izomrostokra, mely ennek hatására összehúzódnak. Innen a pitvari pályákon keresztül eléri az úgynevezett pitvar-kamrai atrioventrikuláris csomót, majd továbbhalad a His kötegen, a Tawara rostokon és a Purkinje rostokon, és ingerületbe hozza a kamrákat, melyek összehúzódnak.

Szívünk percenkénti összehúzódásainak száma a szívfrekvencia. Értéke nyugalmi állapotú, egészséges felnõttben 60-80/perc. Fizikai terhelés növeli a frekvenciát ez kompenzatorikus (ellensúlyozó) és nem kóros jelenség: a szív így alkalmazkodik a fokozott terheléshez. Idegrendszeri hatások (stresszhelyzetek, izgalom) szintén növelik a szívfrekvenciát. A szívizom összehúzódásakor kialakuló nyomásemelkedés mint tágulási hullám fut végig az ereken, és pulzusként tapintható. Leggyakrabban az alkar verõerét tapintjuk, de tapintható a nyaki ütõér, az alsó végtagi verõerek pulzusa a lágyékhajlatban, a térdhajlatban vagy a lábfejeken is. Ritmusos pumpamûködése révén tehát a szív a vérkeringés "motorja", amely összetett szabályozó mechanizmus segítségével képes a szervezet igényeinek megfelelõen alkalmazkodni. A szívkamrák egy-egy összehúzódás során mintegy 70 ml vért továbbítanak a nagyerekbe. A vérnek ezt a kilökését lökéshullám (pulzus) formájában tapinthatjuk a csukló- vagy a halántéktáji verőerem ily módon az összehúzódás percenkénti gyakorisága megszámolható.

A szívciklus során a fõütõérben, a tüdõverõérben és a nagy artériákban a vérnyomás elõször egy csúcsértékig emelkedik (szisztolés érték), majd egy minimális értékre csökken (diasztolés érték). Legtöbbször a felkaron mérjük az artériás vérnyomást, az ún. Riva Rocci féle higanyos vérnyomásmérõvel, de mérhetõ a lábakon is. A vérnyomásértéket egyezményesen szisztolés/diasztolés érték formájában adjuk meg. (pl. 120/80 Hgmm: 120 Hgmm mérhetõ a szív összehúzódása, 80 Hgmm pedig az elernyedés fázisa alatt). A nagyvérkörben magasabb a vérnyomás, a tüdõkeringésben alacsonyabb. Értéke nem állandó, számos élettani hatás emeli vagy éppen csökkenti. Pubertás kortól kb Hgmm értékrõl az 50es életévek végéig kb Hgmm értékig emelkedik, a nagyon késõi öregkorban pedig inkább csökken. A vérnyomás függ a testhelyzettõl, a testsúlytól (az átlagosnál nagyobb súlyúak vérnyomása is általában magasabb), értékét külsõ környezeti hatások (hõmérséklet, páratartalom, légnyomás), illetve érzelmi-hangulati tényezõk is jelentõsen befolyásolják (pl. a rendelõben mért vérnyomás általában magasabb). Normális jelenség a testi munka hatására kialakuló vérnyomásemelkedés is.

A szívizomsejt akciós potenciálja: Az akciós potenciál nyugalmi állapotból indul, a nyugalmi membránpotenciál -70 – -80 mV. Na csatornák megnyílnak, majd inaktiválódnak, ezzel gyors depolarizáció történik. Ezt lassú repolarizáció követi, amikor a lassú Ca csatornák, a K csatornák és a Cl csatornák megnyilnak. Végül egy gyors repolarizáció megy végbe, amikor a Ca csatornák bezárnak.

Az elektrokardiográfia (röviden EKG) non-invaziv szívvizsgáló eljárás, mely a szív működéséről ad információt. A szív elektromos jelenségeit vizsgálja, a szívizom-összehúzódásakor keletkező elektromos feszültség regisztrálásával. A szív összehúzódása egy elektromos inger hatására jön létre, mely normális esetben a sinuscsomóból indul el és a szív sajátságos ingerületvezető rostjain keresztül a szívizomsejtekhez jut. Ezt az elektromos ingerületet a test felszínére helyezett elektródokkal fel lehet jegyezni. Elemezni tudjuk a ritmusát, az ingerület kiindulásának a helyét, az ingerületvezetés sebességét, a szívizom vastagságát, a szívizom esetleges vérellátási zavarát, következtethetünk tüdőembóliára. EKG vizsgálat során a szív elektromos aktivitásán keresztül következtetünk a szív állapotára. Úgynevezett végtagi és mellkasi elvezetésekről gyűjti össze az eletromos jeleket az EKG gép. A végtagi elektródák a frontális sík tengelyeit, míg a mellkasi elvezetésekből a horizontális sík elektromos tengelyeit jelenítik meg. Az EKG elemzésével könnyen megállapítható, ha a szív részei túl szaporán húzódnak össze (ezt nevezik tachycardiának), esetleg túl ritkán jönnek ingerületbe (ennek a neve bradycardia), vagy kaotikusan viselkednek (ez a fibrilláció). Abból, hogy mely hullám nem normális, megállapítható, hogy az ingerületképző és -vezető rendszernek melyik része működik rosszul. A különböző elvezetések (összesen 12) egybevetésével pontosan meghatározható a probléma helye, ami például az infarktusnál lehet nagyon fontos. Elektrokardiográfia (EKG)

P-hullám (pitvari hullám): pozitív amplitúdójú (1-2 mm), az ingerület pitvari terjedésének felel meg (pitvarokra vonatozik) P- Q távolság: átvezetési idő a pitvar és kamra között QRS-komplexus (kamrai hullám): a kamrák depolarizációját jelöli (gyors lefolyású), kis negatív Q- hullámból (nem mindig észleljük), magas pozitív R- hullámból (kamraizomzat fő tömegének ingerületbe jutása, amplitúdója 10 mm) és negatív S-hullámból áll. Ez idő alatt megy végbe a kamra teljes munkaizomzatának depolarizációja. ST-szakasz: a kamrák lassú repolarizációs szakasza T-hullám: elnyújtott közepes amplitúdójú hullám, a kamrák teljes repolarizációját jelzi. Q-T távolság: kamraizomzat depolarizációjának és repolarizációjának együttes időtartama.

Az aorta az emberi szervezet legnagyobb verőere, mely a szív bal kamrájából lép ki és ellátja az egész szervezetet oxigéndús vérrel. Embernél kb. 2,5-3,5 cm átmérőjű és cm hosszú. Az aortát 5 részre osztjuk. 1.felszálló rész (aorta ascendens): amely a szívtől az aorta ív-ig terjed 2.aorta ív (arcus aortae): amely egy fordított U betűhöz hasonlít 3.leszálló aorta (aorta descendens): az aorta oszlásáig tart, ahol két részre válva a két közös csípőverőérre oszlik ( arteria iliaca communes) -leszálló aorta mellkasi szakasza (aorta thoracica), amely a rekeszizom (diaphragma) feletti része -hasi aorta (aorta abdominalis), amely az aorta rekeszizom alatti része

Aorta ascendens: Egyetlen páros ága van, a bal és a jobb szívkoszorúér (arteria coronaria), mely a szívet látja el vérrel. Arcus aortae: Két páros ága van, a bal és jobb közös fejverőér (arteria carotis communis) és a bal és jobb kulcscsont alatti verőér (arteria subclavia). A közös fejverőér két részre oszlik: a belső fejverőérre (arteria carotis interna) és a külső fejverőérre (arteria carotis externa). A belső fejverőér az agy vérellátásában vesz részt, míg a külső fejverőér látja el vérrel a nyaki szervek egy részét (gége, pajzsmirigy), a nyelvet, a garatot, illetve az arc felületes lágyrészeit (hajas fejbőr), illetve a mélyebb rétegeit is (orrüreg, szájpad, pofa, rágóizmok, dobüreg, állkapocsízület). A kulcscsont alatti verőér egyik ága a csigolyaverőér (arteria vertebralis), mely a gerinccsatornán keresztül lép be az öreglyuknál a koponyaüregbe, és az agy vérellátásában vesz részt. A többi ágak ellátják vérrel a pajzsmirigyet, a nyelőcső felső részét, a gége alsó részét, illetve egyik ága a hónaljverőér (arteria axillaris) látja el a felső végtagot. A hónaljverőér további ágai a felkarverőér (arteria brachialis), illetve a singcsonti verőér (arteria ulnaris)és az orsócsonti verőér (arteria radilais). Mind a közös fejverőér, mind az orsócsonti verőér fontos helye a keringés, illetve az erek pulzációjának a tapintásánál.

Aorta descendens : Megkülönböztetjük a mellkasi szakaszát (aorta thoracica) és hasi szakaszát (aorta abdominalis). A mellkasi szakasz látja el a tüdőket, a nyelőcső egy részét, és a szívburkot, illetve a bordaközti verőerek (arteria intercostalis) vesznek részt a gerincvelő vérellátásában. A hasi szakasznál fali és zsigeri ágakat találunk. A fali ágak látják el rekeszizmot. A zsigeri ágai a következőek: a hasüregi törzs (truncus celiacus) látja el gyomrot, a lépet és a májat vérrel. A felső bélfodri verőér (arteria mesenterica superior) látja el a hasnyálmirigyet, a vékonybeleket és a vastagbelek felső részét. A petefészek- vagy hereverőerek a névnek megfelelő szerveket látják el. A veseverőerek (arteria renalis) a vesék vérellátását végzik. Az alsó bélfodri verőér (arteria mesenterica inferior) látja el a vastagbél alsó részét. A hasi főverőér két részre oszlik: bal és jobb közös csípőverőérre (arteria iliaca communis), melyek szintén két szakaszra, a belső csípőverőérre (arteria iliaca interna) és a külső csípőverőérre (arteria iliaca externa) ágazódnak el. A belső csípőverőér fali ágai a farozomzatot, zsigeri ágai a kismedencei szerveket látja el vérrel. A külső csípőverőér egyenes folytatása a combverőér (arteria femoralis), melynek ágai az alsó végtag vérellátását végzik.

A keringési rendszer bonyolult működésű. E beszámoló készítése során a világhálón találtam egy cikket, mely egy, a hétköznapokból vett, példán keresztül segíti ennek a rendszernek az alapszintű megismerésében. ( DAVID P. SWAIN: THE WATER-TOWER ANALOGY OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM) A cikk a keringési rendszer és a városokat ellátó vízhálózat közötti analógiákat használja. Eszerint:  A városok vízellátása úgy történik, hogy vizet szivattyúznak ki valamilyen természetes forrásból, például folyóból, ezt a vizet egy víztoronyba pumpálják fel. A torony vízraktárként funkcionál, és innen indul ki a várost behálózó csőrendszer. A vizet akár úgy is biztosíthatnák, hogy egy pumpa közvetlenül a csőrendszerbe továbbítja a vizet a folyóból. Mi a funkciója a toronynak? A torony védi ki a nagy nyomásingadozásokat, melyek a közvetlen kapcsolat esetén jelentkeznének. Mivel a háztartások vízigénye nagyon változó, ezért ha közvetlenül csatlakozna a csőrendszer a szivattyúhoz, akkor azt nagy megterhelésnek tenné ki, és a csövekben is jelentős lenne a nyomásingadozás. Bár a toronyba pumpálás energiaigényes művelet, mégis érdemes használni, mert így a szivattyú kevésbé használódik el.  A szivattyú csak időközönként működik, ha a torony megtelik vízzel, akkor kikapcsol. A háztartások ellátását biztosító csövek párhuzamosan kapcsoltak, ami biztosítja az azonos vízellátást mindenki számára. A házakban a vízvezeték tovább ágazik, a közös kilépési pontnál mérik a fogyasztást. Mindenhol található egy csap, amivel szabályozni lehet a vízmennyiséget a szükségleteknek megfelelően. A szennyvíz ugyanígy összegyűlik egy csővezetékbe, majd tisztítás után visszajut a folyóba.

 A vízfogyasztás napi szinten nagy ingadozást mutat. Amikor sok víz fogy, akkor a toronyban jelentősen csökken a víz mennyisége, melyet ha nem érzékelne semmi, akkor gyorsan vízhiány alakulna ki. Ilyen esetében a toronyban található érzékelők jelzik a víz mennyiségét, és amikor szükséges a szivattyú vizet pumpál a toronyba. Ezt általában nem emberek végzik, hanem egy érzékelő,mely áramkörökhöz kapcsolódik. Ezt negatív visszacsatolásnak nevezzük (negativ feed-back). Néhány esetében nem biztosítható a szükséges vízmennyiség, például aszály esetén nincs elég víz a folyóban. Ilyenkor a lakosság szükségleteit kell csökkenteni. A keringési rendszer hasonlóan működik.  A vízpumpának a szív felel meg, mely végzi a vér áramoltatását. A szervezetben a folyadékraktár szerepét az aorta tölti be, mely a bal kamrából kilökődött vér átmeneti tárolását végzi. Ezen kívül az aorta egyenlíti ki a nyomásingadozást, melyet a szív pumpáló ereje hoz létre.  A bal kamrai szisztolé alkalmával a vér az aortába jut. Egy része azonnal az artériák irányába továbbáramlik, a megmaradt vér azonban az aortában marad,kitágítva annak falát. A bal kamrai diasztolé idején az aorta összehúzódik és a magában tárolt vért az artériák felé továbbítja. Így az aorta átalakítja a szívben keletkezett időszakos áramlást egy folytonos árámlássá a periféria felé. (Ugyanígy történik a víztorony esetében is, a pumpa, amikor szükséges feltölti a tornyot, ahonnan egyenletesen távozik a víz a város felé.)  A szív és az aorta ezt másodpercenként végzi, míg a szivattyúnak és a toronynak jóval több ideje van a feladat ellátására,

 Normális szívciklus alkalmával a vérnyomás az aortában 120 és 80 Hgmm között változik, míg a bal kamrában ez az érték 120 és ~0 Hgmm között ingadozik. Ha a szív direkt összeköttetésben lenne a perifériával, akkor a vér áramlása a véredények felé időszakos lenne, nem pedig folytonos, és nagy vérnyomásingadozás alakulna ki. Ezenkívül a szívizomnak sokkal nagyobb munkát kellene végezni, hogy biztosítva legyen a megfelelő vérnyomás minden körülmény között.  Arteriosclerosis esetén, amikor az erek fala megmerevedik, a szív nagyobb munkát végez a szükséges áramlás eléréséért.  A vízhálózatban az egyes felhasználók párhuzamosan kapcsoltak, hogy mindenki azonos minőségű vizet kapjon. Az artériák ugyanígy ágaznak el, hogy mindenhova azonos oxigén- és tápanyagtartalmú (glükóz, aminosavak, stb.) vér érkezzen.  A keringési szervrendszer „csapjai” az arteriolák, melyek mikroszkopikus artériák, melyek az átmérőjükhöz képest vastag izomréteggel rendelkeznek. Az arteriolak jelentős összehúzódásra és elernyedésre képesek, ezzel változtatják az erek ellenállását, ezáltal befolyásolják a belőlük elágazó kapillárisok vérellátását.  Az arteriolak összehúzódása túlnyomórészt lokálisan szabályozott. A szövetek anyagcseréjének melléktermékei, mint amilyen a proton, a kálium ion, az anorganikus foszfát, adenozin, raktározódnak az intersticiális térben, és elernyedt állapotban tartják az arteriolák simaizmait.

 Mint ahogy az elhasznált víz összegyűlik a csatornahálózatben, úgy az „elhasznált” vér a vénákban szedődik össze, és a jobb szívfélbe jut. A vénás keringés sokkal lassabb mint az artériás, a vénák fala nem tartalmaz összehúzódásra képes elemeket. A vénás keringés egzik hajtóereje a vázizmok munkája, melyek a vért a szív felé irányítják. A vénákban egyirányú vénabillentyűk találhatók, melyek megakadálzozzák a vér visszaáramlását. (Viszér eset ezek a billentyűk nem funkcionálnak megfelelően, vénás pangás jelentkezik.)  Mint ahogy a vízhálózat esetében, úgy a keringési szervrendszerben is vannak ellenőrző pontok. Ezek a cardiovascularis rendszerben a baroreceptorok, melyek az aortaívben találhatók. Ezek önmagukban nem a nyomást, hanem a feszítettség mértékét érzékelik. Idegi összeköttetésben vannak a cardiovaskuláris szabályozó központtal.  Ha csökken a vérnyomás az aortában, akkor ezt érzékelik a baroreceptorok és ritkábban küldenek jelzést a központ felé. Reflex válasszal a központ fokozza a szimpatikus idegrendszer aktivitását és csökkenti a paraszimpatikusét, mely eredményeként fokozódik a szívműködés. Mindemellett fokozódik a perifériás vazokonstrikció is. Mindezek hatására a vérnyomás emelkedik, a baroreceptorok érzékelik ezt, és visszatérnek a normális szintre.  Nagy vérveszteség esetén a baroreceptorból érkező jelzés hiánya jelentősen fokozza a szimpatikus aktivitást. Az arteriolák simaizomsejtjeit is szimpatikus idegek inerválják, melyek noradrenalint juttatnak az izomsejtekhez, melyek összehúzódnak. Így nő a perifériás ellenállás, és könnyebben normalizálódik a vérnyomás.