III. A szív működése.

Az előadások a következő témára: "III. A szív működése."— Előadás másolata:

1 III. A szív működése

2 Autonóm ingerképzés: beidegzés teljes hiányában is ellátja feladatát: több ezer ember él átültetett (transzplantált) szívvel szívciklus: systole (összehúzódás) – diastole (elernyedés) mivel a mioglobinhoz kötött O2- és a glikogénraktár minimális => a szív obligát aerob szerv: folyamatos oxigén- és tápanyagellátás szükséges étkezést követően: glükóz fedezi az E-igényt, egyébként mást is képes felhasz-nálni: szabad zsírsavak, aminosavak, tejsav, ketontestek

3 Sejttípusok myocyták: szívizomsejtek – harántcsíkolat
- egymagvú sejtek → láncszerűen egymás után: szívizomrostok: a szív „munkaizom-zata”: fő funkciójuk az összehúzódás - a sejtek között alacsony elektromos ellenállású kapcsolatok (gap junction) => egységes egészként reagálnak az ingerre (syncytium) – gyors ingerületvezetés - myocyták kontrakciójához Ca2+-szint növekedése szükséges (vö. izomtan): sarco-plasma-reticulum Ca2+-raktára (90%), extracelluláris beáramlás (10%)

4 Kisebb számban egyéb, speciális sejtek: ingerképzés és ingerületvezetés sejtjei
a) nodalis szövet: - szinuszcsomó (nodus sinuatrialis; SA- csomó; Keith-Flack-csomó) - pitvar-kamrai csomó (nodus atrioventri- cularis; AV-csomó; Aschoff-Tawara-csomó) - spontán membrándepolarizáció - lassú ingerületvezetés b) His-köteg, Tawara-szárak (jobb-bal), Purkinje-rostok - gyors ingerületvezetés

5

6 Szívciklus – ingerületvezetés
Az összehúzódás ingere a szinuszcsomó-ban képződik: (8 mm hosszú, 2 mm vastag) jobb pitvar felső részében (vena cava superior nyílásánál) → pitvari myocyták vezetik (normálisan a 2 csomó között nincsenek speciális vezetőrostok) → pitvarok kontrakciója → AV-csomóhoz ér: j.p. alsó részében, a pitvarközti sövény jobb oldalán (22 x 10 x 3 mm): késlelteti az ingerület vezetését

7 => kamrai systole csak a pitvari összehúzó-dás után induljon el!
→ His-köteg /emlősszívben pitvarok-kamrák között: anulus fibrosus => 2 syn-cytium, melyeket csak a His-köteg köt össze elektromosan/ → Tawara-szárak → Purkinje-rostok → kamrai myocyták: kamrakontrakció

8 A szív folyamatos autonóm (vegetatív) ideg-rendszeri szabályozás alatt áll: a szimpatikus-paraszimpatikus idegek a SA- és az AV-csomóra hatnak Szinuszcsomóra: ingerképzés frekvenciájára hatnak: szimpatikus ingerületek → növelik (= pozitív chronotrop hatás); paraszimp. (nervus vagus): csökkentik (negatív chronotrop hatás) - endogén frekvenciája: ~100/min (átültetett szívek így vernek) AV-csomóra: ingerületvezetési sebességre: szimpatikus → nő (poz. dromotrop hatás); paraszimpatikus (n. vagus) → neg. dromotrop hatás

9 A szívizomsejtek akciós potenciálja nem kelthető újra, amíg a membrán nem repolarizálódik: ingerelhetetlen (refrakter) állapot – de a depolarizáció-repolarizáció alatt lezajlik az összehúzódás! (=> mire újra ingerelhető a sejt, a kontrakció már lezajlott) => sorozatingerléskor a kontrakciók NEM folyhatnak össze! (nincs tetanusz; ld: izomtan) Kamraösszehúzódáskor az anulus fibro-sus síkja lefelé (szívcsúcs felé) mozdul => pitvarok V ↑ => vénás beáramlás gyorsul => a szív szívó-nyomó pumpa

10 IV. A cardiovascularis szabályozás

11 A véráramlás helyi szabályozó tényezői
1) arteriolák + prekapilláris sphincterek simaizmainak (egyegységes típusúak; vö. izomtan; érfalban körkörösen/spirálisan hely. el) miogén tónusa: éren belüli p-emelkedés => megnyújtja őket => összehúzódnak (prekapilláris ellenállás nő): áramlási önszabályozás/ autoreguláció (egy nyomástartományban működik) – szerepe: a vérnyomás (artériás p) növeke-dését nem követi automatikusan a kapillá-ris p-növ. => filtráció folyamatos, ± azonos mértékű

12 2) funkcionális (munka-) hyperaemia: az aktív szövetekben nő az átáramlás
– mechanizmus: értágító anyagok felsza-badulása helyileg: anyagcseretermékek (CO2, H+, adenozin /pl.: ATP-ből!/) => prekapilláris érellenállás csökken 3) érendothelsejtekből (ereket bélelő sejtek) is felszabadul-hatnak értágító-szűkítő molekulák – pl.: NO értágító (gyorsan bomlik => helyi hatás)

13 Központi szabályozás A) Idegrendszeri:
Nyúltvelő + gerincvelő szab. struktúrák – felsőbb idegrendszeri központokból (agykéreg, limbikus rendszer, hypothala-mus) is kaphatnak információkat Szoros kapcsoltság a légzésszabályozás-sal: anatómiai-mechanikai kapcsoltság + közös szenzoros receptorok; az agytörzs-ben szinaptikus kapcsolat a 2 rendszer között.

14 Vasoconstrictio: folyamatos szimpatikus érszűkítő aktivitás tartja fenn az értónust, perifériás ellenállást - arteriolák szakaszán nagy sűrűségű beidegzés ↔ nagyartériákon kisebb - agy: kicsi ↔ izmok, bőr, zsigerek: nagy sűrűség Vasodilatatio: - egyes szervekben: paraszimpatikus vasodilatator idegek (nyálmirigyek; nemi szervek vérbősége erectio idején – transz-mitter: NO)

15 B) Hormonok szerepe: Keringő katecholaminok (adrenalin, nor-adrenalin): - kis cc. => értágulat (egy biz. receptorhoz kötő-dik) - nagy cc. => érszűkület (más receptorok által) => vérnyomás ↑ Renin-angiotenzin-rendszer - angiotenzin II (bővebben ld. veseműkö-dés) → érszűkítés: vérzés, folyadékvesz-tés esetén Vazopresszin (= ADH) - nagy vérveszteségkor érszűkítő

16 Idegi szabályozóközpontok:
Nyúltvelői rostro-ventrolateralis neuroncsopor-tok (RVLM): szimpatikus efferensek irányí-tása: - érösszehúzó (vasoconstrictor) idegek - szívszabályozás => „presszorválasz”: vérnyomás, szívfrek-vencia, szívösszehúzódások ereje ↑ - összegzik a perifériás receptoroktól + a felsőbb központokból jövő információkat - ezen neuroncsoportok + a légzésszabá-lyozók épsége létfontosságú: vérzés, érelzáródás, gyulladás, mechanikai nyomás, sérülés => általában halálos

17 Nyúltvelő caudalis sejtcsoportjai:
- nincs spontán aktivitás: perifériás receptorok / felsőbb szintek aktiválhatják - RVLM-sejtek gátlása - vasoconstrictor idegek akciós potenciál-ját ↓ - szív: negatív chrono-, dromotrop hatás (n. vaguson keresztül) A szívet szabályozó rendszer a két sejt-csoportnak köszönhetően reciprok beideg-zésű: szívfrekvencát növelő válasz esetén: szimpatikus idegek akciós potenciáljának v ↑, paraszimpatikus (n. vagus) ↓

18 De: a nagy vérköri értónus szabályozása csak a szimpatikus ingerületek frekvenci-ájának változtatása által valósul meg! Légzési kapcsoltság: nyúltvelői cardiovas-cularis szabályozó struktúrák: belégzéskor szimpatikus aktivitás ↑ => vérnyomás ↑

19 Szenzoros működések: Magas nyomású receptorok: carotis sinus (a. carotis interna eredésénél) + aortaív, kiinduló nagyerek eredésénél: baroreceptorok – ingerük az éren belüli nyomásemelkedés - ingerületeik a nyv. caudalis sejtcsoportjá-hoz futnak → innen: n. vagus => nyugalmi vagustónus (egyébként a SA-csomó 100/perccel képezne ingerületet!) - gátolják a RVLM szimpatikus aktivitását - a vérnyomás rövid távú szabályozása

20

21 Alacsony nyomású receptorok:
- 2 vena cava, 4 v. pulmonalis: pitvarokba érkezés előtt elhelyezkedő mechanore-ceptorok + tüdőartériákban, bal kamra belső falában (= cardiopulmonalis receptorok) - a vérnyomás hosszú távú szabályozása - érfal feszülését érzékelik → n. vagushoz + hormonális hatások: ADH-, renin elválasztását (+ aldoszteronét) szabályozzák (pl.: pitvari p ↑ => ADH ↓ => vízürítés ↑)

22 Artériás kemoreceptorok:
- fiziológiásan nincs szerepük a szimpatikus / vagus-tónus beállításában: jelentős O2-hiány esetén aktiválód-nak => vérnyomásnövelés

23 Magatartási reakciókkal való összehango-lás: agykéreg, limbikus rendszer, hypothalamus közreműködésével cardiovascularis védekező reakció: „fight or flight” – Cannon: - szívfrekvencia, összehúzódások ereje, átáramlott vérmennyiség ↑ - vasodilatatio vázizmokban - vasoconstrictio vesében, zsigerekben, bőrben - vérnyomás ↑ - a baroreceptorok jelzéseit felülírják a magasabb idegrendszeri szintek: nyúltve-lői gátlás gátlása

24 „tükörképe”: tetszhalál-reakció: amikor már nem képes az állat elmenekülni
- extrém alacsony szívfrekvencia (bradycardia) - vér nagy része a kitágult izomerekbe áramlik - nagyon ritka légzés - teljes vázizom-elernyedés - emberben megfelelője lehet a pszichés sokk miatti ájulás

25 Fájdalmat kísérő keringési válaszok:
fájdalomérző receptorok => presszorválasz (vérnyomás, szívritmus ↑) mély fájdalomreceptorok (csonthártya, here) ingerlése => vérnyomáscsökkenést idézhet elő => ájulás

26 Vérzést követő keringési válaszok:
500 ml vérvesztést nagyobb probléma nélkül (perctérfogat csökkenése nélkül) elviselünk => véradás: 400 ml („egység”) kis vérvesztés => kapacitáserekben lévő mennyiség ↓: szimpatikus aktiválódás a vénás erekben → vénás nyomás ↓ nagy veszteség => alacsony és magas p receptorok jelzései ↓ => nyúltvelő: caudalis csoport nem gátolja a RVLM-sejteket =>

27 - szívfrekvencia ↑ (tachycardia)
=> - agy-, szíverek kivételével általános vasoconstrictio (kapacitáserekben is) - szívfrekvencia ↑ (tachycardia) => egyes szövetek (pl. vázizom): filtráció csökken, sőt: folyadékfelszívás: az interstitalis folyadék egy része áthelyező-dik az erekbe! => alacsony p receptorok => hormonális válaszok: - ADH ↑ => vesében vízvisszaszívás ↑; - reninszint ↑ => Angiotenzin II ↑ => vasoconstrictio, hypothalamus szomjúságközpontjának ingerlése

28 V. Egyes érterületek vérkeringési viszonyai

29 A szív vérellátása arteria coronariák táplálják
artériaágak között nincs (vagy alig) anasz-tomózis => atherosclerosis => szívizomel-halás: egyik fő halálok! kapillárishálózat bőséges: átlagosan minden izomrostra jut egy! vénák vére: nagy része: sinus coronariu-son át: j. pitvarba; kis rész: j. és b. pitvar, b. kamra (=> minimális keveredés!) O2-kihasználás a coronariakeringésben a legnagyobb (kb. 3x-sa a többi szövetének)

30 coronariaág(ak) szűkülete => szívizom csökkent vérellátása (ischaemia) => angina pectoris: jellegzetes mellkasi fájdalom + áramlási viszonyok és az érfal belső felszínének megváltozása => thrombusképződés gyakoribb → elzáródás → szívizomelhalás (myocardialis infarctus)

31 A zsigeri (splanchnicus) terület vérkeringése
Gyomor-bél–rendszer, hasnyálmirigy, lép, máj keringése nyugalomban: perctérfogat 25%-a, de erősen változékony: cardiovascularis alkalmazkodás <= a hasi szervek alap-szintű működésre csökkent perfúzió mellett is képesek → így az agy és a szív megfelelő vérellátása biztosítódik a vérmennyiség 20%-a itt helyezkedik el: tartalékoló (rezervoár-) funkció

32 Alkalmazkodás két módja:
- prekapilláris rezisztenciaerek általános szűkítése - kapacitáserek kiürítése: vénákból a jobb szívfél felé helyeződik át a vér A máj vérellátása: májartéria (vérellátás 25%-a) + vena portae (75%) → keveredés a májsejtek közötti sinusoidokban → májvénák → vena cava inferior

33 A vázizom vérkeringése
Fiatal felnőtt férfiban a testtömeg 40-50%-a nyugalmi perctérfogat 20%-a → maximális teljesítménynél a 80%-a vörös izmok (lassú, tónusos működés, aerob metabolizmus túlsúlya): hajszálerekkel gazdagabban ellátottak, mint a fehér izmok (gyors, erős kontrakció, anaerob anyagcsere túlsúlya)

34 Keringésszabályozás:
- helyi, izomrostokból kilépő anyagcsere-termékek → értágulás - katecholaminok (intenzív tevékenység alatt adrenalin szabadul fel a mellékvesék-ből) - izompumpa: fázisosan összehúzódó izom összenyomja a benne futó ereket (→ artériákban is => tónusos kontrakció alatt az artériás beáramlás gátlódik!)

35 Cardiovascularis alkalmazkodás:
edzett egyénekben: szimpatikus aktivitás → poz. inotrop (kontrakciós erő) hatás, a szívfrekvencia nem vagy alig nő (nagy teljesítmény => poz. chronotrop hatás is) edzetlen egyénekben eltérően: kis teljesít-ménynövekedéskor is pozitív ino- és chronotrop hatás oxigénadósság: nagyon nagy teljesítmény-kor az izom kis ideig több E-t használ fel, mint amennyit oxidációval fedezni képes: anaerob lebontás (foszfokreatin bontása + tejsavképződés)

36 → aktivitás végeztével a P-kreatin újra-szintetizálódik, tejsav → glükózzá (máj; ld. Cori-kör – izomtan): ezek O2-többletfel-használással járnak => az adósság visszafizetődik

37 A bőr vérkeringése Semleges környezeti t-n (felöltözve ~22ºC): nyugalmi perctérfogat 5%-a vérátáramlása elsősorban a hőszabályo-zás függvénye: perctérfogat 60%-áig! emocionális reakciók (izgalom, öröm, bánat, félelem) => nyaki és felső mellkasi részeken vasoconstrictiót (elsápadás) és vasodilatatiót (elpirulás) is okozhatnak 1–1,5 mm vastag bőr, alatta: bőr hajszál-ereiből összeszedődő vénák: nagy kapaci-tás: ~ 1l vért tárolhatnak

38 Keringés szempontjából: 1) acralis/apicalis terület (ujjak, tenyér, lábujjak, talp, orr, fülek, ajkak): arteriovenosus anasztomózi-sok (kapilláriszóna kizárásával vezetik a vért a vénákba) - az érátmérőt csak a szimpatikus idegek szabályozzák 2) nem acralis területek: nagy felület - nincsenek art.-ven. anasztomózisok - szimpatikus szab. (dilatatio 1/4 része) + másik mechanizmus: verejtékmirigyek verejtékszekréció + kallikrein enzim → bradikinint állít elő (interstitialis prekurzorból) → értágítás

39 Alkalmazkodás a meleghez:
nagyon meleg környezet / extrém hőter-melés: bőrerek maximális tágulata + agy, szív, izomzat átáramlása is elégséges legyen => zsigerek, sőt: vese vérellátása ↓ meleg környezet + fizikai terhelés: izommunka => fokozott hőtermelés => bőr vasodilatatio → konfliktus: bőr – izmok – vérnyomás megtartása között - elsőbbség a hőszabályozásé: izom-bőr értágulat miatti keringési elégtelenség alakulhat ki verejtékelválasztás

40 Az agy vérkeringése; az agy-gerincvelői folyadék
Az agyi vérellátás folyamatossága fontosabb, mint más szerveké: vérellátás megszűnése → 5 sec belül: súlyos műkö-dési zavar áll be - 3 percig: reverzibilis - 3–6 perc: zavarok maradhatnak vissza - 6 percen túl: halálos tömege a testtömeg 2%-a, perfúzió: 15%-a; nyugalmi oxigénfogyasztás 25%-a (!) magas O2- és glükózfelhasználás

41 - a másik (vertebrobasilaris) rész: hátsó 1/3 ellátása
Agy vérellátása: 2 a. carotis interna + (2 a. vertebralis →) a. basilaris → agyalapon: circulus arteriosus willisi - a. car. interna: féltekék elülső 2/3-a - a másik (vertebrobasilaris) rész: hátsó 1/3 ellátása

42 Agyi keringési sajátosságok:
nem vesz részt az autonóm (vegetatív) idegrendszer általános keringési válaszaiban (érszűkítés – tágítás) kapillárisainak endothelsejtjei szorosan zárnak: vér-agy gát extracellularis folyadék nem szűrlet (ultrafiltrátum), hanem az endothel szekréciós terméke koponyaűri nyomás akkor állandó, ha: az agyszövet + CSF + az erekben lévő vér térfogata állandó

43 Keringési autoreguláció:
ischaemia (vérellátási hiányosság) – oedema (vizenyő) közötti tartományban: vérnyomás ↑ => agyi érellenállás ↑ = agyi vérellátás független a perfúziós nyomástól! - kiváltó: miogén tónus + anyagcsereténye-zők, pl.: CO2-szint → csökkenésekor agyi vérátfolyás is csökken => akaratlagos hyperventilatio => vérellátás akár 35%-kal is ↓ => szédülés, zavart tudat funkcionális hyperaemia: aktív agyterületek fokozott véráramlása (<= helyi anyagcsere-tényezők)

44 Vér-agy gát: agyi sejtközötti folyadék nincs diffúziós kapcsolatban a vérplazmával (<= az ideg-sejteknek stabil extracellularis környezetre van szükségük) szorosan záró endothelsejtek: csak gázok és néhány lipofil anyag juthat át szabadon fiziológiásan az idegsejtek egyedüli tápa-nyaga, a glükóz → szállítómolekulával jut át (ugyanígy a fehérje-, neurotranszmitter-szintézishez szükséges aminosavak is)

45

46 Az agy-gerincvelői folyadék – liquor cerebro-spinalis:
agykamrákban keletkezik → 4. kamrából → 2 belső agyhártya közé (subarachnoidealis tér; ld. köv. félév) → agyat + gerincvelőt körülveszi mechanikai védelem az idegsejteknek a kapillárisendothel sejtjei nem zárnak szorosan → kis molekulákat, ionokat átengedik, viszont a kapillárisokat borító ún. ependymasejtek: ők választják ki a CSF-t; szorosan zárnak => vér-liquor gát

47 összetétele ≈ agyi interstitialis folyadék
~ 500 ml/nap → visszaszívódás: külső agyhártya – koponyacsont közötti vénás sinusokba ha a termelődés > felszívódás (vírus-, bacifertőzések okozta gyulladás miatt); daganat; vérzés => nyomásfokozódás - nyomásfokozódás oka lehet még az aka-dályozott elfolyás: hosszú időn keresztül hatva => idegszövetroncsolódás, vízfejűség (hydrocephalus) jöhet létre

48 A keringés témakör ábráinak forrásai: