Post on 19-Sep-2019
transcript
Dr. Adelina Vlad
Conf. univ. Disciplina Fiziologie II
UMF „Carol Davila‟ Bucuresti
Fiziologia Circulatiei
Venele Sistemice
Venele Sistemice Permit intoarcerea sangelui la inima
Prin modificarea diametrului luminal, venele pot
ajusta fluxul sangvin care se reantoarce la cord, influentand
astfel debitul cardiac (prin mecanismul Frank-Starling)
depozita ori mobiliza mari cantitati de sange in functie de
necesitati
Suprafata totala de
sectiune (cm2)
Caracteristici Fizice ale Sistemului
Vascular
Velocitatea liniara medie a fluxului
de sange este invers proportionala
cu suprafata totala de sectiune a
unui teritoriu vascular
- 21 cm/s in aorta
- 0.03 cm/s in capilare, in conditii de
repaus
- 14 cm/s in venele cave
Distributia
sangelui
Tipul vasului
Aorta
Artere mici
Arteriole
Capilare
Venule
Vene mici
Vene cave
Presiuni in Sistemul Vascular
Valori normale ale presiunii de-a lungul sistemului circulator, masurate
in clinostatism
Pulsatila
Valoare
medie: 100
mmHg
Presiune
medie
17 mm Hg
0 mm
Hg
VS
Pulsatila
Valoare
medie: 16
mmHg
Presiune
medie
7 mm Hg
VD
Zona de presiune crescuta: VS in sistola arteriolele
circulatiei sistemice
Zona de presiune joasa: capilarele circulatiei sitemice cordul
drept circulatia pulmonara atriul stang VS in diastola
Venele sunt structuri compliante, cu rezistenta scazuta si
capacitanta mare pot acomoda cantitati mari de sange pentru
cresteri miore de presiune
Aria totala de sectiune a venelor este mai mare decat a arterelor
la niveluri similare de arborizatie sangele avanseaza cu
velocitati mult mai mici prin vene
Presiunea in patul venos descreste de la periferie catre
atriul drept, generad un gradient presional care face posibila
deplasarea sangelui de la tesuturi catre inima
intoarcerea venoasa este favorizata de o crestere presionala
in periferie si de o scadere a presiunii venoase catre atriul drept
Presiunea Venoasa Centrala = Presiunea in atriul drept, punctul terminus al intoarcerii
venoase in circulatia sistemica
Este reglata de echilibrul dintre
abilitatea cordului de a pompa sange din atriul si ventriculul
drept catre plamani
fluxul de sange dinspre periferie catre atriul drept
Presiunea Venoasa Centrala Valori normale: 0 - 8 mm Hg
Poate creste pana la 20 - 30 mm Hg in
insuficienta cardica severa
transfuzii masive
Poate scadea pana la -3 - -5 mm Hg, valori care reprezinta
presiunea in cavitatea toracica pericardiaca daca
sistola este foarte viguroasa
fluxul sangvin de la periferie catre cord este foarte scazut
(hemoragii severe)
Presiunea Venoasa
Periferica Este crescuta de:
Valori presionale mari in AD
(insuficienta cardiaca)
Presiuni intra-abdominale crescute
(sarcina, tumori abdominale, ascita) -
presiunea in venele membrelor inferioare
trebuie sa depaseasca presiunea intra-
abdominala
Diferente de inaltime de-a lungul veneor,
prin adaugarea presiunii hidrostatice a
coloanei de sange
Rezistenta Venoasa
Este foarte scazuta
Totusi, venele mari opun rezistenta la
curgerea sangelui datorita compresiei
exercitate de tesuturile din jur:
angulatia venelor bratelor la
nivelul primei coaste
presiunea intraabdominala si
proximitatea diverselor organe
asupra venelor intra-abdominale
presiunea atmosferica asupra
venelor gatului
Intoarcerea venoasa poate fi crescuta de:
Cresterea volemiei
Scaderea presiunii catre cord
In timpul inspirului
Datorita unei bune performante a VD
Cresterea presiunii venoase periferice prin
Cresterea tonusului vascular
Dilatarea arteriolelor
Activitatea „pompei venoase‟
Modificarea pozitiei corpului din ortostatism/ sezand in
clinostatism sau prin ridicarea picioarelor din pozitia culcat
Valvele Venelor si Pompa Venoasa
presiunea venoasa in membrele
inferioare ale unui adult in miscare
este mai mica de +20 mm Hg, in
vreme ce in clinostatism imobil
ajunge la + 90 mm Hg
Incompetenta valvelor venoase
conduce la aparitia venelor
varicoase si a insuficientei
venoase cronice
Venele situate sub nivelul cordului prezinta valve care permit
avansarea sangelui intr-un singur sens – catre AD
Cand venele situate sub nivelul cordului sunt comprimate de
musculatura in timpul contractiei sau de pulsatia arterelor,
sangele este propulsat catre AD = “pompa venoasa” sau
“pompa musculara”
Estimarea Presiunii Venoase Clinica – venele jugulare externe devin turgide si vizibile la
presiuni mai mari de + 10 mm Hg in AD
Masurata
Presiunea venoasa periferica – cu un ac conectat la un
dispozitiv de masurare a presiunii
Presiunea in AD – cu catetere venoase centrale
Nivelul de referinta pentru
masurarea presiunii (inaltimea
zero)
- localizat langa valva tricuspida
- aici presiunea nu este afectata de
schimbari de pozitie pentru ca inima
actioneaza ca un regulator al
presiunii de tip feedback
Functia de Rezervor a Venelor Peste 60% din volemie este distribuita in venele sistemice
Cand volumul sangelui circulant descreste, reflexe nervoase
determina mobilizarea sangelui din rezervoarele organismului
rezervorul venos poate acoperi pierderi de pana la 20% din
volumul sangvin total
Rezervoare sangvine specifice
Sinusurile venoase splenice, 100 ml
Sinusurile venoase hepatice, cateva sute de ml
Venele mari abdominale, 300 ml
Plexurile venoase subcutanate, cateva sute de ml
Sistemul Limfatic
Sistemul Limfatic
Filtrarea la capatul arteriolar al
capilarului depaseste reabsorbtia la
capatul venos al acestuia cu aprox. 2 –
3 l/zi acest lichid este drenat in
venele sitemice prin vasele limfatice
Vasele limfatice
Incep in interstitiu cu capilare in
„deget de manusa‟ si conflueaza in
final in doua ducturi principale,
toracic si drept, care se varsa in
venele subclavii dreapta si stanga
Sunt absente in anumite tesuturi
(miocard, creier, oase)
Structura Vaselor Limfatice Capilarele
- tuburi deschise la un singur capat, formate din celule
endoteliale atsate prin filamente de ancorare la tesutul conjunctiv
din jur
- la jonctiunea dintre doua celule endoteliale adiacente,
marginea uneia se suprapune peste marginea celulei invecinate,
formand valve in miniatura care se deschid catre interiorul
capilarului limfatic
Vase limfatice – au structura asemanatoare cu cea a venelor,
prezinta valve care permit avansarea limfei doar centripet
Limfa Limfa are compozitie similara lichidului interstitial; concentratia
proteica este de aprox. 2 g/dl in majoritatea tesuturilor, 6 g/dl in
ficat si 3-4 g/dl in intestin 3-5 g proteine/dl in limfa ductului
toracic
Sistemul limfatic este una din caile principale de absorbtie a
nutrientilor din tractul digestiv, in special pentru lipide – limfa
ductului toracic contine 1-2% grasimi dupa o masa bogata in
lipide
In limfa pot patrunde bacterii si alte microorganisme, care sunt
recunoscute si distruse in ganglionii limfatici
Fluxul Limfatic Este de 120 ml/ora sau 2 - 3 litri pe zi
Depinde de doi factori principali:
1) Presiunea lichidului interstitial
2) Activitatea pompei limfatice
Presiunea Lichidului Interstitial Cresterea presiunii lichidului interstitial determina cresterea
fluxului limfatic, dar numai pana la un anumit nivel, numit rata
maxima a fluxului limfatic
- atins cand presiunea intestitiala devine mai mare decat
presiunea atmosferica (0 mm Hg)
compresia vaselor limfatice mari, care limiteaza cresterea
fluxului
Pompa Limfatica Pompa intrinseca
Cand un vas limfatic este destins de un volum semnificativ de
fluid, musculatura neteda din peretele vascular se contracta
automat
Fiecare segment vascular dintre doua valve succesive se
comporta ca o pompa individuala
In ductul toracic, pompa limfatica poate genera presiuni de
pana la 50 -100 mm Hg
Compresia externa intermitenta a limfaticelor
Contractia musculaturii scheletice din jur si a intestinelor
Miscarea diferitelor parti ale corpului
Pulsatiile arterelor adiacente vaselor limfatice
Pompa capilara limfatica
Capilarele limfatice terminale sunt tractionate de tesutul
conjunctiv din jur prin filamentele de ancorare contractia
musculara ori intestitiul expansionat le pot deforma,
deschizand mai bine spatiile dintre celulele endoteliale
Celulele endoteliale din peretele capilarelor limfatice contin
cateva filamente de actomiozina
Roluri ale Sistemului Limfatic
Intervine in controlul:
1) Concentratiei proteinelor in lichidul interstitial
2) Volumului lichidului interstitial
3) Presiunii lichidului interstitial
Acesti parametri sunt in legatura unul cu celalalt:
Proteinele trec din capilare in interstitiu creaste presiunea
coloid-osmotica interstitiala creaste volumul lichidului
interstitial creaste presiunea in interstitiu creaste fluxul
limfatic mobilizarea din spatiul interstitial a proteinelor si a
lichidului in exces
= transportul proteinelor si al fluidului din intestitiu prin limfatice
inapoi in circulatia sistemica este in echilibru cu rata acumularii
acestora in spatiul interstitial
Microcirculatia
Microcirculatia Este teritoriul cu semnificatia functionala cea mai pregnanta:
livrarea nutrientilor catre tesuturi si preluarea catabolitilor celulari
Este formata din vasele de sange de nivelul arteriolelor de
ordinul 1 si pana la venulele de ordinul 1
Componente principale: 1 arteriola – metarteriola (+/-) – retea
capilara – 1 venula
Suntul Metaarteriolar
Particularitati Structurale Arteriole – raza interna 5 - 25 mm
Strat de celule endoteliale la interior
Lamina elastica interna
Un strat unic, continuu de CMNV inervate
Metarteriole – mai scurte decat arteriolele
Au structura similara cu arteriolele, cu exceptia stratului CMNV care
este discontinuu si in general neinervat
Sfincterul precapilar – mic manson de CMNV, de obicei neinervate dar
foarte sensibile la stimuli locali
Capilarele – raza interna 2 - 5 mm
Strat unic de celule endoteliale
Membrana bazala
Pericite in anumite tesuturi – celule alungite, ramificate, implicate in
schimburi, proliferare, procese reparatorii, precum si in controlul local
al fluxului de sange
Venule – raza interna 5 - 25 mm
Stratul CMNV este discontinuu, inervat
Capilarele Peretele capilarelor este subtire si foarte permeabil
Circulatia periferica contine aprox. 10 bilioane de capilare cu o
suprafata totala de 500 - 700 mp
Sunt principalul teritoriu de schimb pentru
Gaze respiratorii
Apa
Nutrienti
Produsi de excretie
Functii non-nutritive ale fluxului capilar: filtrarea plasmei in
glomerulii renali, schimburi termice la nivelul pielii, semnalizare
intercelulara (eliberarea hormonilor catre tesuturi) etc.
Celulele Endoteliale Au o suprafata neteda si sunt foarte subtiri (200 – 300 nm)
Citoplasma este bogata in vezicule de endocitoza (pinocitoza)
care formeaza uneori canale transendoteliale transcitoza
apei si a compusilor hidrofili
Unele dintre ele prezinta fenestratii – canale cilindrice care
traverseaza celula
Sunt separate prin scizuri (fante) intercelulare (10 – 4 nm)
Pot fi legate intre ele prin joctiuni stranse
Pot prezenta brese de 100 – 1000 nm intre celule adiacente
Vezicule, canale transendoteliale,
fenestratii, scizuri si brese -
constituie cai de permeatie prin
stratul celulelor endoteliale
Tipuri de CapilareFunctie de gradul de permeatie, capilarele pot fi:
Capilare continue – tipul cel mai comun; prezinta jonctiuni inter-
endoteliale de 10 - 15 nm
In bariera hemato-encefalica – capilare fara scizuri si cu jonctiuni
stranse inguste; nu permit flux paracelular pentru solviti hidrofili
Capilare fenestrate – celulele endoteliale sunt subtiri si
perforate de fenestratii
De obicei sunt dispuse in jurul structurilor epiteliale (intestin
subtire, glande exocrine) si sunt prezente in capilarele
glomerulare renale
Capilare discontinue – pe langa fenestratii, prezinta si brese
largi; prezente in sinusuri venoase (ficat etc.)
Fluxul Sangvin Capilar Este intermitent datorita vasomotricitatii (contractiei periodice) a
metaarteriolelor si sfincterelor precapilare
Este influentat in principal de concentratia O2 in interstitiu
Parametrii circulatiei capilare sunt exprimati ca media activitatii
capilare totale in fiecare teritoriu capilar:
media ratei fluxului
media presiunii capilare
media ratei de transfer a substantelor intre sange si lichidul
interstitial
Schimbul Capilar al Solvitilor Principalul mecanism de transfer al solvitilor prin peretele capilar
este difuziunea
Depinde de:
permeabilitatea capilara specifica
gradientul de concentratie intre capilar si interstitiu pentru
fiecare solvit
Principiul lui Fick:
PX = DX/a, coeficientul de permeabilitate (cm/s), arata cat
de permisiv este peretele capilar pentru solvit
Solviti lipofili (O2, CO2)
Strabat peretele capilar cu usurinta, prin bistratul lipidic
au rate de difuziune mult mai mari decat compusii hidrofili
Solviti hidrofili necesita cai speciale de acces prin peretele
capilar
Calea paracelulara – difuziunea prin pori care contin lichid
interstitial (fante, brese, fenestratii)
Transcitoza – vezicule de endocitoza si canale
transendoteliale
Calea Paracelulara Solviti hidrofili mai mici decat albumina pot traversa peretele
capilar prin difuziune pe calea paracelulara, prin scizuri, brese,
fenestratii
Difuziunea prin ,porii‟ capilari depinde de:
Dimensiunea moleculelor polare: PX devine mic pentru
molecule cu raza mare
Locatia: PX creste catre capatul venular al capilarului, unde
scizurile sunt mai largi si fenestratiile sunt mai frecvente
Sarcina electrica a proteinelor mici si a altor macromolecule,
determinant major al PX: sarcinile negative prezente in
interiorul structurilor de difuziune favorizeaza tranzitul
moleculelor incarcate pozitiv si ingreuneaza trecerea celor
incarcate negativ
Fluxul lichidului extracelular prin peretele capilar – miscarea
de convectie a fluidului ajuta difuzia solvitului; efectul este
minor
Transcitoza Translocatie macromoleculara prin peretele celulelor endoteliale
folosind
vezicule de endocitoza (pinocitoza)
canale transendoteliale
Caracteristici:
Nu este guvernata de legile difuziunii
Descreste abrupt pt. molecule de dimensiuni mari
O parte din incarcatura macromoleculara poate fi procesata in
cursul transcitozei
Scazuta in capilarele cerebrale permeabilitate redusa a
barierei hemato-encefalice pentru macromolecule
Interstitiul Spatiile dintre celule sunt numite generic interstitiu
Interstitiul contine doua structuri solide majore: fascicule din fibre
de colagen si filamente de proteoglicani (98% acid hialuronic si
2% proteine)
Fluidul interstitial
Provine din plasma filtrata prin
peretele capilar are compozitia
plasmei dar cu o concetratie
proteica mult scazuta
Majoritatea este fixat intre
filamentele de proteoglicani gel
tisular; difuziunea se produce prin
gel aprope la fel de rapid ca prin
lichidul liber (95 – 99%)
Ocazional, o mica parte ramane
libera (< 1%)
Schimbul Capilar al Apei Fluidul strabate peretele capilar pe cale paracelulara (scizuri,
fenestratii, brese) si transcelulara (canale de apa formate de
aquaporina1)
Mecanismul dominant pentru transferul fluidului este convectia si
depinde de forte hidrostatice si osmotice numite fortele
Starling (1856)
Fortele Starling1) Presiunea hidrostatica din capilare (Pc) favorizeaza
iesirea lichidului din vas catre interstitiu
2) Presiunea hidrostatica a lichidului interstitial (Pi) se
opune iesirii fluidului din vas cand este pozitiva, si atrage
lichidul catre interstitiu cand este negativa
3) Presiunea coloid osmotica a plasmei (Pp) produsa de
prezenta proteinelor, pastreaza apa in interiorul capilarelor
4) Presiunea coloid osmotica a lichidului interstitial (Pi)
datorata proteinelor interstitiale si proteoglicanilor, pastreaza
apa in interstitiu
Presiunea Neta de Filtrare PNF, este suma algebrica a
fortelor Starling
La PNF pozitive eflux net de
fluid din capilare catre interstitiu =
filtrare
La PNF negative reabsorbtia
neta a fluidului din spatiile
interstitiale in capilare
Arterial end
DP DP
PNF
Coeficientul de Filtrare Rata filtrarii capilare depinde, pe langa PNF, si de numarul si
dimensiunea porilor hidrofili, precum si de numarul
capilarelor prin care circula sangele
Capacitatea membranelor capilare de a filtra apa pentru o PNF
data = coeficientul de filtrare (Kf) sau conductivitatea
hidraulica;
-unitati de masura: ml/min pentru of fiecare mm Hg de PNF
Rata filtrarii capilare va fi:
Filtrare PNF
Presiunea Hidrostatica din Capilar In dermul uman Pc descreste de la 30 mm Hg la capatul
arteriolar pana la 10 mm Hg la capatul venular al capilarului
Depinde de:
Rezistenta precapilara (Rpre) si postcapilara (Rpost): in general
Rpre > Rpost
presiunea in centrul capilarului nu reprezinta media valorilor la
cele doua capete ale capilarului
Presiunile arteriolara si venulara: Rpre > Rpost Pc este mai
apropiata de presiunea venulara, Pv, decat de cea arteriolara, Pa
Localizare: Pc inalta in capilarele glomerulare renale, capilarele
retiniene; Pc scazuta in capilarele pulmonare
Timp: fluctuatiile permanente ale diametrului arteriolar si ale
tonusului sfincterului precapilar conduc la perioade de filtrare neta
care alterneaza cu perioade de absorbtie neta in capilare individuale
Gravitatia: capilarele situate sub nivelul cordului au o Pc mai mare
EFFECTUL MODIFICARII PRESIUNILOR IN AMONTE SI IN
AVAL ASUPRA PRESIUNII CAPILARE*
Pa (mm Hg) Pc (mm Hg) Pv (mm Hg)
Control 60 25 15
Presiune arteriolara
crescuta
70 27 15
Presiune venulara
crescuta
60 33 25
*Rpost/Rpre= 0.3, constant
Presiunea Fluidului Interstitial Pi este usor negativa in tesuturi laxe, cu valori in jur de - 3 mm
Hg
Pi este pozitiva in organele incapsulate (rinichi, muschi, ochi
etc.) si in interiorul compartimentelor inchise rigide (maduva
osoasa, creier); totusi, Pi in parenchim este mai joasa decat
presiunile exercitate de carcasa (rinichi: presiunea capsulara =
+13 mm Hg, Pi = + 6 mm Hg)
presiunea normala a lichidului interstitial este cu cativa mm
Hg mai negativa decat presiunea care inconjoara tesutul
respectiv (presiunea capsulara, presiunea barometrica)
Pi negativa este datorata drenarii lichidului interstitial de pompa
limfatica
Presiunea Coloid Osmotica din Capilar Proteinele plasmatice nu trec prin porii capilari (au molecula
mare si sunt incarcate negativ) mentin presiunea osmotica a
plasmei
Pp este de aprox. 28 mm Hg
19 mm sunt datorati efectelor moleculare ale proteinelor in suspensie
9 mm sunt produsi prin efectul Donnan: presiune osmotica produsa
de sodiu, potasiu si de alti cationi, atrasi de electronegativitatea
proteinelor plasmatice
Tipuri de Proteine Plasmatice si Pp Presiunea smotica – determinata de numarul moleculelor
dizolvate intr-un fluid proteinele mici dezvolta P crescute
albumina este proteina cea mai importanta pentru dinamica
fluidului intre capilar si tesut
Presiunea Coloid Osmotica
Interstitiala Mici cantitati de proteine scapa din plasma in interstitiu (100 –
200 g/zi); majoritatea sunt eliminate prin limfa (95 – 195 g/zi); o
mica parte este reabsorbita la capatul venular al capilarului (5
g/day)
Concentratia proteinelor interstitiale variaza de la tesut la tesut
(in ficat: 4 - 6 g/dl, in intestine: 3 - 4 g/dl)
Pi medie este in jur de + 8 mm Hg
Pi creste de-a lungul axei capilarului pentru ca:
La capatul arteriolar este filtrat fluid lipsit de proteine care
scade concentratia proteica in interstitiu (Pi mica)
Pi este crescuta la capatul venos al capilarului prin trecerea
din interstitiu catre capilar a unui volum de lichid lipsit de
proteine (reabsorbtie)
Filtrarea Lichidului la Capatul
Arteriolar al Capilarului
Forte care tind sa impinga lichidul in afara vasuluiPc
Pi
Pi
TOTAL forta spre exterior
Forte care tind sa pastreze lichidul in vasPp
TOTAL forta spre interior
Suma fortelorSpre exterior
Spre interior
Forta neta spre exterior
Reabsorbtia Fluidului la Capatul
Venular al Capilarului
Forte care tind sa pastreze lichidul in vasPp
TOTAL forta spre interior
Forte care tind sa impinga lichidul in afara vasuluiPc
Pi
Pi
TOTAL forta spre exterior
Suma fortelorSpre exterior
Spre interior
Forta neta spre interior
PNF
Presiunea Neta de Filtrare
DP DP
PNF
Echilibrul Starling
Cantitatea de fluid filtrata la capatul arteriolar al capilarului este
aprope egala cu cea absorbita la capatul venular
Fortele medii care tind sa impinga lichidul in afara
vasuluiPc
Pi
Pi
TOTAL forta spre exterior
Fortele medii care tind sa pastreze lichidul in vasPp
TOTAL forta spre interior
Suma fortelor mediiSpre exterior
Spre interior
Forta neta spre exterior
Usorul exces de filtrare se numeste filtrare neta si reprezinta
volumul de lichid extracelular care trebuie drenat de sistemul
limfatic (2 ml/min)
Edemul Interstitial Edem (de la grecescul oidema, a se umfla) = acumularea unui
exces de sare si apa in spatiul extracelular, cu precadere in
interstitiu
Apare datorita perturbarii:
Fortelor hidrostatice - Pc mare datorita ortostatismului imobil
prelungit, venelor varicoase, hipertensiunii pulmonare, insuficientei
ventriculare drepte etc.
Fortelor coloid osmotice - proteinemie scazuta in sindromul
nefrotic, sarcina, malnutritie proteica, boli hepatice etc.
Proprietati ale peretelui capilar - permeabilitate crescuta datorita
inflamatiei, ruperii barierei endoteliale a vaselor cerebrale, leziunilor
induse de ischemie – reperfuzie etc.
Drenajul limfatic - excizia ganglionilor limfatici in chirurgia
oncologica, ganglioni obstruati de procese maligne, external
compresia externa a vaselor limfatice etc.
Reglarea Microcirculatiei Fiecare tesut isi ajusteaza fluxul in functie de nevoile metabolice
locale
Metabolitii tisulari regleaza fluxul sangvin local in paturi
vasculare specifice independent de reglarea circulatiei
sistemice
Poate fi:
Pe termen scurt (control acut)
Modificari rapide ale calibrului arteriolelor, metarteriolelor si
ale sfincterelor precapilare
Pe termen lung
Modificari lente ale fluxului in perioade lungi de timp - zile,
saptamani, luni
Creste ori decreste dimensiunea si numarul vaselor tisulare
(angiogeneza, arteriogeneza)
Depinde de mecanisme locale mediate de
Factori metabolici
Factori endoteliali
Procese autoreglatorii
Debitul cardiac este distribuit catre tesuturi in functie de nevoile
instantanee
activitatea cordului este optimizata prin ajustarea distributiei
fluxului de sange in periferie
Controlul Acut
Fluxul sangvin in diverse organe si tesuturi inconditii bazale
In cursul activitatii fizice intense, activitatea metabolica
musculara poate creste de peste 60 de ori, iar fluxul de sange de
aprox. 20 de ori (15,000 ml/min sau 80 ml/min/100 g de tesut
muscular)
Creier
Cord
Bronhii
Rinichi
Ficat
Portal
Arterial
Muschi (repaus)
Oase
Piele (la rece)
Glanda tiroida
Suprarenalele
Alte tesuturi
Total
Modularea contractilitatii CMNV in vasele precapilare este
mecanismul principal prin care fluxului capilar este adaptat
nevoilor metabolice tisulare
Fluxul capilar este invers proportional cu Rpre pentru ca
Rcap totala este mica, Rpost/Rpre ≈ 0.3 Rpre > Rcap+ Rpost
Rpre este determinantul principal al rezistentei totale a
teritoriului microcirculatiei (Rtotal)
Rpre este determinat de tonusul musculaturii netede in arteriole, metarteriole si sfincterele precapilare (R = 8hl /pr4)
Rolul Rezistentei in Vasele
Precapilare
Controlul Metabolic Sunt acceptate doua teorii pentru reglarea fluxului local, ca
urmare a modificarii ratei metabolismului, ori a aportului tisular
de oxigen:
Teoria vasodilatatoare
Teoria deficitului de oxigen si nutrienti
Teoria Vasodilatatoare Cresterea ratei metabolismului este urmata de o crestere a ratei
de productie a substantelor vasodilatatoare
Factorii chimici actioneaza direct asupra CMNV
MODIFICARI METABOLICE LOCALE CARE PRODUC
VASODILATATIE IN CIRCULATIA SISTEMICA
PARAMETRU MECANISM
↓ PO2 ↓ [ATP]i, eliberarea adenozinei
↑ PCO2 ↓ pHo
↓ pH ↓ pHo
↑ [lactic acid]o ↓ pHo
↓ [ATP]i Deschiderea canalelor KATP
↑ [Adenozina]o Activeaza receptorii purinergici
Adenozina
Formata prin degradarea nucleotizilor adeninici cand hidroliza
ATP depaseste capacitatea celulara de sinteza a compusilor
fosfatmacroergici, datorita:
- cresterii metabolismului local
- fluxului sangvin local insuficient
- scaderii pO2 sangvine
Adenozina difuzeaza din celule in CMNV activeaza receptorii
adenozinici canalele de K se deschid hiperpolarizarea
inchiderea canalelor de calciu voltaj-dependente scaderea
[Ca2+]i vasodilatatie creasterea aportului de O2
Teoria Deficitului de Oxigen Cand aportul tisular al oxigenului, posibil si al unor nutrienti
(glucoza, tiamina, niacina, riboflavina) descreste, vasele de
sange se relaxeaza si se dilata aportul de oxigen si nutrienti
creste vasoconstrictie fluctuatii periodice ale fluxului capilar
(vasomotricitate) reglate de nivelul oxigenului si nutrientilor
Endoteliul vascular este sursa unor compusi vazoactivi importanti
Eliberarea vasodilatatorilor – stimulata de shear-stress sau ca
raspuns la acetilcolina
NO – actioneaza prin GMPc – calea PKG pentru a descreste
interactiunea dintre actina si miozina (scade fosforilarea MLC)
precum si a [Ca2+]i (activarea SERCA )
EDHF – hiperpolarizeaza membrana celulara
Eliberarea vasoconstrictorilor: endotelinele (ETs) – efect puternic si
de durata; creste [Ca2+]i
Factori Endoteliali
VASODILATATORI VASOCONSTRICTORI
Oxid Nitric (NO) Endotelina (ET)
Endothelium-derived
hyperpolarizing factor (EDHF)
Endothelium-derived
constricting factor-1 (EDCF1)
Prostaciclina (PGI2) Endothelium-derived
constricting factor-2 (EDCF2)
Autoreglarea Flulxul sangvin local poate fi mentinut relativ constant in
conditiile unor modificari importante ale presiunii arteriale
Autoreglarea opereaza la variatii ale presiunii arteriale medii intre
70 si 175 mm Hg prin ajustarea rezistentei, astfel incat fluxul sa
fie mentinut aprox. constant
Autoreglarea este un proces autonom
Se realizeaza prin mecanisme miogene si metabolice
Autoreglarea Controlul miogen: alungirea CMNV prin cresterea presiunii de
perfuzie induce contractia fibrelor, mediata de receptori mecanici
membranari si cresterea influxului de calciu
Controlul metabolic: cresterea PO2 (ori scaderea PCO2, sau
creasterea pH-ului) ce urmeaza cresterii presiunii de perfuzie
induce vazoconstrictia metabolica, care va readuce fluxul local la
valorile initiale
Autoreglarea Importanta
La presiuni de perfuzie crescute, autoreglarea previne
distribuirea unui flux in exces catre organe care sunt deja
suficient irigate
Cand presiunea de perfuzie scade, autoreglarea maintine
fluxul capilar si presiunea capilara la valori adecvate
necesarului metabolic
este foarte importanta pentru organe sensibile la ischemie
(cord, creier) sau pentru cele filtreaza sangele (rinichi)
Controlul pe Termen Lung La adult dimensiunea si forma microcirculatiei este relativ
constanta
Exceptii: vindecarea ranilor, inflamatia, cresterea tumorala,
vasele endometriale pe parcursul ciclului menstrual, activitatea
musculara sustinuta si sistematica, aclimatizarea la altitudine
Hipoxia pe durate relativ lungi este urmata de expansiunea
patului vascular prin angiogeneza (= dezvoltarea de vase noi) si
prin arteriogeneza (= dezvoltarea circulatiei colaterale prin
remodelare vasculara)
AGENTI CARE AFECTEAZA CRESTEREA VASCULARA
PROMOTORI INHIBITORI
Vascular endothelial growth
factor (VEGF)
Endostatina
Fibroblast growth factors
(FGFs)
Angiostatina
Angiopoietina-1 (ANGPT-1) Angiopoietina-2 (ANGPT2)
Circulatia Coronara si
Metabolismul Miocardic
Aportul si Necesarul Miocardic de
Oxigen
Fluxul
diastolic
tissue
Rezistenta
Necesarul Miocardic de Oxigen Determinanti majori, reflecta starea activa a miocardului:
Tensiunea parietala (presarcina, postsarcina)
Frecventa cardiaca
Inotropismul
Determinanti minori, sunt legati de nevoile bazale de
oxigen:
Mentinerea structurii celulare
Activitatea electrica
Transportul transmembranar al metabolitilor (acizi grasi,
glucoza etc.)
Tensiunea Parietala, Stresul Parietal Tensiunea parietala – forta care actioneaza asupra unei felii
ipotetice de miocard, tinzand sa traga marginile sale una catre
cealalta
Stresul parietal – forta care actioneaza pe unitatea de suprafata
p – pressure
R – radius
h – wall thickness
Heart rate
Contractility
Wall
stressPreload
Afterload
Determinanti MajoriStresul parietal
Conform legii lui Laplace
Stresul parietal = pr/2h
Presiunea ventriculara
sistolica (p) depinde de
presiunea in aorta si AP,
adica de postsarcina
Raza venticulara (r)
depende de umplerea
ventriculara, care
reprezinta presarcina
Legea Laplace ne ajuta sa intelegem cum variaza necesarul de O2 functie de geometria si presiunea ventriculara
Creste cand:
- Postsarcina este crescuta (hipertensiune, stenoza aortica)
- Codul este dilatat
- Descreste cand:
- Miocardul este hipertrofic (h crescut)
- Presiunea intraventriculara este scazuta (postsarciana mica)
Frecventa cardiaca
Tahicardia
Creste necesarul miocardic de oxigen
Scade fluxul coronar prin diminuarea umplerii diastolice
Contractilitatea miocardica
Agentii inotrop-pozitivi cresc consumul miocardic de
oxigen datorita costurilor energetice mai mari impuse de
intensificarea contractiei
Aportul Miocardic de OxigenTransportul oxigenului si eliberarea catre tesuturi
Necesita
o cantitatea adecvata de oxigen inspirat (aer de calitate,
plamani sanatosi)
un numar suficient de eritrocite
hemoglobina sanatoasa
Fluxul coronar
Adaptat continuu la necesitatile metabolice ale
miocardului, pentru a evita hipoperfuzia care poate
conduce la ischemie sau infarct
Circulatia Coronara
(ACD)
ADP ram din ACD – dominanta dreapta (70%), ram din CX – dominanta
stanga (10%), deservita de ambele (ACD si CX) – codominanta (20%)
Densitatea capilara in cordul uman > 3000/mm2 (muschiul scheletic are numai ~
400/mm2)
Venele tebesiene dreneaza paturi capilare din grosimea peretelui ventricular
(ACD)
(CX)
Vascularizatia Coronara Epicardica,
Intramurala si Subendocardica
Anastomoze in Sistemul Arterial
Coronarian Vase colaterale intre ramurile
arterelor intramurale si in sitemul
venos ofera cai alternative pentru
fluxul de sange daca un vas de
sange este obstruat
Vasele colaterale se dezvolta din
ramuri preexistente prin
remodelare, care presupune
proliferarea celulelor endoteliale si
a CMNV (arteriogeneza).
Angiogeneza Angiogeneza = formarea de novo a capilarelor, care conecteaza
arterele coronare existente (geneza colateralelor subendocardice)
Factori implicati in angiogeneza: FGFs – fibroblast growth factors, VEGFs –
vascular endothelial growth factors, HGF – hepatocyte growth factor, HIF-1 –
hypoxia inducible factor-1, angiopoietin-1 (ANGPT1)
Fluxul Coronarian 5% din debitul cardiac de repaus (225 ml/min), desi greutatea
cordului reprezinta doar 0.5% din greutatea corporala totala
Depinde de
Presiunea de perfuzie = presiunea aortica
Resistenta vaselor coronare vasculature, data de
- Viscozitatea si inertia coloanei de sange (10 - 15%)
- Compresia externa in timpul sistolei (25 – 35%)
- Modificari ale diametrului vascular induse de autoreglare (60 –
70%)
GRADIENT PRESIONAL
Dp
REZISTENTA
R
FLUX
QQ=Dp/R
Compresia Extravasculara Reduce
Perfuzia Coronara in Timpul Sistolei
Coronary blood flow cycle
Perfuzia prin coronara
stanga se produce in
proportie de aprox. 80% in
cursul diastolei.
Cresterea frecventei
cardiace (= diastola scurta)
poate fi periculoasa cand
obstructia coronarelor reduce
fluxul sangvin
In coronara dreapta sistola
contribuie substantial la fluxul
total
Fluxul Coronar in Grosimea
Peretelui Ventricular
Sistola: endocardul este mai putin perfuzat decat epicardul
datorita unei mai mari presiuni intramusculare catre
cavitatea ventriculara
Diastola: endocardul are o rezistenta vasculara intrinseca
mai redusa o mai buna perfuzie in timpul diastolei, ce
compenseaza efectul sistolei
totusi, orice circumstanta care compromite circulatia
coronariana produce de obicei leziuni intai in regiunea
subendocardica
Masurarea Fluxului Coronarian
B
adenosine
A
Metode cantitative – precise dar
invazive utilizare limitata in clinica
Fluxmetria electromagnetica (A)
Fluxmetria ultrasonografica
intravasculara (B)
Metode semicantitative – arata distributia perfuziei
miocardice; noninvaziva, larg utilizate in clinica
Scintigrafia miocardica – determina distributia
izotopilor radioactivi (Thalium201, Technetium99) care
patrund numai in zonele perfuzate, cu ajutorul camerelor
de scintilatie
Tomografia cu emisie de pozitroni
(positron emission tomography, PET)
- bazata pe detectia radiatiei gamma emisa
de un radionuclid emitator de pozitroni
(trasor), care este introdus in organism prin
intermediul unei molecule biologic-active
- pentru determinarea perfuziei miocardice
sunt folositi N13, Rb82, O15EFORT
Reglarea Fluxului Coronarian
Se produce in principal prin ajustarea rezistentei
vasculare prin relaxarea/ contractia CMNV prin:
Autoregulare
Metabolica
Miogena
Control nervos
Control umoral
AutoreglareaMentine perfuzia miocardica la nivel constant pentru variatii
importante ale presiunii aortice medii
Se realizeaza prin ajustarea miogena si metabolica a
rezistentei vasculare
Reglarea Nervoasa Stimularea simpatica
In miocard, creste metabolismul (creste inotropismul si
frecventa cardiaca prin stimularea receptorilor b1-
adrenergici) si produce indirect vasodilatatie metabolica
Asupra CMNV, prin activarea receptorilor a-adrenergici
produce vasoconstrictie
In conditii normale, vazodilatatia metabolica este superioara
vasoconstrictiei a-mediate
Stimularea vagala
Are un efect vasodilatator slab, datorita distributiei cardiace
minore a vagului
! Acetilcolina adminstrata direct conduce la o vasodilatatie
marcata
Reglarea Umorala Factori derivati din endoteliu:
Vasodilatatori: NO, PGI2, EDHF (endothelium-derived
hyperpolarizing factor)
Vasoconstrictori: endoteline (ET-1)
Altii
Angiotensina II, vasoconstrictor
Bradikinina, vasodilatator
Serotonina, vasodilatator
Caracteristici ale Metabolismului
Miocardic Predominant aerob
ATP-up este generat prin fosforilare oxidativa si, in mica
masura, prin glicoliza anaeroba
Surse de energie – majore: acizi grasi, glucoza, lactat;
- in cetoacidoza diabetica sau in
inanitie: corpi cetonici
Aport de oxigen normal: niveluri crescute de ATP si
citrat inhiba glicoliza anaeroba
Metabolismul Miocardului
Ischemic
Aport scazut de oxigen niveluri scazute de ATP citrat
glicoliza accelerata productie de lactat, scaderea
pH-ului
Cresterea concentratiei celulare a lactatului si a H+ inhiba
enzimele glicolitice depletia legaturilor fosfat-
macroergice ruperea membranei plasmatice si moarte
celulara
In cocluzie, in cordul ischemic glicoliza poate furniza
energie numai la fluxuri sangvine suficiente pentru a
preveni acumularea lactatului si a protonilor = limita
dintre ischemia usoara si cea severa
A. Infarct miocardic in varful peretelui
anterior al cordului (infarct apical)
dupa ocluzia (1) unui ram al arterei
coronare stangi
B. Sectiune transversala printr-o a.
coronara umana la nivelul unei leziuni
aterotrombotice care a produs infarct
miocardic fatal
Ocluzia Coronara AcutaA
Coronarografia
a
b
A
B
a b
a b
Angiografia prin tomografie computerizata (A)
Angiografia prin rezonanta magnetica (B)
A. ATC combina
utilizarea razelor
X cu analiza
computerizata a
imaginilor; imagini
obtinute sub
diferite unghiuri
sunt asamblate de
computer intr-o
structura tri-
dimensionala a
ariei studiate
B. ARM ofera un
contrast mai bun si
nu foloseste radiatii
inonizante. Nuclelii
atomici produc un
camp magnetic
rotativ, decelabil prin
scanare.
Este mai scumpa si
dureaza mai mult
decat ATC; are o
rezolutie spatiala
limitata
Repermeabilizarea Arterelor
Coronare
Terapia trombolitica
Angioplastia conronariana percutana (PCI,
percutaneoous coronary intervention)
By-pass aorto-coronarian
Material trombotic extras
din artere coronare prin
PCI