Fyziologie kardiovaskulárního systému

Srdce je dutý orgán cévní soustavy, který rytmickým smršťováním pohání krev krevním řečištěm.

Na stahy srdce působí i nervová regulace (sympaticus/parasympaticus), ta je však nezapříčiňuje, ale pouze ovlivňuje (zrychlení/zpomalení).

Srdce funguje jako pumpa tvořená čtyřmi oddělenými jednosměrnými čerpadly (dvě komory, dvě síně) a pracující jako synchronizované dvojité čerpadlo (malý a velký oběh).

Srdeční cyklus popisuje tok krve mezi dvěma tepy srdce.

Srdeční cyklus

Srdeční cyklus začíná systolou síní, při které dojde k doplnění komor krví (plnění začalo už před systolou).

Díky mechanismu ventilové roviny je vzniklým podtlakem zároveň podpořen žilní návrat.

Samotná systola pak probíhá do doby, než se vyrovná tlak v síních (zvětšený v důsledku stahu svaloviny) s tlakem v komorách.

Síně přecházejí do diastoly, zatímco v komorách dochází ke stahu jejich svaloviny, což vede k dalšímu zvýšení vnitřního tlaku.

Tento tlak způsobí otevření poloměsíčitých chlopní a vypuzení krve do aorty a plicní tepny.

Zároveň se díky vzniklému podtlaku začnou plnit síně krví.

Systola opět probíhá do vyrovnání tlaků.

Potom se, díky vířivým proudům ve výklencích na "zevní" straně, chlopně opět uzavřou.

Tento jev také vybudí vibrační pohyby na tepnách.

V komorách však stále zůstává přibližně 50% jejich plného objemu - tzv. ejektovaná část.

Komory přecházejí do diastoly.

Komory se začínají plnit krví.

Srdeční ozvy a chlopně

Během srdečního cyklu můžeme poslouchat srdeční ozvy.

Jsou způsobené uzavíráním chlopní.

Systolické ozvy můžeme slyšet při uzavírání cípatých chlopní v izometrické fázi.

Diastolické potom při uzavírání chlopní poloměsíčitých v ejekční fázi.

Otevírání a uzavírání srdečních chlopní není řízeno kontrakcí specializovaných svalů, ale už samotným tlakem proudící krve.

Otevírání způsobuje rozdíl tlaků mezi dvěma kompartmenty srdce (síň-komora či komora-céva).

Uzavírání je však složitější.

Dochází k němu díky vířivým proudům vznikajícím ve vychlípeninách chlopně na straně, kam se krev přelévá.

S mechanismem pohybu souvisí i rozdílná plocha cípatých a poloměsíčitých chlopní.

Práce srdce a efektivita

Srdce v organismu funguje jako pumpa a vykonává tedy určitou práci.

Tlakově-objemová práce srdce nabývá v různých kompartmentech různých fyziologických hodnot.

Zatímco kontrakce pravé má za úkol krev přesunout "pouze" malým oběhem - tedy do plic a zpět, levá rozvádí již okysličenou krev do celého těla.

První termodynamický zákon říká, že žádný orgán (ani přístroj) nedokáže využívat 100% spotřebované energie na svou práci.

Část této energie je "ztracena" například tvorbou tepla.

Efektivní srdeční výkon je výkon, který je třeba k vykonání určité práce.

Autonomie srdeční činnosti

Srdce má svou vlastní automacii, což znamená, že si samo vytváří podněty ke stahům srdeční svaloviny.

Kromě mechanických vlastností některé buňky srdce vykazují i určitou elektrickou aktivitu a podílejí se tím na vyvolání srdečních stahů - tzv. srdeční automacii.

Aktivita mechanická a elektrická od sebe nejsou striktně odděleny.

S pomocí Langendorffova aparátu je demonstrována samovolná produkce vzruchů v srdci.

U izolovaného retrográdně perfundovaného srdce je zachována spontánní rytmická aktivita.

Cévní systém

Cévy jsou rozvodovou částí uzavřeného oběhu.

Elasticitou, roztažností a aktivní kontraktilitou se podílejí na udržení pohybu krve.

Cévy se dělí na arterie, vény a kapiláry, kdy každá má při vedení krve jiný význam a dohromady tvoří systém krevního řečiště.

V arteriích proudí krev vysokým tepem a šíří se v nich tlaková vlna, která je hmatná jako puls.

Ve vénách proudí krev pomaleji a pod nižším tlakem než v arteriích, proto proudění krve ve vénách musí napomáhat další mechanismy, především systém chlopní a svalová práce dolních končetin.

Proudění krve a tlak

S ohledem na individualitu každého jedince je těžké přesně charakterizovat vlivy působící na jednotlivé děje, proto říkáme, že zde platí fyzikální zákony biomechaniky kapalin aproximálně.

V místě s větším průřezem má proudící kapalina vyšší tlak, ale nižší rychlost, zatímco v místě s menším průřezem má nižší tlak, ale vyšší rychlost.

Závislost na čtvrté mocnině poloměru v Hagen-Poiseuillově zákoně způsobuje, že například zmenšení poloměru arteriol následkem kontrakce hladkých svalů v jejích stěnách o 19% způsobí snížení průtoku krve až zhruba na polovinu.

Za normálních podmínek je proudění krve v cévách laminární, přičemž se vrstvička krve těsně při stěně cévy téměř nepohybuje a směrem do středu cévy rychlost proudu vzrůstá.

Laminární proudění se však udržuje jen do určité kritické rychlosti a nad ní se stává proudění turbulentním.

Tato hraniční hodnota se určuje za pomoci Reynoldsova čísla.

Ke změně proudění dochází u hodnot tohoto čísla kolem 2000, při hodnotách nižších se jedná o laminární, při vyšších o turbulentní proudění.

Arteriální krevní tlak

Krevní tlak je tlak, kterým působí protékající krev na stěnu cévy.

Hodnota tlaku krve je různá v různých částech krevního řečiště, nejvyšší je ve velkých artériích, směrem do periferie klesá, nejnižší je pak v žilním systému.

Pojmem krevní tlak se nejčastěji myslí arteriální (tepenný) krevní tlak.

Arteriální krevní tlak se mění během srdečního cyklu, nejvyšší je v ejekční fázi = systolický tlak, nejnižší během plnící fáze = diastolický tlak.

Hodnota krevního tlaku se skládá ze dvou čísel oddělených lomítkem, vyšší číslo je hodnota systolického tlaku, nižší číslo je diastolický tlak (vyjadřuje se nejčastěji v mmHg, méně často v kPa).

Např. hodnota tlaku 120/80 mmHg znamená, že systolický tlak je 120 mmHg a diastolický tlak 80 mmHg.

U zdravého dospělého člověka by hodnota systolického tlaku neměla překročit 130 mmHg a hodnota diastolického tlaku 90 mmHg.

Systolický a diastolický tlak

Systolický tlak (ST) je tlak ve velkých arteriích na vrcholu vypuzovací fáze.

Diastolický tlak (DT) je nejnižší krevní tlak ve velkých arteriích.

Dochází k němu na konci izovolemické fáze dříve než dojde k uzavření aortální chlopně.

Ani v době diastoly neklesá krevní tlak v cévách nikdy k nule (na rozdíl od srdečních komor).

Střední arteriální tlak a tlaková amplituda

Střední arteriální tlak (SAT) je průměrná hodnota nebo přesněji střední hodnota krevního tlaku během jednoho srdečního cyklu.

Hodnotu středního arteriálního tlaku nelze vypočítat jako aritmetický průměr hodnoty systolického (ST) a diastolického (DT) tlaku, protože průběh krevního tlaku v závislosti na čase je poměrně složitý.

Především diastola trvá při klidové srdeční frekvenci přibližně dvakrát déle než systola.

Z tohoto důvodu je hodnota SAT bližší hodnotě tlaku diastolického.

Pro přesný výpočet by bylo třeba znát detailní průběh hodnot arteriálního tlaku během celého srdečního cyklu.

Tlaková amplituda ("TA") nebo též tepový či pulsový tlak je rozdíl mezi systolickým a diastolickým tlakem.

Při fyziologických hodnotách krevního tlaku (120/80 mmHg) je tlaková amplituda rovna 40 mmHg.

Tlaková amplituda je největší ve velkých artériích, směrem do perfierie se snižuje.

Vliv polohy těla na krevní tlak

Ortostáza je vzpřímená poloha těla.

V této poloze mají na tlak v cévách i jiné vlivy než činnost srdce.

Směrem k periferii těla klesá tlaková amplituda a roste vliv jiných faktorů než srdeční činnost, a to především hydrostatického tlaku (zvláště pak při vzpřímeném postoji).

Na 1cm výšky "od srdce k patě" připadá vzrůst tlaku o 1mmHg.

Naopak v oblastech hlavy může být ve vzpřímené poloze venózní tlak vlivem gravitace i negativní.

Gravitace působí stejně na žíly i arterie, proto je rozdíl mezi nimi zanedbatelný.

Jelikož je cévní systém uzavřený, naměříme hodnoty tlaku nižší, než bychom naměřili v systému trubic nahoře otevřeném.

Asi 5-10cm pod bránicí leží hydrostaticky indiferentní rovina, zde se tlak krve při změně polohy nemění.

tags: #fyziologie #kardiovaskularniho #systemu #lfp #sviglerova