Cirkulationssystemet för sjuksköterskestuderande MARIE NEUMAN, LUNDS UNIVERSITET, HT 2014

Transkript

1 Cirkulationssystemet för sjuksköterskestuderande MARIE NEUMAN, LUNDS UNIVERSITET, HT 2014

2 Disposition Cirkulationens mål Tryck flöde och resistens Hjärtats anatomi och fysiologi Hjärtats elektrofysiologi Hur arbetar hjärtat?

3 Anatomi och fysiologi Anatomi är läran om kroppens uppbyggnad i vävnader och organ Fysiologi är läran om kroppens normala funktioner och hur dessa regleras Fysiologi är biologins reglerteknik

4 Homeostas = strävan att hålla den inre miljön konstant trots varierande extern miljö T ex Termoreglering Blodtrycksreglering Nervösa hormonstyrda reflexer Reglering av ph

5 Cirkulationens uppgifter

6 Transportmekanismer Kortvägstransport (kapillärvägg/blod) huvudsakligen genom diffusion Långvägstransport (blodflöde) genom massflöde, s k bulkflow = vätska/gas drivs från ett område med högt tryck till område med lågt tryck

7 Tryck, flöde och resistens

8 Vad orsakar flöde? Flöde (Q) Tryck (P) Resistens (motstånd) (R) Tryck/resistens = flöde Dvs P/R = Q

9 Flöde Blodflöde Volym blod genom ett kärl per tidsenhet Ml/min eller ml/s Flödeshastighet Avstånd som vätskan förflyttar sig per tidsenhet m/s eller cm/s Genomblödning (perfusion) Volym blod som passerar en viss mängd vävnad per tidsenhet Ml/min/kg

10 Turbulent och laminärt flöde Turbulent flöde i kärl ökar i proportion till blodviskositeten, kärldiametern och densiteten. Turbulent flöde är mycket lägre än laminärt, väggen hindrar. Små kärl har låga flöden p g a diametern

11 Tryck Trycket i blodkärlen eller i hjärtat Mäts i fysiologin oftast som mm Hg eller kpa I kroppen är trycket högre än barometertrycket 1 atm= 760 mm Hg = drygt 1000 kpa

12 Tryckskillnaden (ej trycket) driver flödet Vander 12-4 Tryckskillnaden mellan systemkretsloppet (högtryck) och lungkretsloppet (lågtryck) ger bra förutsättningar för flöde

13 Resistens Resistensen i kärlen är beroende av Kärlets radie (r) (arteriolerna) Kärlets längd (L) Vätskans viskositet (ŋ) Vid halvering av radien minskar flödet 16 ggr!!!

14 Kärlradien (r) bestämmer resistensen(r) och blodflödet Bild Vander 12:5

15 Hjärtats anatomi och fysiologi

16 Hjärtats topografiska läge Hjärtat, cor eller kardia Thorax = bröstkorgen Lätt vridet med hö.hjärtat uppåt, 2/3 ligger vä om medellinjen Hjärtspetsen,apex cordis mellan 5e och 6e revbenet, intercostalrummet Hjärtbasen, basis cordis, under andra revbenet Mediastinumluftstrupen, matstrupen, aorta och ryggraden. Nedanför hjärtat finns diafragma Bröstbenet, sternum, och revbenen, costa, skyddar hjärtat framifrån

17 Hjärtats anatomi

18 Hjärtats anatomi

19 Hjärtklaffarna- backventiler

20 Cardiac cycle

21 Hjärtljud- lubb dubb 1- lubb = AV-klaffarna stängs 2- dubb = a- pulmonalis och aortaklaffen stängs

22 Hjärtvägg och hjärtsäck

23 Coronarartärerna- hjärtats egen blodförsörjning Två kranskärl, coronarartärer Vänster: Huvudstammen= LM (left main) Främre dedåtstigande delen, LAD (left anterior descending artery) Circumflex gren från LAD till baksidan Höger: Höger coronarartär, RCA (Right Coronar Artery) Coronarkärlen tömmer sig i sinus coronarius i hö förmak Hjärtat försörjs i huvudsak i diastole.

24 Coronarangiografi

25 Stenoser markerade

26 CABG- Coronary Artery Bypass Grafting

27 Hjärtats elektrofysiologi

28 Depolarisation och repolarisation Natrium vill in! Kalium vill ut! Kalium Natrium Muskelcell i vila. Insidan av cellmembranet är negativ i förhållande till utsidan. Detta beror på en ojämn fördelning av jonerna Kalium + 4 Natrium + 140

29 Aktionspotential i hjärtmuskelcell Vi retning av hjärtmuskelcellerna flyttar sig natrium-, kalium och calciumjoner över cellmembranet så att spänningsskillnaden upphävs depolarisation aktionspotential muskelkontraktion. Därefter återgår jonerna till ursprungsläge repolarisation. En ny depolarisation kan inte ske så länge natrium-, kalium- och calciumjoner flyttar sig över cellmembranet, refraktärperiod. Finns bara i hjärtmuskelceller och är till för att förhindra kramp där. Fiffigt!

30 Hjärtats histologi Hjärtmuskeln är likhet med skelettmuskeln tvärstrimmig Hjärtmuskeln är i likhet med glatt muskulatur autonom och har liknande cellförbindelser GAP- junctions mellan hjärtmuskelcellerna Hjärmuskelceller kan depolariseras utan nervimpuls

31 Retledningssystemet- snabbast äger Sinusknutan består av s.k. pacemakerceller vilka vid retning utlöser en aktionspotential som sprider sig över retledningssystemet och till hjärtmuskulaturen Hjärtmuskelceller kan depolariseras utan nervimpuls Sinusknutans frekvens ca 70/min (sinusrytm) AV frekvens ca 50/min (nodal rytm) Ventriklarnas frekvens ca 30/min (ventrikulär rytm)

32 Sinusknutans aktionspotential Pacemakerceller Depolarisering av cellerna i sinusknutan utlöser en aktionspotential som sprider sig till hjärtmuskulaturen via retledningssystemet

33 Conductive system of the heart

34 Willem Einthoven 1903

35 Vad visar EKG-kurvan?

36 Excitering av förmak och kammare- EKG Vander 12-11

37 Elektrodernas bestämda anatomiska positioner V1-V2 Höger kammare v3-v4 Vänster kammares främre vägg och septum (skiljeväggen) mellan höger och vänster kammare. v5-v6 Vänster kammares laterala vägg.

38 Vad kan man se på EKG? Visar de elektriska impulsernas spridning över hjärtmuskeln Rytm Frekvens Impulsursprung Impulsspridning Hjärtats väggtjocklek Ex. på diagnoser: hjärtinfarkt, elektrolytrubbningar, hjärtsäcksinflammation, högt blodtryck och klaffsjukdom

39 Vad kan man inte se på EKG? Hjärtats kontraktionskraft Den mängd blod hjärtat pumpar För ovanstående frågeställningar kan man göra ultraljud (UKG), MR (magnetkameraundersökning) mm

40 Hur arbetar hjärtat?

41 Systole och diastole Systole: Arbetsfas/ejektionsfas. Kamrarna tömmer sig. Diastole: Vilofas/ fyllnadsfas, kamrarna fylls med blod. Varar ca ¾ av hjärtcykeln, syresättning av hjärtmuskeln sker

42 Så pumpar hjärtat- eller?

43 AV-plansrörligheten Klinisk fysiologi, Lund

44 Hur mycket blod pumpar hjärtat? HF och SV bestämmer CO Hjärtfrekvens (HF) = puls = slag/min, normalt 60-80/min, spädbarn /min, vältränad 45-55/min Slagvolym, (SV) = Den blodmängd hjärtat pumpar under ett slag, normalt 70ml/slag Cardiac output (CO) = Minuvolym (MV) = Den blodmängd hjärtat pumpar under 1 minut, normalt ca 5 liter/min. Kan öka till ca 30 liter/min! HF X SV = CO. Ex 70ml x 70 slag/min = 4900ml

45 Frank Starlings lag = Kontraktionskraften i kammaren ökar när den blir mer uttänjd, till en viss gräns. = Ju mer hjärtat tänjs i diastole desto mer blod kommer att pumpas ut i aorta, inom fysiologiska gränser Ökad diastolisk fyllnad ökad slagvolym Men - om hjärtat tänjs ut för mycket dålig återfjädring sämre kontraktionskraft mindre slagvolym Stela hjärtväggar sämre fyllnad mindre slagvolym (diastoisk dysfunktion)

46 Preload och afterload Preload- uttänjningen av myocardiet i slutet av diastole (Starlings lag) Afterload- tensionen i kammarväggen, motståndet mot blodets utdrivning från kamrarna (perifera kärlmotståndet)

47 Sammanfattning av dagen Cirkulationens mål Tryck flöde och resistens Hjärtats anatomi och fysiologi Hjärtats elektrofysiologi Hur arbetar hjärtat?

48 Disposition dag 2 Blodkärlen Kapillärutbytet Hjärtminutvolymen Venöst återflöde Blodtryck Sympaticus och parasympaticus Fysisk ansträngning

49 Blodkärl Artärer- leder blod från hjärtat ut i kroppen Arterioler- slutet av artärerna till kapillärerna Kapillärer- minsta blodkärlen, utbyte mellan blod och vävnad. Målet för hela cirkulationen! Venoler- i början av venerna Vener- leder blod tillbaka hjärtat

50 Blodkärlens morfologi Vas, kärl Lumen, kärlens hålrum (blodbanan) Tunica interna, endotel Tunica media, glatta (ej viljestyrda) muskelceller, fibroblaster vilka gör att diametern kan ändras Tunica externa (adventia)- bindväv + blodkärl Mellan skikten finns elastin och elastisk bindväv Vasodilatation= kärlvidgning Vasokonstriktion= kärlsammandragning

51 Artärer- tryckreservoarer och ledningar Elastiska högtryckskärl tjockare vägg och mindre lumen än vener Transporterar blodet från hjärtat till kroppens olika organ Transporterar blodet med mycket liten tryckförlust p g a stor kärlradie som ger låg resistens

52 Artärer

53 Huvudets och halsens artärer Hjärnan har hög energiomsättning och behöver därför riklig cirkulation, 15-20% av CO Hjärnan försörjs av 4 artärer: De främre halsartärerna, a carotis och de bakre halsartärerna, a vertebralis

54 Artärerna på hjärnans undersida Främre cirkulationen: a carotis och distala grenar: A carotis interna, a cerebri media i fissura sylvi (denna artär är involverad i 2/3 av alla stroke s k. medianstroke) och a cerebri anterior. Den bakre cirkulationen: Vertebralisartärerna A basilaris A cerebri posterior Bakre och främre cirkulationen förbinds genom grenarna ramus communicans anterior och posterior och bildar Circulus Willisii (liknar en rondell) (aneurysm ofta här)

55 Olika blodtryck Systoliska trycket, P syst högsta arteriella trycket under ett hjärtslag Systole ger en tryckvåg som kan palperas på ytliga artärer, t ex a radialis Diastoliska trycket, P diast lägsta arteriella trycket under ett hjärtslag Medelartärtrycket, MAP, (MAP= P diast + 1/3 ( P syst P diast ) MAP är det genomsnittliga artärtrycket under hjärtcykeln

56 Blodtrycket i olika delar av blodbanan

57 Blodtrycksmätning

58 Vilket blodtryck krävs för att kunna palpera pulsen? A radialis- Systoliskt blodtryck > 90 mm Hg A femoralis- vid systoliskt blodtryck > 70 mm Hg A Carotis- vid systoliskt blodtryck > 55 mm Hg

59 Om det blir stopp i den entrohepatiska cirkulationen, eller hjärtsvikt så att hjärtat inte kan ta emot blodet påverkas bukorganen! Enterohepatiska cirkulationen Det två stora venerna som löper samman och bildar v portae är v lienalis från mjälten och v mesenterica superior från tarmarna. V mesenterica inferior för blod till v portae från tjocktarmens distala del och ändtarmen Levern dräneras av de korta inre levervenerna, vv hepatica.

60 Arterioler- resistenskärl Blodtrycksreglering och flödesfördelning Har kärlsystemets största resistens Rikligt med glatt muskulatur som kan styra blodflödet efter organens behov genom dilatation/ konstriktion Mycket stor betydelse för reglering av det arteriella blodtrycket genom att öka/minska diametern. Blodtrycket måste hållas! Styrs av: Lokal kontroll- Anpassar organets blodflöde efter dess omedbara behov! O 2, CO 2, ph, NO (kväveoxid), mm. Reflexer- Sympaticus (noradrenalin, α-receptorer) arteriolekonstriktion höjt blodtryck. Parasympatikus finns oftast inte här Hormoral kontroll- hormonerna adrenalin, angiotensin II och vasopressin påverkar α-receptorer arteriolekonstriktion höjt blodtryck

61 Kapillärerna- målet för cirkulationen Utbyte mellan blod och vävnad Extremt tunna väggar ger kort diffusionsavstånd Ca 5 μm i diameter lumen (röd blodkropp ca 7μm ) Kan normalt inte släppa igenom proteinmolekyler Stor kapillärtäthet- cellerna har nära till kapillärerna Utbytesytan är 600 m 2, som fotbollsplan Långsamt flöde genom kapillärerna gynnar utbytet Blodflödet regleras av prekapillära sfinktrar (glatt muskulatur) i öppningarna, öppnar och stänger. Styrs b l a av vävnadens O 2 - behov Olika kapillärer i olika organ Vanligaste utbytet genom diffusion- O 2, CO 2, glucos Vätskeutbytet sker genom filtrering/kolloidosmos

62 Microcirkulationen - målet för cirkulationen

63 Kapillärutbytet

64 Olika kapillärtyper i organen Hjärnan- blod-hjärnbarriären- s k tight junctions släpper bara igenom små molekyler till hjärnan - risken för ödem (vätskeansamling) i hjärnan minskar Levern: Motsatt hjärnans kapillärer, stora molekyler som t ex proteiner kan passera I njurarna: Många substanser kan filtreras efter kroppens behov

65 4 principer (krafter) för utbytet 1. Kapillärtryck- tvingar vätska ut genom kapillärmembranet 2. Interstitiellt vätsketryck- tvingar vätska in/ut beroende på om trycket är högt/lågt 3. Kolloidosmotiskt tryck- orsakar osmos in i kapillären 4. Interstitiellt kolloidosmotiskt tryck- orsakar osmos ut genom kapillärmembranet

66 Diffusion- den vanligaste regleringen Sockermolekylerna diffunderar från området med hög koncentration till området med låg koncentration Efter en stund är det samma koncentration i hela temuggen Stor koncentrationsskillnad ger snabbare diffusion

67 Osmos och filtrationfrån hög koncentration eller högt tryck till låg koncentration eller lågt tryck Filtrering Eftersom hydrostatiska trycket är högre inne i kapillärerna än utanför pressas blodplasman ut i interstitiet genom massflöde. Alla lågmolekylära plasmabeståndsdelar drivs ut, men plasmaproteinerna stannar till största delen kvar i blodet. Kapillärväggen fungerar som ett filter Kolloidosmos Plasmaproteinernas närvaro gör vattenkoncentrationen lägre i blodplasman än i interstitiet. Vatten diffunderar därför från interstitiet in i blodet genom osmos Normalt är filtreringen något större än den kolloidosmotiska absorptionen. Det vätskeöverskott som tillförs interstitiet (ca 4 l/dygn; filtreringen i njurarna ej inräknad) återförs till blodet via lymfkärlsystemet

68 Osmos och filtration

69 Ödem

70 Vener- volymreservoarer och ledningar Tunnare väggar men större lumen än artärerna De flesta venerna har klaffar (ej i t ex vener från inre organ) Återför blodet till hjärtat med lågt drivande tryck p g a stor kärlradie som ger låg resistens Blodvolymreservoarer (kapacitanskärl) som innehåller ca 60% av blodvolymen i vila. Mycket tänjbara vilket innebär att blodvolymen kan öka kraftigt utan att ventrycket ökar. En volymförlust (t ex blödning) kan kompenseras genom venkonstriktion Det venösa trycket regleras av venerna själva genom vasokontriktion/dilatation. Det venösa återflödet påverkar hjärtats slagvolym enligt Starlings lag, se ovan

71 Venernaföljer artärerna (med några undantag, se följande bilder)

72 Ytliga vener i benen Åderbråck(varicer) beror på högt tryck i ytliga vener

73 Ytliga vener i armarna Tunnare och har mindre volym än djupa vener. Blodprov, venpunktion, tas ofta i v mediana cubuli. OBS! A brachialis och n brachialis går nära under!

74 Halsens stora vener Lär dig: V subclavia V brachiocefalica sin V jugularis interna V jugularis externa

75 Venöst återflöde Venösa återflödet viktigt då det driver blodet tillbaka till hjärtat. Vid arbete måste ventrycket bibehållas eller öka för att hjärtminutvolymen ska bibehållas eller öka. Ventrycket sjunker b l a när blodvolymen minskar. Ventonus påverkar återflödet mot hjärtat Påverkas av Sympatikusstimulering venkonstriktion bltr Skelettmuskelpumpen venöst återflöde bltr Respiratoriska pumpen venöst återflöde genom att ventrycket höjs i bukhålan och sänks i thorax vid inandning Genom att t ex höja benen kan man hjälpa till att öka det venösa återflödet.

76 Skelettmuskelpumpen

77 Jämför de olika kärlavsnitten

78 Venöst återflöde styr CO Vander 12-46

79 Lymfsystemet Lymfoida organ: Lymfkärl Lymfkörtlar Mjälte (=splen eller lien) Benmärg Lymfkapillärerna börjar blint, förgrenar sig i större och större kärl och tömmer sig i två lymfgångar i de två stora systemiska venerna i thorax, v subclavia sin och v jugularis interna sin. Lymfa från hö arm och huvud tömmer sig i höger ventrikel

80 Lymfsystemet Lågtryckssystem som dränderar intersitiet på vätska som filtrerats ur kapillärerna, ca 4 liter/dygn Återför plasmaproteiner till blodbanan Blockering av lymfkapillärerna leder till ödem Stor betydelse för immunförsvaret Har klaffar som venerna och återflödet stimuleras på samma sätt

81 Hur är blodvolymen fördelad? Ca 5 liter blod (70kg man) Systemkretsloppet (85% av all blodvolym) Vensystemet- 70% (reservoar!) Kapillärnätet- 5% Artärerna- 10% Lungkretsloppet- 10% Hjärtat 5%

82 Blodtrycksregleringen

83 Blodtryck- varför är det viktigt? Nödvändigt för alla organs syre- och näringstillförsel För lågt blodtryck (hypotoni) dålig genomblödning av organ vävnadsskador/död För högt blodtryck (hypertoni) skador på blodkärl stroke, hjärtinfarkt mm Normalt blodtryck hos friska i Sverige 2014 = 140/80 T ex diabetikers blodtryck bör vara max 130/80 Lågt blodtryck är ca <90 systoliskt

84 Blodtrycksregleringen Cirkulationscentrum i Medulla oblongata Blodtrycket bestäms av hjärtminutvolymen, CO totala perifera resistensen, afterload

85 Sympaticus och parasympatikus Gas och broms Sympaticus = gas Adrenerga receptorer, Noradrenalin Ökar hjärtats kontraktionskraft (β 1 - receptorer) Ökar sinusknutans frekvens (β 1 - receptorer) Ökar ventonus venöst återflöde Dilaterar kärl i muskler och hjärta (β 2 ) Drar ihop kärl i huden Parasympaticus- broms. Alltid på! Kolinerga receptorer, acetylcolin Sänker sinusknutans frekvens via n vagus

86 Reglering av hjärtfrekvensen Autonoma reflexer (icke viljestyrda), s k nervösa reflexer, via baroreceptorsystemet, sympaticus och parasympaticus Hormoner- noradrenalin, adrenalin, thyreoideahormon Temperatur- HF ökar vid feber och minskar vid nerkylning

87 Reglering av slagvolymen Beror på: Preload, kontraktionskraft och afterload (hur mycket fylls hjärtat, pumpkraften och motståndet mot tömningen)

88 Baroreceptorsystemet-korttidsreglering av blodtrycket- akuta nervösa reflexen

89 Blodtrycksreglering- sammanfattning Snabba blodtrycksrelerande kretsar (nervösa mekanismer),inom sekunder Baroreceptorreflexen registrerar blodtrycket CNS (VMC) chemoreceptorer reagerar vasokonstriktion/dilatation av arterioler kontraktionskraft / puls / Mellannivå: 30 min- 1h: Renin- Angiotensin vasokonstriktionsmekanismer Långtidsreglering: RAAS Volymreceptorer i hjärtats förmak och i venerna känner av volym. Om volym signal till hypofysen och ADH (antidiuretiskt hormon) frisätts reabsorbtion av vatten blodvolym

90 Fysisk ansträngning

91 Utvecklingen över 14 miljoner år Jordbruk år Industri år Data 20 år

92 Vad begränsar fysiskt arbete? Trötthet Dyspne Smärta (Motivation)

93 Blodcirkulationen Det vi kallar kondition beskriver huvudsakligen vilken kapacitet hjärtat har att pumpa syresatt blod till kroppens olika organ.

94 Mjölksyra När tillgången på syre är otillräcklig bildas mjölksyra (lactat) som ger värk och sätter ner musklernas arbetsförmåga.

95 Syreskuld! Varför? Hjärtats förmåga att pumpa ut syrerikt blod i kroppen är otillräcklig Lungornas förmåga att syresätta blodet är otillräcklig Kärlens förmåga att sprida syresatt blod och avlägsna avfallet från cellerna är otillräcklig

96 Träningseffekter på hjärtat Hjärtmuskeln blir större vilket är den enskilt viktigaste faktorn för bättre syreupptagningsförmåga/ kondition Slagvolymen ökar lägre vilopuls / högre maxpuls CO (minutvolymen) ökar Hjärtat kan öka CO från normala 5 L/ min till extrema 30L/min hos mycket vältränade

97 Maxpuls 220 minus ålder Ålder och gener avgör

98 Träningseffekter på lungorna Lungorna blir inte större men fungerar bättre pga. bättre cirkulation och djupandning Ventilationsvolymerna vid konditionsträning ökar Fler kapillärer öppnas för att tillgodose syrebehovet och behovet av att avlägsna CO 2 Syresättningen i vila är klar redan efter 40% av lungkapillärernas längd vilket betyder att kroppen har stor reservkapacitet.

99 Styrketräning Fler kärl bildas när behovet av syretransport ökar bättre cirkulation, näringstillförsel och avfallstransport Alla muskler inkl. hjärtat blir större och starkare Styrkan ökar Generna sätter gränsen- vissa födda till sprinters och andra till maratonlöpare

100 Medicinska effekter av träning Fysisk träning är den enda behandlingen som lindrar alla delar i det metabola syndromet! Lägre blodtryck Lägre blodsocker Lägre blodfetter Fettminskning

101 Uthållighetsträning Cellens avfallshanterare, mitokondrierna, blir större och fler Muskler tränas Kapillarisering

102 Träningstips- lika många som träd i skogen Konditionsträning Kontinuerlig träning Intervall (60-80% av max) varvat med lågintensiv träning Styrketräning min/gång 2 ggr/v Minst 2 månader

103 Sammanfattning av dag 2 Blodkärlen Kapillärutbytet Hjärtminutvolymen Venöst återflöde Sympaticus och parasympaticus Blodtrycksreglering Fysisk ansträngning