Patofyziologie cirkulace

Prezentace na téma: "Patofyziologie cirkulace"— Transkript prezentace:

1 Patofyziologie cirkulace

2 Funkce cirkulace Dostatečná perfuze k zajištění
dodávky kyslíku dodávky živin odstranění zprodin a oxidu uhličitého další funkce Pumpa /srdce/ a systém elastických trubic

3 Některé termíny z fyziky
W = F.d = F.d.S/S= F/S. d.S= p.V P = W / t = p. V/ t = p.Q Ohmův zákon: U = R.I R = U/I Pro laminární proudění trubicí platí: Δp = R . Q = R . S . v R = p/Q Kondenzátor: C = q / U Gumový elastický zásobník (i ve tvaru trubice): C = V / p Q= V/t = S.v

4 Některé termíny z kardiologie
CO =HF x SV (4-8) Srdeční index = CO/povrch těla (2,5 až 4) Ejekční frakce EF = sV/EDV (50-65) PA (20-30, 8-12, 25) PCWP (4-12) MAP (70-100) Preload a afterload

5 Starlingova rovnováha na kapiláře

6 Osmotický tlak P1 > = P2 = C1 > C2 [H2O]1 < [H2O] 2 =
souvisí s koncentrací všech rozpuštěných částic P1 > = P2 = C1 > C2 H2O Voda tvoři v organismu základní prostředí, v němž je rozpuštěno množství dalších solutů - zhruba na 200 molekul vody připadá jedna molekula solutu. S celkovou koncentrací rozpuštěných částic souvisí osmotický tlak. Jeho podstatu si demonstrujme na jednoduchém příkladě. Uvažujme dva prostory oddělené polopropustnou mebránou, která nepropouští soluty, ale ochotně propouští vodu. V prvním z nich je celková koncentrace solutů (C1) vyšší, než v druhém (C2). Čím větší je koncentrace rozpuštěných částic, tím na daný objem připadá relativně méně molekul vody. V prostoru s celkovou koncentrací solutů C1 je tedy nižší koncentrace vody (vyjádřená v molech/litr roztoku) než v prostoru s celkovou koncentrací solutů C2. V druhém prostoru bude tedy koncetrace vody vyšší. Znamená to tedy, že voda bude mít tendenci difundovat zkrze pro vodu propustné kanálky z tohoto prostředí do prvního prostředí, kde je koncentrace vody nižší - a celková koncentrace solutů vyšší. Přes polopropustnou membránu voda tedy difunduje směrem k prostoru z vyšší celkovou koncentrací solutů a snaží se tak koncentrace solutů v obou prostředích vyrovnat. To je podstata vzniku osmotických tlaků. Osmotický tlak v prostředí s vyšší celkovou koncentrací rozpuštěných látek bude tedy vyšší, než v prostředí s nižší celkovou koncentrací. V našem virtuálním experimentu stoupající tlak v prvním prostoru postupně vytlačuje píst směrem doleva. Přesunem vody do prvního prostoru se však postupně celková koncentrace solutů v tomto prostoru snižuje. V okamžiku, kdy se obě koncentrace solutů vyrovnají, ustane i rozdíl osmotických tlaků, který přesun vody zkrze polopropustnou memebránu pohání. [H2O]1 < [H2O] 2 =

7 Osmotický tlak souvisí s koncentrací všech rozpuštěných částic
vztažených na hmotnost rozpouštědla: osmolalita (mmol/kg rozpouštědla) na objem roztoku: osmolarita (mmol/l roztoku). Hyperosmolalita Hyposmolalita Hyperosmolarita Hyposmolarita H2O Osmotický tlak tedy souvisí s koncentrací všech rozpuštěných částic vztažených na hmotnost rozpouštědla nebo objem roztoku. Pokud hovoříme o celkové koncentraci solutů na hmotnost rozpoštědla - hovoříme o osmolalitě. Při relativním porovnávání pak mluvíme o hyperosmolalitě či hypoosmolalitě. Vyjadřujeme-li celkovou koncentraci vyjádřenou na objem roztoku, pak mluvíme o osmolaritě, případně o hyper a hypo osmolaritě. Pojmy osmolalita a osmolartita je nutno rozlišovat, nic to však nemění na podstatě osmotických procesů: voda zkrz membránu, která je propustná pro vodu a nikoli pro soluty, se snaží přecházet z prostředí s nižší osmolalitou, resp. osmolaritou do prostředí s vyšší osmolalitou, resp. osmolaritou. H2O H2O H2O H2O H2O H2O

8 Isotonické prostředí H20 H20 290 ± 10 mmol/l Buňka Gradient
hydraulických tlaků onkotických tlaků Gradient H20 H20 Céva Intersticium

9 pohyb filtrátu Intersticiální tekutina arteriola venula kapilára
Lymfatická drenáž pohyb filtrátu Intersticiální tekutina Gradient hydraulických tlaků bílkoviny Gradient onkotických tlaků Prekapilární sfinkter arteriola venula kapilára bílkoviny Lymfatická drenáž

10 Hromadění filtrátu v intersticiu Intersticiální tekutina arteriola
Lymfatická drenáž Hromadění filtrátu v intersticiu Intersticiální tekutina Gradient hydraulických tlaků bílkoviny Gradient onkotických tlaků Zvýšení hydrostatického gradientu Městnání při kardiální insuficienci Prekapilární sfinkter arteriola venula kapilára bílkoviny Lymfatická drenáž

11 Zvýšení protitlaku intersticia
Lymfatická drenáž Zvýšení protitlaku intersticia Otok Intersticiální tekutina Gradient hydraulických tlaků bílkoviny Gradient onkotických tlaků Zvýšení hydrostatického gradientu Městnání při kardiální insuficienci Prekapilární sfinkter arteriola venula kapilára bílkoviny Lymfatická drenáž

12 Základní měření na srdci
Nitrokomorový tlak (pravá komora) Nitrokomorový tlak (levá komora) Žilní rezervoár Regulovatelný odpor Přetlaková komůrka Průtokoměr Arteriální tlak Objemy komor Centrální žilní tlak Srdce

13 Co je správně?

14 nitrokomorový tlak plnící tlak objem komory

15 Stejný systolický objem
Vyšší energetická náročnost Menší ejekční frakce

16 Izometrické svalové napětí Délka svalu Délka sarkomery

17 Izovolumická maxima Stimulace sympatiku nebo vliv katecholaminů
Nitrokomorový tlak Selhávající srdce Diastolické plnění Objem komory

18 Nitrokomorový tlak Objem komory Izotonická maxima Izotonická maxima
Diastolické plnění Objem komory

19 Nitrokomorový tlak Objem komory Izovolumický stah Izotonický stah
Izovolumická maxima Izovolumický stah Izotonická maxima Auxotonické stahy Diastolické plnění Izotonický stah Objem komory

20 Systolická tlakově-objemová práce Nitrokomorový tlak Objem komory
Izovolumická maxima Telediastolický objem Izotonická maxima afterload Diastolické plnění Systolický objem Diastolická tlakově-objemová práce preload Systolický reziduální objem Objem komory

21 Zvýšený preload... …zvýší minutový objem. Nitrokomorový tlak
Izovolumická maxima Izotonická maxima Systolický objem Diastolické plnění Systolický objem Zvýšený preload... Objem komory …zvýší minutový objem.

22 Snížený preload... …sníží minutový objem. Nitrokomorový tlak
Izovolumická maxima Izotonická maxima Syst. objem Diastolické plnění Systolický objem Snížený preload... Objem komory …sníží minutový objem.

23 Katecholaminy zvýší systolický objem
Nitrokomorový tlak Izovolumická maxima Posunutá izovolumická maxima Katecholaminy zvýší systolický objem katecholaminy Izotonická maxima Systolický objem Diastolické plnění Systolický objem …ale přitom nezvýší preload Objem komory

24 ... zvýší se ale preload Zvýšení „afterloadu“ nezmění systolický objem
Nitrokomorový tlak Izovolumická maxima Zvýšení „afterloadu“ nezmění systolický objem Zvýšení „afterloadu“ Izotonická maxima Syst. objem Syst. objem Diastolické plnění Systolický objem ... zvýší se ale preload Objem komory

25 ... že se při tom nezvýší preload
Nitrokomorový tlak Izovolumická maxima Katecholaminy zajistí… katecholaminy Posunutá izovolumická maxima Zvýšení „afterloadu“ nezmění systolický objem Zvýšení „afterloadu“ Izotonická maxima Syst. objem Diastolické plnění Systolický objem ... že se při tom nezvýší preload Objem komory

26 ESPVR Nitrokomorový tlak Objem komory Izovolumická maxima
=end systolic pressure volume relationship Izotonická maxima Syst. objem Diastolické plnění Systolický objem Objem komory

27

28

29

30 Jednoduchý simulátor srdce
heart simulator username: heartsim password: heartuser

31 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Minutový objem srdeční Frank-Starlingův zákon Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Tlak na konci diastoly

32 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Tlak na vstupu Průtok Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)

33 Základní vlastnosti cév

34 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Odpor arteriol a kapilár

35 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak Odpor arteriol a kapilár objem

36 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak Odpor arteriol a kapilár objem

37 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak Odpor arteriol a kapilár objem

38 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak Odpor arteriol a kapilár objem

39 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak Odpor arteriol a kapilár objem

40 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak P Odpor arteriol a kapilár V objem V0 Poddajnost C=dV/dP

41 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak P Odpor arteriol a kapilár V objem V0 Poddajnost C=dV/dP

42 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak P Odpor arteriol a kapilár V objem V0 Poddajnost C=dV/dP

43 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak P Odpor arteriol a kapilár V objem V0 Poddajnost C=dV/dP

44 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak P Odpor arteriol a kapilár V objem V0 Poddajnost C=dV/dP

45 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak P C1 C2 Odpor arteriol a kapilár V objem V0 Poddajnost C=dV/dP

46 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak P C1 < C2 Odpor arteriol a kapilár dV1 dP dV2 V objem V0 dV1/dP< dV2/dP Poddajnost C=dV/dP

47 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak P C1 < C2 Odpor arteriol a kapilár V objem V0 dV1/dP< dV2/dP Poddajnost C=dV/dP

48 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Pružné arterie Tlak na vstupu Průtok Pružné vény Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) tlak P C1 < C2 Odpor arteriol a kapilár V objem V0 dV1/dP< dV2/dP Poddajnost C=dV/dP

49 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Odpor arteriol a kapilár

50 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q=0 Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Odpor arteriol a kapilár

51 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q=0 Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Odpor arteriol a kapilár

52 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q=0 Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Odpor arteriol a kapilár

53 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q=0 Pružné arterie Pružné vény Pa = Pm Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Pv = Pa = Pm Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pm – „mean circulatory pressure“ střední (rovnovážný) cirkulační tlak Pv

54 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

55 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

56 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

57 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Pv=0 Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

58 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q už nemůže stoupat Pružné arterie Pružné vény Pv< 0 Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pružné vény kolabují Pv Pv<0 Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

59 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q=0 Pružné arterie Pružné vény Pa = Pm Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Pv= Pm Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

60 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

61 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

62 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

63 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

64 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pv Pv=0 Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

65 Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu)
Průtok Q už nemůže stoupat Pružné arterie Pružné vény Pa Srdce je pumpa řízená svým přítokem (resp. tlakem na jejím vstupu) Pružné vény kolabují Pv Pv<0 Q Odpor arteriol a kapilár Pm Pv

66 Minutový objem srdeční Tlak na konci diastoly

67 Minutový objem srdeční Zvýšení perif. odporu Tlak na konci diastoly

68 nebo snížení poddajnosti (zvýšením žilního tonusu)
Minutový objem srdeční Zvýšení objemu krve nebo snížení poddajnosti (zvýšením žilního tonusu) Zvýšení perif. odporu Tlak na konci diastoly

69 Srdce + Cévy = Celý oběh

70 Minutový objem srdeční Tlak na konci diastoly Frank-Starlingova křívka
Venózní (plnící) křívka Tlak na konci diastoly

71 3. Objem cirkulující krve 2. Periferní odpor
Minutový objem srdeční 1. Inotropie myokardu Frank-Starlingova křívka 3. Objem cirkulující krve 2. Periferní odpor Venózní (plnící) křívka 4. Změna poddajnosti (změnou tonusu) Tlak na konci diastoly

72 Minutový objem srdeční diuretika insuficience kardiotonika Zvětšení objemu cirkulující krve, vasokonstrikce Zvýšení tlaku na konci diastoly: !edém plic, otoky Tlak na konci diastoly

73 Minutový průtok preload Snížení objemu vasokonstrikce
zvýšení inotropie a frekvence Hypovolemický šok preload

74 Minutový průtok preload Snížení inotropie vasokonstrikce
venokonstrikce zvýšení objemu Kardiogenní šok preload

75 Minutový průtok preload Snížení periferního odporu zvýšení inotropie
a frekvence snížení objemu Distribuční šok preload

76 Nejjednodušší model cirkulace
Starlingova křivka (srdce je řízeno přítokem) Q = KL * PVP Q = KR * PVS Ohmův zákon Q = (PAS - PVS)/RSyst Q = (PAP - PVP)/RPulm Poddajnost cév vzhledem k náplni VB = V0 + VAS + VVS + VAP + VVP VAS = CAS * PAS VVS = CVS * PVS VVP = CAP * PVP VAP = CVP * PAP RPulm PAP PVP VAP VVP CAP CVP KR KL Q PVS VVS PAS CVS VAS CAS V0 Blood Volume - VB RSyst

77 Nejjednodušší model cirkulace
Starlingova křivka (srdce je řízeno přítokem) Q = KL * PVP Q = KR * PVS Ohmův zákon Q = (PAS - PVS)/RSyst Q = (PAP - PVP)/RPulm Poddajnost cév vzhledem k náplni VB = V0 + VAS + VVS + VAP + VVP VAS = CAS * PAS VVS = CVS * PVS VVP = CVP * PVP VAP = CAP * PAP RPulm = 1,79 torr/l/min PAP 15,02 torr PVP 5 torr VAP 0, 1 l VVP 0,4 l CAP = 0,00667 l/torr CVP = 0,08 l/torr KR = 2,8 l/min/torr PAS 100 torr KL = 1,12 l/min/torr Q 5,6 l/min PVS 2 torr VVS 3,5 l VAS 1 l CVS = 1,750 l/torr CAS = 0,01 l/torr V0 = 0,6 l Blood Volume: VB = 5,6 l RSyst = 17,5 torr/l/min

78