Καρδιακός Κύκλος Η Καρδιά ως Αντλία Η αλληλουχία των μηχανικών και ηλεκτρικών γεγονότων που επαναλαμβάνεται σε κάθε Καρδιακό Παλμό ονομάζεται Καρδιακός κύκλος Ο ηλεκτρικός Βηματοδότης στο Φλεβόκομβο καθορίζει την διάρκεια του Κ. κύκλου. Οι ηλεκτρικές ιδιότητες του Συστήματος αγωγής και των καρδιακών μυϊκών κυττάρων Καθορίζουν τη σχετική διάρκεια της συστολής και της διαστολής. Το κλείσιμο και το άνοιγμα των καρδιακών βαλβίδων ορίζουν τις 4 Φάσεις του Καρδιακού Κύκλου Διάρκεια του Κ. Κύκλου είναι το αντίστροφο της Καρδιακής Συχνότητας (ΚΣ) Διάρκεια sec/παλμό= 60sec/Καρδιακή συχνότητα(παλμοί/sec) Διάρκεια : 0,8s (800ms) σε ΚΣ :75 Παλμοί/min Συστολή:0,3s Διαστολή : 0,5s Σε αυξημένη καρδιακή Συχνότητα ελαττώνεται η διάρκεια της Διαστολής ( σε βάρος της βραδύτερης κοιλιακής πλήρωσης).σημασία κολπικής συστολής για την πλήρωση των κοιλιών. Επίσης στη στένωση μιτροειδού
Μηχανικά φαινόμενα Καρδιακού Κύκλου Φάση 2 των κοιλιών 0.3 s Φάση 3 Η Διεργασία της εκπόλωσης προκαλεί Έναν επαναλαμβανόμενο καρδιακό κύκλο κολπικών και κοιλιακών συστολών και χαλάσεων Κύκλος : 2 Φάσεις Α) συστολή των κοιλιών (0.3s) Β) διαστολή των κοιλιών(0.5s) Κύκλος 0.8s (70 παλμοί/λεπτό) Φάση 4 των κοιλιών 0.5s όγκος παλμού (70ml) Φάση 1 Ισοογκομετρική Συστολή-Ανάλογη με Ισομετρική Συστολή του σκελετικού μυός: Ο μύς αναπτύσσει τάση αλλά δεν βραχύνεται (σταθερό μήκος) 80% πλήρωση
Διαστολή Συστολή Διαστολή 120 (Συστολική) 100 ) Καρδιακός Κύκλος 80 (Διαστολική) 60 40 20 0 Πίεση (mm Hg) Μέση Πίεση : 95mmHg 120 ml Τελοδιαστολικός όγκος 120ml :Τελοδιαστολικός Όγκος (Προφορτίο) 50ml :Τελοσυστολικός Όγκος 120-50= 70ml : Όγκος Παλμού(SV) 50ml Κοιλιακός όγκος Αίματος(ml) Ο Τελοσυστολικός όγκος Φάσεις Ο,1 Ο,4 Ο,8s Κολπική Συστολή :20% της πλήρωσης Σημασία στην ταχυκαρδία(40%) και στη Στένωση βαλβίδας (Κολπική Μαρμαρυγή)
Καρδιακός Κύκλος Πιέσεις Μέση Πίεση :16mmHg 120ml :Τελοδιαστολικός Όγκος (Προφορτίο) 50ml :Τελοσυστολικός Όγκος 120-50= 70ml : Όγκος Παλμού
Αριστερή Καρδιά Ηλεκτροκαρδιογράφημα και Φωνοκαρδιογράφημα(ΦΚΓ) κατά τον Καρδιακό Κύκλο Στο ΗΚΓ το κύμα P προηγείται Της κολπικής συστολής και το Σύμπλεγμα QRS προηγείται της συστολής των κοιλιών 0,1 0,4 0,8s χρόνος Στο ΦΚΓ ο πρώτος καρδιακός ήχος S 1 (lub) αντιστοιχεί στο κλείσιμο της Τριγλώχινης και της μιτροειδόυς βαλβίδας Ο S 2 (dub) αντιστοιχεί στο κλείσιμο των Μηνοειδών βαλβίδων Γραμμική Ταχύτητα 100cm/s Αυξομειώσεις Πίεσης και Ροής στο Αορτικό τόξο κατά τον Καρδιακό Κύκλο
Επίδραση της παλμικής πίεσης Στη ροή υγρού διαμέσου αγγείου Με ενδοτικότητα Στο αγγείο που εμφανίζει ενδοτικότητα Η ροή είναι συνεχόμενη
Η Αορτή και οι Συστηματικές Αρτηρίες Έχουν τοιχώματα με ελαστικό ιστό. Εμφανίζουν Ενδοτικότητα : όσο μεγαλύτερη η Ενδοτικότητα μίας δομής τόσο πιο εύκολα μπορεί να διαταθεί Κίνηση του αίματος μέσα και έξω από τις Αρτηρίες κατά τη διάρκεια του καρδιακού κύκλου 1)Παρότι έχουν λείο μύ χρησιμεύουν ως σωλήνες χαμηλής αντίστασης πού άγουν το αίμα στα διάφορα όργανα 2)Λόγω της ελαστικότητάς τους λειτουργούν ως «Δεξαμενή Πίεσης» (δυναμική ενέργεια) για τη διατήρηση της αιματικής ροής (κινητική ενέργεια) κατά την κοιλιακή διαστολή Ο όγκος αίματος που αφήνει τις αρτηρίες κατά την Κοιλιακή συστολή είναι το 1/3 του όγκου παλμού. Το υπόλοιπο μένει στις αρτηρίες προκαλώντας την Διάτασή τους και την αύξηση της αρτηριακής πίεσης. Κατά τη διάρκεια της κοιλιακής διαστολής τα διατεταμένα αρτηριακά τοιχώματα υποχωρούν Παθητικά και το αίμα προωθείται στα αρτηρίδια. Των κοιλιών Των κοιλιών (Εξασφάλιση συνεχούς Ροής) Τα μήκη των βελών δηλώνουν σχετικές ποσότητες αίματος
APXEΣ ΦYΣIOΛOΓIAΣ, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Όταν οι αρτηρίες είναι ενδοτικές το αίμα ρέει στα τροχοειδή καθ όλη τη διάρκεια του καρδιακού κύκλου((α,β) Όταν οι αρτηρίες είναι ανένδοτες (αρτηριοσκλήρυνση) το αίμα ρέει στα τροχοειδή κατά τη συστολή αλλά η ροή διακόπτεται κατά την διαστολή (Γ,Δ) Η κλίση dv/dp παριστάνει την αρτηριακή ενδοτικότητα Ενδοτικότητα= dv/dp Στις ανένδοτες αρτηρίες αυξάνει η Πίεση
Η μέγιστη πίεση (στην αορτή η στις μεγάλες αρτηρίες) Κατά την κοιλιακή συστολή= Συστολική Πίεση(125mmHg) Η ελάχιστη πίεση πριν την κοιλιακή εξώθηση = Διαστολική Πίεση (75mmHg) Συστολική(125) Διαστολική (75) = 50mmHg : Πίεση Παλμού Γίνεται αντιληπτή ως σφυγμός στις αρτηρίες του καρπού Εξαρτάται από 1)όγκο παλμού,2) Ταχύτητα εξώθησης 3)ενδοτικότητα (α) Η αρτηριακή πίεση αλλάζει συνεχώς κατά τη διάρκεια Του καρδιακού κύκλου. Μέση Αρτηριακή Πίεση (ΜΑP) : Διαστολική + 1/3 της Πίεσης Παλμού = 75=1/3 (50)= 92mmHg (Δεν είναι στο μέσον των δύο Πιέσεων διότι η Διαστολική διαρκεί περισσότερο) Η ΜΑP : Η πιο σημαντική απ όλες τις πιέσεις διότι αυτή Η πίεση ωθεί το αίμα στους ιστούς. Είναι ίδια στην αορτή Και σε όλες τις μεγάλες αρτηρίες (χαμηλή αντίσταση). (α) Διακυμάνσεις της Αρτηριακής Πίεσης (β) Σχέση μέσων τιμών Αρτηριακής Πίεσης και Ηλικίας στον ευρύ πληθυσμό
APXEΣ ΦYΣIOΛOΓIAΣ, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Η κλίση dv/dp παριστάνει την αρτηριακή ενδοτικότητα Σε νέα άτομα η αρτηριακή ενδοτικότητα είναι μέγιστη μέσα στο φυσιολογικό εύρος των διακυμάνσεων της πίεσης
Μεταβολή της Αρτηριακής Πίεσης συναρτήσει του Χρόνου Η Αρτηριακή Πίεση μεταβάλλεται κυκλικά μεταξύ της μέγιστης Συστολικής (120mmHg ) και της ελάχιστης Διαστολικής (80mmHg). Η Διαφορά 120-80=40 mmhg : Πίεση Παλμού Πίεση Παλμού :40mmHg Η Μέση Αρτηριακή Πίεση : Υπολογίζεται Από την (μπλέ) επιφάνεια κάτω από την καμπύλη( η οποία περιγράφει την πίεση σε ένα μόνο καρδιακό κύκλο διαιρούμενη με την διάρκεια του κύκλου Μέση Αρτηριακή Πίεση 95 mmhg Παράγοντες που επηρεάζουν την Πίεση στην Κυκλοφορία : 1) Η Βαρύτητα 2) Η ενδοτικότητα των Αγγείων 3) Η γλοιώδης Αντίσταση(Νόμος Poiseuille) 4) Η αδράνεια του αίματος
Αρτηριακή και Φλεβική Πίεση σε Οριζόντια και Όρθια Θέση Η Βαρύτητα προκαλεί Διαφορά Υδροστατικής Πίεσης όταν υπάρχει Υψομετρική Διαφορά Δh. Το επίπεδο της καρδιάς, είναι το επίπεδο αναφοράς ύψος 0 Η βαρύτητα δεν επηρεάζει την κατευθυντήρια Πίεση που κατευθύνει την Ροή. Η Υδροστατική Πίεση τείνει να αυξήσει τη δια τοιχωματική Πίεση (ενδαγγειακή έναντι ιστικής) και επομένως τη διάμετρο των αγγείων
Φλεβική Πίεση Μυοσκελετική αντλία. Κατά τη μυϊκή συστολή η φλεβική Διάμετρος μικραίνει και η φλεβική πίεση ανεβαίνει. Αύξηση της αιματικής ροής μόνο προς την καρδιά λόγω των βαλβίδων Επίδραση Συμπαθητικού Συστήματος Εγκυμοσύνη: Μείωση των πρωτεϊνών του πλάσματος χαμηλότερη Όγκοτική Πίεση,οδηγεί σε οίδημα των άκρων. Πρωτεϊνικός υποσιτισμός Αφυδάτωση : Αντίθετο Φαινόμενο. Έλλειμμα Ύδατος και άλατος προκαλεί αύξηση πρωτεινών στο πλάσμα,αύξηση της Όγκοτικής πίεσης επαναρρόφηση υγρού από το μεσοκυτάριο χώρο. Ελαττωμένη πλήρωση του μεσοκυττάριου χώρου
Η πίεση του αίματος μπορεί να μετρηθεί έμμεσα με χρήση Σφυγμομανόμετρου Μία μη διατατή περιχειρίδα που περιέχει έναν αεροθάλαμο τυλίγεται γύρω από τον βραχίονα. Η διόγκωση του θαλάμου ως ένα επίπεδο πίεσης πάνω από την αναμενόμενη συστολική, αποφράσσει την υποκείμενη βραχιόνια αρτηρία και σταματά την αιματική ροή. Στη συνέχεια Επιτρέπουμε να ελαττωθεί αργά η πίεση της περιχειρίδας. Με τη μέθοδο της ακρόασης ανιχνεύεται ο μεταβαλλόμενος χαρακτήρας των ήχων Korotkoff επι της βραχιόνιας αρτηρίας.
Διάγραμμα Πίεσης Όγκου Κατά τον Καρδιακό Κύκλο Τελοδιαστολικός Όγκος : 120 ml (Προφορτίο) Τελοσυστολικός Όγκος: 50ml 120-50= 70ml : Όγκος Παλμού(SV) Αριστερή Κοιλία Πλήρης Καρδιακός Κύκλος Έργο Παλμού: 70ml Κλάσμα Εξώθησης (ΚΕ) ΚΕ= Όγκος Παλμού(SV)/ Τελοδιαστολικός Όγκος(EDV) Έργο=P x V P=πίεση Αορτής V=όγκος παλμού ΚΕ= SV/EDV=70ml/120ml=0,6 η 60% ΦΤ 55% - 70% Δείκτης Συσταλτικότητας της Καρδιάς (Αποδοτικότητα καρδιάς) Προσδιορισμός SV, EDV και ΚΕ με Ηχοκαρδιογραφία δύο διαστάσεων.
Διάγραμμα Μήκους-Τάσης (Ισομετρικά) Σκελετικός μύς Καρδιακός μύς
Διάγραμμα Όγκου Πίεσης Του Starling (ανάλογο του Διαγράμματος Μήκους-Τάσης Νόμος του Starling Το αρχικό μήκος των ινών ( μήκος σαρκομερίων,2-2,4μm) του Μυοκαρδίου καθορίζει το έργο που εκτελείται κατά τη διάρκεια του Καρδιακού Κύκλου (Το μήκος καθορίζει την συστολική πίεση) Της Κοιλίας Της Κοιλίας *Αρχικό μήκος των ινών : ανάλογο του Τελοδιαστολικού Όγκου (Βαθμός Πλήρωσης=Προφορτίο) *Τάση των ινών : ανάλογη της συστολικής Πίεσης *Αρτηριακή Πίεση : Μεταφορτίο Καμπύλη Συστολής του Starling: Η καρδιά έχει την ικανότητα να αυξάνει την πίεση (δηλαδή να παρέχει περισσότερο αίμα ) όταν δέχεται περισσότερο αίμα. Αποδοτικότητα Καρδιάς: Όσο μεγαλύτερη η πίεση του αριστερού κόλπου ( αντιστοιχεί στον τελοδιαστολικό όγκο) τόσο μεγαλύτερο το έργο παλμού.(ενδογενής ρύθμιση του Όγκου Παλμού) Νορεπινεφρίνη, μετατοπίζει την καμπύλη προς τα αριστερά. ( Επίσης φάρμακα που αυξάνουν την συσταλτικότητα πχ γλυκοσίδες,δακτυλίτιδα)
Διάγραμμα Όγκου Πίεσης Του Starling (ανάλογο του Διαγράμματος Μήκους-Τάσης Νόμος του Starling Το αρχικό μήκος των ινών ( μήκος σαρκομερίων,2-2,4μm) του Μυοκαρδίου καθορίζει το έργο που εκτελείται κατά τη διάρκεια του Καρδιακού Κύκλου (Το μήκος καθορίζει την συστολική πίεση) (Τελοδιαστολικός όγκος) Της Κοιλίας *Αρχικό μήκος των ινών : ανάλογο του Τελοδιαστολικού Όγκου (Βαθμός Πλήρωσης=Προφορτίο) *Τάση των ινών : ανάλογη της συστολικής Πίεσης *Αρτηριακή Πίεση : Μεταφορτίο Καμπύλη Συστολής του Starling: Η καρδιά έχει την ικανότητα να αυξάνει την πίεση (δηλαδή να παρέχει περισσότερο αίμα ) όταν δέχεται περισσότερο αίμα. Αποδοτικότητα Καρδιάς: Όσο μεγαλύτερη η πίεση του αριστερού κόλπου ( αντιστοιχεί στον τελοδιαστολικό όγκο) τόσο μεγαλύτερο το έργο παλμού.(ενδογενής ρύθμιση του Όγκου Παλμού) Νορεπινεφρίνη, μετατοπίζει την καμπύλη προς τα αριστερά. ( Επίσης φάρμακα που αυξάνουν την συσταλτικότητα πχ γλυκοσίδες,δακτυλίτιδα)
Η Απόδοση της Καρδιάς (Όγκος παλμού) εξαρτάται από : 1)Βαθμό πλήρωσης (Προφορτίο)-Νόμος Starling 2) Καρδιακή Συχνότητα 3) Συσταλτικότητα 4)Αρτηριακή Πίεση (Μεταφορτίο) Διάγραμμα Πίεσης--Όγκου ΔP/Δt Συσταλτικότητα Βαθμός πλήρωσης (Προφορτίο)-Νόμος Starling Σε αυξημένο Προφορτίο (Τελοδιαστολικός όγκος ) αυξάνει ο όγκος Παλμού (Γ) Καρδιακή Συχνότητα: Προοδευτική Αύξηση της Μυικής Τάσης του Μυοκαρδίου παρατηρείται μετά από αύξηση της Συχνότητας (Φαινόμενο Κλίμακας) Οφείλεται στην αύξηση της ενδοκυττάριας Συγκ. Ca2 Συσταλτικότητα : Ταχύτητα ανάπτυξης πίεσης ΔP/Δt κατά την διάρκεια της εξώθησης. Όσο αυξάνει Η κλίση της ευθείας τόσο αυξάνει η συσταλτικότητα Παράγοντες που επηρεάζουν την Συσταλτικότητα: Θετικοί Ινοτροπικοί Παράγοντες: αυξάνουν την Συγκ. Ca2 α)αδρενεργικοί Αγωνιστές (δρούν στους β1 υποδοχείς) β) Καρδιακές Γλυκοσίδες (Δακτυλίτιδα-Digoxin) Αναστέλλουν την Αντλία Να + Κ+, αυξάνουν το Ενδοκ. Να + και αναστέλλουν την έξοδο Ca2. γ) Υψηλή Εξωκ. Ca2δ) Αυξημένη Καρδιακή Συχνότητα Αρνητικοί Ινοτροπικοί Παράγοντες: α) Αποκλειστές διαύλωνca2,β)χαμηλή Εξωκ.Ca2 Σε αυξημένη Συσταλτικότητα αυξάνει ο όγκος Παλμού (Β) πχ Επίδραση Κατεχολαμινών
Η Απόδοση της Καρδιάς (Όγκος παλμού) εξαρτάται από : ΔP/Δt Συσταλτικότητα 1)Βαθμό πλήρωσης (Προφορτίο)-Νόμος Starling 2) Καρδιακή Συχνότητα 3) Συσταλτικότητα 4)Αρτηριακή Πίεση (Μεταφορτίο) Διάγραμμα Πίεσης--Όγκου Βαθμός πλήρωσης (Προφορτίο)-Νόμος Starling (Γ) Σε αυξημένο Προφορτίο (Τελοδιαστολικός όγκος ) αυξάνει ο όγκος Παλμού Καρδιακή Συχνότητα: Προοδευτική Αύξηση της Μυικής Τάσης του Μυοκαρδίου παρατηρείται μετά από αύξηση της Συχνότητας (Φαινόμενο Κλίμακας) Οφείλεται στην αύξηση της ενδοκυττάριας Συγκ. Ca2 Συσταλτικότητα (B): Ταχύτητα ανάπτυξης πίεσης ΔP/Δt κατά την διάρκεια της εξώθησης. Όσο αυξάνει Η κλίση της ευθείας τόσο αυξάνει η συσταλτικότητα Παράγοντες που επηρεάζουν την Συσταλτικότητα: Θετικοί Ινοτροπικοί Παράγοντες: αυξάνουν την Συγκ. Ca2 α)αδρενεργικοί Αγωνιστές (δρούν στους β1 υποδοχείς) β) Καρδιακές Γλυκοσίδες (Δακτυλίτιδα-Digoxin) Αναστέλλουν την Αντλία Να + Κ+, αυξάνουν το Ενδοκ. Να + και αναστέλλουν την έξοδο Ca2. γ) Υψηλή Εξωκ. Ca2δ) Αυξημένη Καρδιακή Συχνότητα Αρνητικοί Ινοτροπικοί Παράγοντες: α) Αποκλειστές διαύλωνca2,β)χαμηλή Εξωκ.Ca2 Σε αυξημένη Συσταλτικότητα αυξάνει ο όγκος Παλμού (Β) πχ Επίδραση Κατεχολαμινών
Η Απόδοση της Καρδιάς εξαρτάται από (συνέχεια ) 4)Αρτηριακή Πίεση (Μεταφορτίο) (Δ) Διάγραμμα Πίεσης Όγκου : Επίδραση αυξημένου Μεταφορτίου (Μηχανική δύναμη αποθηκευμένη στις αρτηρίες, που αντιτίθεται στη διοχέτευση αίματος κατά την κοιλιακή συστολή) Σε αύξηση του Μεταφορτίου-της Αρτηριακής Πίεσης (Υπέρταση) ελαττώνεται ο όγκος Παλμού και το κλάσμα εξώθησης (σε σταθερή συσταλτικότητα). Εάν αυξηθεί η συσταλτικότητα μπορεί να επανέλθει ο όγκος παλμού Καρδιακή Παροχή =Συχνότητα x Όγκο παλμού ( CO = HR x SV) Καρδιακή Παροχή(CO) 5L/min αυξάνεται όταν αυξηθεί ο Όγκος Παλμού (SV) η η Καρδιακή Συχνότητα((HR) Καρδιακή Υπερτροφία Καρδιακή Ανεπάρκεια.
Οίδημα Μεσοκυττάριου Χώρου Υδροστατικές Δυνάμεις Όρθια Θέση : Παρατεταμένο Διάστημα χωρίς μυϊκή συστολή :Οίδημα (Μυοσκελετική Αντλία) Αριστερή Καρδιακή Ανεπάρκεια : Συμφόρηση Αίματος στα αγγεία των πνευμόνων και αύξηση της Υδροστατικής Πίεσης (Πνευμονική Υπέρταση) :Πνευμονικό Οίδημα, μείωση της ενδοτικότητας των πνευμόνων, καταστολή της ανταλλαγής αερίων. Δεξιά Καρδιακή Ανεπάρκεια : Συσσώρευση του Αίματος στις συστηματικές Φλέβες αυξάνοντας την Υδροστατική Πίεση στα κάτω άκρα και στα κοιλιακά σπλάχνα. Το υγρό που διηθείται από τα ηπατικά και εντερικά τριχοειδή μπορεί να εισέλθει στην περιτοναϊκή κοιλότητα και να προκαλέσει ασκίτη.