Kardiovaskulær systemfysiologi, organfunktioner, histologi

3392
Alexander Pearson

Det Kardiovaskulære system det er et komplekst sæt blodkar, der fører stoffer mellem celler og blod og mellem blod og miljøet. Dets komponenter er hjertet, blodkarrene og blodet.

Funktionerne i det kardiovaskulære system er: 1) at distribuere ilt og næringsstoffer til kroppens væv; 2) transportere kuldioxid og metaboliske affaldsprodukter fra væv til lungerne og udskillelsesorganerne 3) bidrage til immunsystemets funktion og termoregulering.

Kilde: Edoarado [CC0]

Hjertet fungerer som to pumper, den ene til lungecirkulationen og den anden til den systemiske. Begge cirkulationer kræver, at hjertets kamre trækker sig sammen ordentligt og bevæger blodet ensrettet..

Lungecirkulation er blodstrømmen mellem lungerne og hjertet. Det tillader udveksling af blodgasser og lungealveolerne. Systemisk cirkulation er strømmen af ​​blod mellem hjertet og resten af ​​kroppen, eksklusive lungerne. Involverer blodkar inde i og uden for organerne.

Undersøgelsen af ​​medfødte hjertesygdomme har tilladt store fremskridt i viden om anatomi i hjertet hos nyfødte og voksne og de gener eller kromosomer, der er involveret i medfødte defekter..

Et stort antal hjertesygdomme, der er kontraheret i løbet af livet, afhænger af faktorer som alder, køn eller familiehistorie. En sund kost, fysisk træning og medicin kan forhindre eller kontrollere disse sygdomme..

Pålidelig diagnose af sygdomme i kredsløbssystemet er muliggjort af teknologiske fremskridt inden for billeddannelse. Ligeledes har fremskridt inden for kirurgi gjort det muligt at afhjælpe de fleste medfødte defekter og mange ikke-medfødte sygdomme..

Artikelindeks

  • 1 Hjertets anatomi og histologi
    • 1.1 Kameraer
    • 1.2 Ventiler
    • 1.3 Væg
  • 2 Histologi af det vaskulære system
  • 3 Hjertets fysiologi
    • 3.1 Køresystem
    • 3.2 Hjertemuskel
    • 3.3 Handlingspotentiale i hjertemusklen
    • 3.4 Kontraktil respons
  • 4 Hjertets funktion: hjertecyklus og elektrokardiogrammer
  • 5 Funktion af kredsløbssystemet
    • 5.1 Komponenter
    • 5.2 Tryk
  • 6 Cirkulationsreaktion på blødning
  • 7 Kredsløbssvar på træning
  • 8 Embryologi
  • 9 Sygdomme: delvis liste
  • 10 Referencer

Hjertets anatomi og histologi

Kameraer

Hjertet har en funktionelt anden venstre og højre side. Hver side af den er opdelt i to kamre, en øvre kaldet atrium og en nedre kaldet ventrikel. Begge kamre består hovedsageligt af en speciel type muskler kaldet hjertet..

Atrierne eller de øvre kamre er adskilt af det interatriale septum. Ventriklerne eller de nedre kamre er adskilt af det interventrikulære septum. Væggen i højre atrium er tynd. Tre vener udleder blod i det: den overlegne og ringere vena cava og den koronar sinus. Dette blod kommer fra kroppen.

Dele af hjertet. Kilde: Diagram_af_human_hjerte_ (beskåret) _pt.svg: Rhcastilhosderivativt arbejde: Ortisa [Public domain]

Væggen i venstre atrium er tre gange tykkere end højre. Fire lungevener udleder iltet blod i venstre atrium. Dette blod kommer fra lungerne.

Ventriklerne, især den venstre, er meget tykkere end atriens. Lungearterien starter fra højre ventrikel, som leder blod til lungerne. Aorta starter fra venstre ventrikel, som leder blod til resten af ​​kroppen.

Den indre overflade af ventriklerne er ribbet, med bundter og muskelbånd kaldet trabeculae carneae. Papillarmusklerne rager ud i hulrummet i ventriklerne.

Ventiler

Hver åbning af ventriklerne er beskyttet af en ventil, der forhindrer tilbagevenden af ​​blodgennemstrømning. Der er to typer ventiler: atrioventrikulær (mitral og tricuspid) og semilunar (pulmonal og aorta).

Mitralventilen, som er bicuspid, forbinder det venstre atrium (atrium) med ventriklen på samme side. Den trikuspidale ventil forbinder det højre atrium (atrium) med ventriklen på samme side.

Knusene er bladformede folder af endokardiet (en membran forstærket med fibrøst bindevæv). Cusps og papillære muskler i de atrioventrikulære ventiler er forbundet med strukturer, kaldet chordae tendinae, formet som fine reb.

Semilunar ventiler er lommeformede strukturer. Lungeventilen, der består af to foldere, forbinder højre ventrikel med lungearterien. Aortaklappen, der består af tre foldere, forbinder venstre ventrikel med aorta.

Et bånd af fibrøst bindevæv (annulus fibrosus), der adskiller atrierne fra ventriklerne, giver overflader til muskelfastgørelse og ventilindsættelse.

Væg

Hjertets væg består af fire lag: endokardium (indre lag), myokardium (indre midterlag), epikardium (ydre mellemlag) og perikardium (ydre lag).

Endokardiet er et tyndt lag celler, der ligner blodkarrets endotel. Myokardiet indeholder hjertets kontraktile elementer.

Myokardiet består af muskelceller. Hver af disse celler har myofibriller, der danner kontraktile enheder kaldet sarkomerer. Hver sarkomer har actinfilamenter, der rager ud fra modsatte linjer, og er organiseret omkring tykke myosinfilamenter..

Epikardiet er et lag af mesothelceller, der er trængt ind af koronarkar, der fører til myokardiet. Disse kar leverer arterielt blod til hjertet.

Perikardiet er et løst lag af epitelceller, der hviler på bindevæv. Det danner en membranøs pose, hvor hjertet er ophængt. Det er fastgjort nedenfor til mellemgulvet, på siderne til lungehinden og foran brystbenet.

Histologi af det vaskulære system

De store blodkar deler en trelags struktur, nemlig: tunica intima, tunica media og tunica adventitia.

Tunica intima, som er det inderste lag, er et monolag af endotelceller dækket af elastisk væv. Dette lag styrer vaskulær permeabilitet, vasokonstriktion, angiogenese og regulerer koagulation..

Tunica intima i venerne i arme og ben har ventiler, der forhindrer tilbagestrømning af blod og leder det mod hjertet. Disse ventiler består af endotel og lidt bindevæv.

Tunica media, som er det mellemliggende lag, adskilles fra intimaen med et internt elastisk ark, der består af elastin. Tunica-mediet består af glatte muskelceller, indlejret i en ekstracellulær matrix og elastiske fibre. I arterier er tunica media tyk, mens den i vener er tynd.

Tunika adventitia, som er det yderste lag, er den stærkeste af de tre lag. Den består af kollagen og elastiske fibre. Dette lag er en begrænsende barriere, der beskytter skibene mod ekspansion. I de store arterier og vener indeholder adventitia vasa vasorum, små blodkar, der leverer ilt og næringsstoffer til karvæggen.

Hjertefysiologi

Køresystem

Den regelmæssige sammentrækning af hjertet er resultatet af hjertemusklens iboende rytme. Sammentrækningen begynder i atrierne. Det følger sammentrækningen af ​​ventriklerne (atriel og ventrikulær systol). Afslapning af atrielle og ventrikulære kamre (diastole) følger.

Et specialiseret hjerteledningssystem er ansvarligt for at affyre den elektriske aktivitet og overføre den til alle dele af myokardiet. Dette system består af:

- To små masser af specialiseret væv, nemlig: sinoatrialknude (SA-knude) og atrioventrikulær knude (AV-knude).

- Hans bundt med dets grene og Purkinje-systemet, der ligger i ventriklerne.

I det menneskelige hjerte er SA-noden placeret i højre atrium ved siden af ​​den overlegne vena cava. AV-knuden er placeret i den højre bageste del af det interatriale septum.

Rytmiske hjertesammentrækninger stammer fra en spontant genereret elektrisk impuls ved SA-noden. Hastigheden ved generering af elektrisk impuls styres af pacemakercellerne i denne node..

Den puls, der genereres i SA-noden, passerer gennem AV-noden. Derefter fortsætter det gennem bundtet af His og dets grene mod Purkinje-systemet i den ventrikulære muskel.

Hjertemuskel

Hjertemuskelceller er forbundet med hinanden adskilte diske. Disse celler er forbundet med hinanden i serie og parallelt og danner således muskelfibre..

Cellemembranerne på de interkalerede skiver smelter sammen med hinanden og danner permeable kommunikationsforbindelser, der muliggør hurtig diffusion af ioner og dermed den elektriske strøm. Fordi alle celler er elektrisk forbundet, siges hjertemusklen at være funktionelt et elektrisk syncytium..

Hjertet består af to syncytika:

- Den ene af atriet, der udgøres af atriernes vægge.

- Ventrikulæren består af ventriklerne.

Denne opdeling af hjertet tillader atrierne at trække sig sammen kort før ventriklerne trækker sig sammen, hvilket får hjertet til at pumpe effektivt.

Handlingspotentiale i hjertemusklen

Fordelingen af ​​ioner over cellemembranen producerer en forskel i det elektriske potentiale mellem det indre og det ydre af cellen, som er kendt som membranpotentialet..

Hvilemembranpotentialet for en pattedyrs hjertecelle er -90 mV. En stimulus producerer et handlingspotentiale, hvilket er en ændring i membranpotentialet. Dette potentiale spredes og er ansvarlig for starten på sammentrækningen. Handlingspotentialet sker i faser.

I depolarisationsfasen stimuleres hjertecellen, og spændingsstyrede natriumkanaler åbnes, og natrium kommer ind i cellen. Inden kanalerne lukkes, når membranpotentialet +20 mV.

I den indledende repolarisationsfase lukkes natriumkanaler, cellen begynder at repolarisere, og kaliumioner forlader cellen gennem kaliumkanaler..

I plateaufasen finder åbningen af ​​calciumkanaler sted og den hurtige lukning af kaliumkanaler. Den hurtige repolarisationsfase, lukningen af ​​calciumkanaler og den langsomme åbning af kaliumkanaler returnerer cellen til dens hvilepotentiale.

Kontraktil reaktion

Åbningen af ​​spændingsafhængige calciumkanaler i muskelceller er en af ​​de depolarisationsbegivenheder, der tillader Ca+to gå ind i myokardiet. Ca+to er en effektor, der parrer depolarisering og hjertesammentrækning.

Efter depolarisering af celler forekommer Ca-tilstrømning+to, hvilket udløser frigivelsen af ​​Ca+to yderligere gennem Ca-følsomme kanaler+to, i det sarkoplasmatiske retikulum. Dette øger Ca-koncentrationen hundrede gange.+to.

Hjertemusklens kontraktile respons begynder efter depolarisering. Når muskelceller ompolariserer, absorberer det saccoplasmatiske retikulum overskydende Ca+to. Ca koncentration+to vender tilbage til sit oprindelige niveau, så musklerne kan slappe af.

Erklæringen om Starlings lov om hjertet er "energien frigivet under sammentrækning afhænger af længden af ​​den oprindelige fiber." I hvile bestemmes den oprindelige længde af fibrene af graden af ​​diastolisk fyldning af hjertet. Det tryk, der udvikler sig i ventriklen, er proportionalt med ventrikelens volumen i slutningen af ​​fyldningsfasen.

Hjertefunktion: hjertecyklus og elektrokardiogrammer

I sen diastole er mitral- og tricuspidventilerne åbne, og aorta- og lungeventilerne er lukkede. I hele diastolen kommer blod ind i hjertet og fylder atrierne og ventriklerne. Påfyldningshastigheden falder, når ventriklerne udvides, og AV-ventilerne lukkes..

Sammentrækning af atrielle muskler eller atriel systole reducerer foramina af den overlegne og ringere vena cava og lungevenen. Blod har tendens til at blive holdt i hjertet af inertien af ​​bevægelsen af ​​det indgående blod.

Ventrikulær sammentrækning eller ventrikulær systole begynder, og AV-ventilerne lukkes. I denne fase forkorter den ventrikulære muskel lidt, og myokardiet presser blodet på ventriklen. Dette kaldes isovolumisk tryk, det varer, indtil trykket i ventriklerne overstiger trykket i aorta og lungearterien og dens ventiler åbner..

Målingen af ​​udsvingene i hjertecyklusens potentiale reflekteres i elektrokardiogrammet: P-bølgen er produceret af atoliernes depolarisering; QRS-komplekset er domineret af ventrikulær depolarisering; T-bølgen er repolarisering af ventriklerne.

Funktion af kredsløbssystemet

Komponenter (rediger)

Cirkulationen er opdelt i systemisk (eller perifer) og pulmonal. Komponenterne i kredsløbssystemet er vener, vener, arterier, arterioler og kapillærer..

Venuler modtager blod fra kapillærer og smelter gradvist sammen med store vener. Vener fører blod tilbage til hjertet. Trykket i det venøse system er lavt. Skibsvæggene er tynde, men muskuløse nok til at trække sig sammen og udvide sig. Dette giver dem mulighed for at være et kontrollerbart blodreservoir..

Arterierne har den funktion at transportere blod under højt tryk til vævene. På grund af dette har arterierne stærke vaskulære vægge, og blodet bevæger sig med høj hastighed..

Arteriolerne er små grene af arteriesystemet, der fungerer som kontrolrør, gennem hvilke blod transporteres til kapillærerne. Arteriolerne har stærke muskelvægge, der kan trække sig sammen eller udvides flere gange. Dette gør det muligt for arterierne at ændre blodgennemstrømningen efter behov..

Kapillærer er små kar i arteriolerne, der tillader udveksling af næringsstoffer, elektrolytter, hormoner og andre stoffer mellem blodet og den interstitielle væske. Kapillærvægge er tynde og har mange porer, der er gennemtrængelige for vand og små molekyler.

Tryk

Når ventriklerne trækker sig sammen, stiger det indre tryk i venstre ventrikel fra nul til 120 mm Hg. Dette får aortaklappen til at åbne og blodgennemstrømningen udvises i aorta, som er den første arterie i den systemiske cirkulation. Det maksimale tryk under systole kaldes det systoliske tryk..

Derefter lukkes aortaklappen, og venstre ventrikel slapper af, så blod kan trænge ind fra venstre atrium gennem mitralventilen. Afslapningsperioden kaldes diastole. I denne periode falder trykket til 80 mm Hg.

Forskellen mellem systolisk og diastolisk tryk er derfor 40 mm Hg, der kaldes pulstryk. Det komplekse arterietræ reducerer pulsationernes tryk, hvilket gør at blodgennemstrømningen med få pulsationer er kontinuerlig mod vævene.

Sammentrækning af højre ventrikel, der forekommer samtidigt med den venstre, skubber blod gennem lungeventilen og ind i lungearterien. Dette er opdelt i små arterier, arterioler og kapillærer i lungecirkulationen. Lungetrykket er meget lavere (10-20 mm Hg) end det systemiske tryk.

Cirkulationsreaktion på blødning

Blødning kan være ekstern eller intern. Når de er store, kræver de øjeblikkelig lægehjælp. Et signifikant fald i blodvolumen forårsager et fald i blodtrykket, hvilket er den kraft, der bevæger blod i kredsløbssystemet for at give det ilt, som væv har brug for for at holde sig i live..

Blodtryksfaldet opfattes af baroreceptorer, der nedsætter deres udledningshastighed. Hjertestammen, der er placeret i hjernens bund, detekterer nedsat aktivitet af basoreceptorer, som frigør en række homeostatiske mekanismer, der søger at genoprette normalt blodtryk.

Det medullære kardiovaskulære center øger den sympatiske stimulering af den højre sinoatriale knude, som: 1) øger sammentrækningskraften i hjertemusklen og øger blodvolumenet, der pumpes i hver puls 2) øger antallet af slag pr. Tidsenhed. Begge processer øger blodtrykket.

Samtidig stimulerer det medullære kardiovaskulære center sammentrækningen (vasokonstriktion) af visse blodkar og tvinger en del af blodet, de indeholder, til at flytte til resten af ​​kredsløbssystemet, inklusive hjertet, hvilket øger blodtrykket.

Cirkulationsrespons på træning

Under træning øger kropsvæv deres iltbehov. Derfor, under ekstrem aerob træning, bør hastigheden af ​​blodpumpen gennem hjertet stige fra 5 til 35 liter pr. Minut. Den mest oplagte mekanisme til at opnå dette er stigningen i antallet af hjerterytme pr. Tidsenhed.

Stigningen i pulsationer ledsages af: 1) arteriel vasodilatation i muskulaturen; 2) vasokonstriktion i fordøjelses- og nyresystemerne; 3) vasokonstriktion af vener, hvilket øger venøs tilbagevenden til hjertet og derfor den mængde blod, den kan pumpe. Således får musklerne mere blod og derfor mere ilt

Nervesystemet, især det medullære kardiovaskulære center, spiller en grundlæggende rolle i disse reaktioner for at udøve gennem sympatiske stimuleringer..

Embryologi

I uge 4 af den menneskelige embryonale udvikling begynder kredsløbssystemet og blodet at danne sig til "blodøer", der vises i den bløde æggesæks mesodermale væg. På dette tidspunkt begynder embryoet at være for stort til, at fordelingen af ​​ilt kun kan udføres ved diffusion..

Det første blod, der består af kerneholdige erythrocytter, såsom dem fra krybdyr, padder og fisk, stammer fra celler kaldet hemangioblaster, der er placeret i "blodøerne".

I uge 6-8 begynder blodproduktionen, der består af typiske pattedyrs nukleøse røde blodlegemer, at flytte til leveren. Efter måned 6 koloniserer erytrocytter knoglemarven, og deres produktion i leveren begynder at falde og ophører i den tidlige nyfødte periode..

Embryonale blodkar er dannet af tre mekanismer:

- In situ koalescens (vaskulogenese).

- Migration af endotel-precursorceller (angioblaster) til organer.

- Udvikling fra eksisterende kar (angiogenese).

Hjertet opstår fra mesoderm og begynder at slå i den fjerde svangerskabsuge. Under udviklingen af ​​de cervikale og cephaliske regioner danner de første tre forgrenede buer af embryoet halspulsårens system..

Sygdomme: delvis liste

Aneurisme. Udvidelse af et svagt segment af en arterie forårsaget af blodtryk.

Arytmi. Afvigelse fra den normale regelmæssighed af hjerterytmen på grund af en defekt i den elektriske ledning af hjertet.

Åreforkalkning. Kronisk sygdom forårsaget af deponering (plaques) af lipider, kolesterol eller calcium på endotel i store arterier.

Medfødte mangler. Genetiske eller miljømæssige abnormiteter i kredsløbssystemet ved fødslen.

Dyslipidemier. Unormale lipoproteinniveauer i blodet. Lipoproteiner overfører lipider mellem organer.

Endokarditis. Betændelse i endokardiet forårsaget af en bakteriel og undertiden svampeinfektion.

Cerebrovaskulær sygdom. Pludselig skade på grund af nedsat blodgennemstrømning i en del af hjernen.

Ventilsygdom. Mitralventilregurgitation for at forhindre forkert blodgennemstrømning.

Fiasko hjerte. Hjertets manglende evne til at trække sig sammen og slappe af effektivt, hvilket reducerer dets ydeevne og kompromitterer cirkulationen.

Forhøjet blodtryk. Blodtryk større end 140/90 mm Hg. Producerer atherogenese ved at beskadige endotelet

Hjerteanfald. Del af en del af myokardiet forårsaget af afbrydelse af blodgennemstrømningen af ​​en trombe, der sidder fast i en kranspulsår.

Åreknuder og hæmorroider. En skoldkopper er en vene, der er blevet spredt af blod. Hæmorroider er grupper af åreknuder i anus.

Referencer

  1. Aaronson, P. I., Ward, J. P.T., Wiener, C. M., Schulman, S. P., Gill, J. S. 1999. Et kardiovaskulært system med et overblik Blackwell, Oxford.
  2. Artman, M., Benson, D. W., Srivastava, D., Joel B. Steinberg, J. B., Nakazawa, M. 2005. Kardiovaskulær udvikling og medfødte misdannelser: molekylære og genetiske mekanismer. Blackwell, Malden.
  3. Barrett, K. E., Brooks, H. L., Barman, S. M., Yuan, J. X.-J. 2019. Ganongs gennemgang af medicinsk fysiologi. McGraw-Hill, New York.
  4. Burggren, W. W., Keller, B. B. 1997. Udvikling af hjerte-kar-systemer: molekyler til organismer. Cambridge, Cambridge.
  5. Dzau, V. J., Duke, J. B., Liew, C.-C. 2007. Kardiovaskulær genetik og genomik til kardiologen, Blackwell, Malden.
  6. Farmer, C. G. 1999. Udvikling af hvirveldyrets hjerte-lungesystem. Årlig gennemgang af fysiologi, 61, 573-592.
  7. Gaze, D. C. 2012. Det kardiovaskulære system - fysiologi, diagnostik og kliniske implikationer. InTech, Rijeka.
  8. Gittenberger-de Groot, A. C., Bartelings, M. M., Bogers, J. J. C., Boot, M. J., Poelmann, R. E. 2002. Embryologien i den fælles arterielle kuffert. Fremskridt inden for pædiatrisk kardiologi, 15, 1-8.
  9. Gregory K. Snyder, G. K., Sheafor, B. A. 1999. Røde blodlegemer: midtpunktet i udviklingen af ​​hvirveldyrets kredsløb. Amerikansk zoolog, 39, 89-198.
  10. Hall, J. E. 2016. Guyton and Hall lærebog om medicinsk fysiologi. Elsevier, Philadelphia.
  11. Hempleman, S. C., Warburton, S. J. 2013. Comparative embryology of the carotid body. Åndedrætsfysiologi og neurobiologi, 185, 3-8.
  12. Muñoz-Chápuli, R., Carmona, R., Guadix, JA, Macías, D., Pérez-Pomares, JM 2005. Oprindelsen til endotelcellerne: en evo-devo tilgang til kredsløbssystemets hvirvelløse / hvirveldyrs overgang . Evolution & Development, 7, 351-358.
  13. Rogers, K. 2011. Det kardiovaskulære system. Britannica Educational Publishing, New York.
  14. Safar, M. E., Frohlich, E. D. 2007. Åreforkalkning, store arterier og kardiovaskulær risiko. Karger, Basel.
  15. Saksena, F. B. 2008. Farveatlas over lokale og systemiske tegn på hjerte-kar-sygdomme. Blackwell, Malden.
  16. Schmidt-Rhaesa, A. 2007. Udviklingen af ​​organsystemer. Oxford, oxford.
  17. Taylor, R. B. 2005. Taylors hjerte-kar-sygdomme: En håndbog. Springer, New York.
  18. Topol, E. J., et al. 2002. Lærebog i kardiovaskulær medicin. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
  19. Whittemore, S., Cooley, D. A. 2004. Kredsløbssystemet. Chelsea House, New York.
  20. Willerson, J. T., Cohn, J. N., Wellens, H. J. J., Holmes, D. R., Jr. 2007. Kardiovaskulær medicin. Springer, London.

Endnu ingen kommentarer