Download Regulace TK + hypertenze verze pro rok 2014

BP = CO x TPR
(stroke volume x heart rate)
BP = blood pressure
CO = cardiac output
TPR = Total peripheral resistance
5
Starling’s law of the heart (1914)
‘The energy of contraction - - - is
proportional to the muscle fibre length at rest.
Stroke
volume
(human)
(Arterial pressure
held constant)
Plateau
ml
70
Normal, rest
5
10
15
Central venous pressure (mmHg)
Filling pressure
The ’ventricular function curve’ or ‘Starling curve’
How are RV
and LV stroke
volumes kept
equal?
Central venous pressure (CVP)

Right atrial pressure (RAP)

Right ventricle end-diastolic pressure (RVEDP)

Right ventricle end-diastolic volume (RVEDV)

Right ventricle end-diastolic fibre length
STARLING’S

LAW OF THE
Right ventricle energy of contraction
HEART

RV stroke volume

Pulmonary blood volume and pressure

Pulmonary vein pressure, filling left atrium

Left atrial pressure (LAP)

Left ventricle end-diastolic pressure (LVEDP)

Left ventricle end-diastolic volume (LVEDV)

Left ventricle end-diastolic fibre length
STARLING’S

LAW OF THE
Left ventricle energy of contraction
HEART

10
Left ventricle stroke volume
12
13
Laplace´s law states that, for a hollow sphere,
the internal pressure (P) is proportional to the
wall tension (T) and is inversely proportional to
the internal radius (r):
2T
P=
r
Tension is a force equal to wall stress (S) times
Wall thickness (w):
2Sw
P=
r
Increasing the radius reduces the curvature,
and therefore the inward component of the
wall stress, so pressure falls.
16
The Laplace effect and the Frank-Starling mechanism clearly have opposite effects on ventricular performance:
Distension of the ventricle raises its force of contraction – due to Starling´s law
X
Distension also reduces the pressure generated by a given contractile force – due to Lapace´s law.
Fortunately, under physiological conditions (i.e. in a healthy heart) the gain in contractile energy resulting from
Moderated distension (Starling´s law) greatly outweighs the fall in pressure-generating efficiency (Laplace´s law)
In contrast, the failing heart is often grossly dilated, making the Laplace effect the dominant one.
An increase in radius in an already swollen heart causes little to no increase in contractile force,
because the ventricle is on the plateau of the Starling curve, but the increase in radius impairs
the generation of systolic pressure and hence ejection (Laplace´s law).
Reduction of cardiac distension is an important therapeutic goal in heart failure
∆P = CVP - RAP
CVP = central venous pressure
RAP = right atrial pressure
∆P = pressure difference (i.e. driving force)
for the return of blood from the periphery
to the right atrium.
Thus, the cardiac output steadily rises as
RAP falls.
Change in the venomotor tone, by constriction or dilatation of only veins, is equivalent to change
in the blood volume.
Because most of the blood volume is in the veins, a pure increase in venomotor tone would be
equivalent to a blood transfusion.
Because arterioles contain only minor fraction of the blood volume, changes in the arteriolar tone
have only little effect on MSFP and thus on the x-intercept. However, changes in the arteriolar tone
can have a marked effect on the CVP
Normal situation ∆P = CVP – RAP = 6 mmHg – 2 mmHg = 4 mmHg
Vasodilatation ∆P = CVP – RAP = 8 mmHg - 2 mmHg = 6 mmHg
venous return 5 L/min (1.25 L/1 mmHg)
venous return 7.5 L/min (6 x 1.25)
∆P = CVP - RAP
Cardiac output:
•
By sucking the right atrium dry,
it will tend to lower RAP.
•
By pumping blood out of the heart
towards the veins, it will increase
CVP.
Thus, the only way to produce a
permanent change in cardiac output,
venous return and RAP is to change at least
one of the two function curve
Akutní mechanizmy regulace krevního tlaku
1. Arteriální baroreflex
2. Arteriální chemoreceptory
3. Bainbridgeův reflex
4. Ischemické receptory CNS
Procenta výskytu
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
Normální
Denervovaný
1
50
2 100
3150
4
200
Střední arteriální tlak (mmHg)
5
250
Počet impulzů (impulz/sek)
„Normální“
I
„Znovu nastavený“
P
100
Arteriální tlak (mmHg)
Akutní mechanizmy regulace krevního tlaku
1. Arteriální baroreflex
2. Arteriální chemoreceptory
3. Bainbridgeův reflex
4. Ischemické receptory CNS
Akutní mechanizmy regulace krevního tlaku
1. Arteriální baroreflex
2. Arteriální chemoreceptory
3. Bainbridgeův reflex
4. Ischemické receptory CNS
“The first slide of the lecturer, who was an intrepid young
cardiovascular physiologist, was Figure 1 from Guyton and Coleman´s
epic paper. It was clear that the audience was already becoming
nervous. There was some whispering, shuffling, and a sense of unease.
The lecturer´s second slide was met with a more
definite response. There was derision, laughter, and
spontaneous comments from the audience…..
I witnessed, for the only time in my academic life,
a lecturer being chased from the podium by the audience”
Christopher S. Wilcox
Vazodilatace
Vazokonstrikce
Filtration, Reabsorption and Excretion Rates of Different Substances by the Kidneys
Amount
Filtered
Amount
Reabsorbed
Amount
Excreted
% of Filtered
Load Reabsorbed
Glucose
(g/day)
180
180
0
100
Bicarbonate
(mmol/day)
4 320
4 318
2
99.9
Sodium
(mmol/day)
25 560
25 410
150
99.4
Chloride
(mmol/day)
19 440
19 260
180
99.1
Potassium
(mmol/day)
756
664
92
87.8
Creatinine
(g/day)
1.8
0
1.8
0
Autoregulation of Glomerular Filtration Rate and Renal Blood Flow
1. Myogenic Mechanism
2. Tubuloglomerular Feedback
Příjem nebo vylučování sodíku
(x normálu)
8
6
4
Equilibrium
2
0
0
50
100
150
Renálně perfuzní tlak (mmHg)
200
Příjem nebo vylučování sodíku
(x normálu)
8
Equilibrium B
6
4
Equilibrium A
2
0
0
50
100
150
200
Renálně perfuzní tlak (mmHg)
250
Příjem nebo vylučování sodíku
(x normálu)
8
A
B
6
4
Equilibrium
2
0
0
50
100
150
Renálně perfuzní tlak (mmHg)
200
Příjem nebo vylučování sodíku
(x normálu)
8
6
4
Equilibrium A
Equilibrium B
2
0
0
50
100
150
200
Renálně perfuzní tlak (mmHg)
250
Příjem nebo vylučování sodíku
(x normálu)
8
6
4
C
2
A
B
0
0
50
100
150
200
Renálně perfuzní tlak (mmHg)
250
Formy Hypertenze
A. Esentiální (Primární) Hypertenze
B. Sekundární Hypertenze
1. Renovaskulární Hypertenze
2. Renální (parenchymatózní) Hypertenze
3. Endokrinně Podmíněné Formy Hypertenze
a/ Primární hyperaldosteronismus
b/ Pseudohyperaldosterinismus - Liddleuv syndrom
c/ Pseudohyperaldosterinismus - způsobený defektem 11-ßHSD
d/ Hyperaldosterinismus ovlivnitelný glukokortikoidy
e/ Cushingův sysndrom
f/ Feochromocytom
Primární hyperaldosteronismus
Nadbytek mineralokortikoidů produkovaných adenomem
(tzv. Connův syndrom) způsobí:
1. Zvýšenou aktivitu Na+-K+ pumpy v bazolaterální membráně.
2. Zvýšenou aktivitu epiteliálních kanálů pro Na+ (ENaC)
v luminální membráně.
Primární hyperaldosteronismus
intersticium
lumen
Na+
Cl-
3Na+
2K+
Na+
K+
Liddleuv syndrom - pseudohyperaldosteronismus
Tento syndrom je způsoben mutací jedné ze tří podjednotek
ENaC kanálu, což způsobuje, že tento kanál zůstává konstitutivně aktivní
Liddleúv syndrom - pseudohyperaldosterinismus
lumen
Na+
intersticium
Pseudohyperaldosteronismus
způsobený defektem 11-beta-hydroxysteroiddehydrogenázy
Mineralokortikoidní receptor je nitrobuněčný cytoplazmatický
protein, který může vázat jak aldosteron, tak i glukokortikoidní
hormon kortizol. Buňky (distálního tubulu) mají na svém povrchu
enzym 11-ß-HSD, která mění kortizol na kortizon, což sekundárně
způsobí, že v okolí těchto buněk je lokálně dostupný pouze aldostern
intersticium
lumen
Na+
Cl-
3Na+
2K+
Na+
K+
Pseudohyperaldosteronismus
příznivě ovlivnitelný glukokortikoidy
Dochází k nadprodukci aldosteronu a gen aldosteronsyntáza
je napojen na regulační gen 11-betahydroxylázy,
což dostává syntézu pod kontrolu ACTH.
Hyperaldosterinismus – ovlivněný glukokortikoidy
intersticium
lumen
Na+
Cl-
3Na+
2K+
Na+
K+
Cushingův syndrom
V případě nadměrného (farmakologického) podávání glukokortikodiů,
tak i funkční 11-ß-HSD není schopna „odbourat“ všechen kortizol
a dochází k aktivaci mineralokortikoidních receptorů
Cushingův syndrom
intersticium
lumen
ALDO
N
GR
Na+
Feochromocytom
Nádor dřeně nadledvin produkuje enormní množství katecholaminů
Děkuji za pozornost
Tady toho necháme
11 10 9876543210-
Iniciální akutní změna TK
Síla zpětnovazebního mechanizmu
!!
Baroreceptory
Chemoreceptory
Aldosteron
0 15 30 1 2 4 8 16 32 1 2 4 8 16 1 2 4 8 16
Sekundy
Minuty
Hodiny
Dny
Čas po náhlé změně TK
Kininogen
Angiotensinogen
Renin
Kallikrein
Kinins
Angiotensin I
ACE
Angiotensin II
AT1A
AT1B
AT2
B1
B2
ANGIOTENZINOGEN
Renin
ANGIOTENZIN I
ACE
ANGIOTENZIN II
Kůra
Ledviny Střevo
nadledvin
Vazokonstr.
Transport
Aldo.
Reabsorbce
Na v distálním
tubulu
Žízeň
Zachování OECT
CNS Perif. nerv.
systém
Hladká
sval. cév
Srdce
Výdej
Vazopresinu
Celková perif.
rezistence
Srdeční
Výdej
Comparison of sodium and water reabsorption along the tubule
Tubular segment
Proximal tubule
Descending thin limb of Henle´s loop
Ascending thin limb and thick
ascending limb of Henle´s loop
Distal convoluted tubule
Collecting-duct system
Percent of filtered load reabsorbed (%)
Sodium
Water
65
65
0
10
25
0
5
0
4-5
5 (during water-loading)
>24 (during dehydration)
Příjem soli
v
potravě
Nepozorovatelné ztráty
(kůží, plícemi, stolicí)
Vylučování
sodíku do moče
+
-
-
Čistá sodíková
rovnováha
Krevní objem
OECT
ARTERIÁLNÍ
KREVNÍ TLAK
Střední
cirkulační tlak
Žilní
návrat
Srdeční
výdej
RAS
KKS
ANF
NO
Endothelin
Vasopressin
Katecholamíny
Prostaglandíny
Periferní cévní
rezistence
Srdeční frekvence
a srdeční
kontraktilita
Počáteční
vzestup
PCR
Počáteční
vzestup
OECT
Nervové nebo
hormonální podněty
Vazokonstrikční
účinky
OECT
Retence
sodíku a vody
v ledvinách
Efektivní
krevní
objem
Kapacita
cévního řečiště
Vzestup PCR
ARTERIÁLNÍ KREVNÍ TLAK
Srdeční
výdej
Perfůze
tkání
Autoregulační
úprava
rezistence
96
97
98
99
100
Starling’s
experiment
Arterial pressure
or
‘afterload’
Central venous
pressure or ‘filling
pressure’
or ‘preload’ ;
Stroke vol.
101
TK = SV x PCR
(Tepový objem x Srdeční frekvence)
TK = arteriální krevní tlak
SV = srdeční výdej
PCR = periferní cévní rezistence