2016.12.02.
A kardiovaszkuláris rendszer élettana IV. 50. Az artériás vérnyomásszabályozás rövid távú mechanizmusai 51. Az artériás vérnyomás-szabályozás hosszú távú mechanizmusai Domoki Ferenc, December 2 2016.
Kihívások/Célok • Stabil vérnyomásgrádiens fenntartása az életfontosságú szervek (agy, szív) folyamatos, zavartalan ellátása érdekében a belső és a külső környezet akár gyors változásaihoz is adaptálódva. Minden szövet igényét kielégítő perfúzió. • Luxus perfúzió kerülése: „költséges”: több vér, nagyobb szív, fenntartás energiaigénye. Veszély: oxidatív stressz
1
2016.12.02.
Keringésszabályozás
Szisztémás szabályozás
Helyi szabályozás
Fő cél: konstans nyomásgrádiens (∆P) fenntartása főként az artériás középnyomás szabályozása által (MABP)
Fő cél: megfelelő szintű véráramlás kialakítása, ami lokálisan biztosítja a szöveti anyagcsere és funkció igényeit. A hemosztázis és az immunfolyamatok ugyancsak befolyásolják a helyi véráramlást.
A szisztémás keringésszabályozás 1. 2.
Az artériás középnyomás (MABP) renális és hormonális szabályozása a nyomásdiurézis és a volumenreguláció által A MABP idegi szabályozása a vegetatív idegrendszer reflexei által.
2
2016.12.02.
A VÉRNYOMÁS SZABÁLYOZÁSA
∆P = Q x R Q (perctérfogat): Teljes Perifériás Rezisztencia: Térfogat / idő x Arteriolák átmérője Szív pumpafunkció Vénás visszaáramlás (vértérfogat és venokonstrikció)
∆P = MABP-CVP CVP≈ 0 mmHg
Az artériás vérnyomás integrált szabályozása Rövid távú: Baroreceptor rfx
Hosszú távú: Volumenreguláció
folyadékbevitel
vértérfogat
KIR szabályozás: gyors adaptálódó
TPR
PTF
ECV
Art. vérnyomás
Vese & Hormonális szabályozás: lassú hatékony
vese
vizeletképzés
3
2016.12.02.
Vizeletképzés
1. A MABP renális és hormonális szabályozása
folyadékfelvétel
Artériás középnyomás
• A vizeletképzés drasztikusan nő a MABP emelkedésekor= NYOMÁSDIURÉZIS • A vizeletképzés növelése csökkenti a vérnyomást (következő ábra) • A nyomásdiurézis az ozmoés volumenregulációt biztosító hormonok hatására igazodik a só- és folyadékfelvétel napi ingadozásaihoz.
VÉRNYOMÁSSZABÁLYOZÁS VOLUMENREGULÁCIÓVAL: NYOMÁS-DIURÉZIS VÉRNYOMÁS
VIZELETKÉPZÉS
PERCTÉRFOGAT
EXTRACELLULÁRIS ÉS VÉRTÉRFOGAT
VÉNÁS VISSZAÁRAMLÁS NÖVEL
ÁTLAGOS TÖLTÉSI NYOMÁS CSÖKKENT
4
2016.12.02.
VÉRNYOMÁSSZABÁLYOZÁS VOLUMENREGULÁCIÓVAL: A NYOMÁSDIURÉZIS HORMONÁLIS MODULÁCIÓJA PITVARI (ATRIÁLIS) NATRIURETIKUS PEPTID (ANP)
VÉRNYOMÁS
VIZELETKÉPZÉS
RENIN-ANGIOTENZIN-ALDOSZTERON TENGELY (RAS) ARGININ-VAZOPRESSZIN (AVP)
NÖVEL
CSÖKKENT
2. A MABP renális és hormonális szabályozása
Vizeletképzés
ANP ↑ RAS ↑ AVP ↑ folyadékfelvétel
Artériás középnyomás
• ANP fokozza a nyomásdiurézist így csökkentve MABP-ot • A renin-angiotenzinaldoszteron tengely (RAS) csökkenti a nyomásdiurézist emelve MABP-t • Az AVP szintén csökkenti a nyomásdiurézist emelve MABP-t • Ezek a hormonok részletesen a veseműködés élettanánál kerülnek ismertetésre
5
2016.12.02.
A volumenszabályzó hormonok alárendelt jelentőségű DIREKT vazoaktív hatása • Kóros körülmények között ill. magas szuprafiziológiás koncentrációknál ezek a hormonok direkt módon befolyásolhatják a TPR-t: • ANP vazodilatációt okoz (NPR1 receptor, úgy is mint GC-A, cGMP ↑), MABP↓ • Angiotenzin-2 vazokonstrikciót okoz (AT1 receptor, IP3/DAG/Ca2+ ↑), MABP↑ • AVP vazokonstrikciót okoz (V1 receptor, IP3/DAG/Ca2+ ↑), MABP↑
A szisztémás keringésszabályozás 1. 2.
Az artériás középnyomás (MABP) renális és hormonális szabályozása a nyomásdiurézis és a volumenreguláció által A MABP idegi szabályozása a vegetatív idegrendszer reflexei által.
6
2016.12.02.
Otto Loewi fedezte fel, hogy a n. vagus hatását a szívre az acetilkolin mediálja (1926). Az idegműködés kémiai transzmissziójának felfedezéséért Loewi és Sir Henry Hallett Dale közösen kapták meg az „élettani vagy orvosi” Nobel Díjat 1936-ban. Otto Loewi 1873-1961
A KERINGÉS SZISZTÉMÁS IDEGI SZABÁLYOZÁSA Vazomotor központ Erek Vagus
A szimpatikus idegzi be: • szív (pitvarok+kamrák) • erek (arteriolák és vénák) gyakorlatilag VALAMENNYI szervben
Szív
A paraszimpatikus idegzi be: • szív (csak a pitvarok)
Erek
A TPR szabályozásában csak a szimpatikus vesz részt!!!!
7
2016.12.02.
A nyugalmi értónus komponensei NYUGALMI TÓNUS = BAZÁLIS TÓNUS + NEUROGÉN TÓNUS Hormonok Miogén tónus
Szimpatikus vazokonstriktor tónus
Lokális vaszkuláris (endotheliális) faktorok Lokális szöveti humorális faktorok
Az érsimaizom szimpatikus vazokonstriktor beidegzése: a noradrenalin (α-1 metabotróp receptor) ÉS ATP (P2X1 ionotróp receptor) kotranszmisszió!
NE: noradrenalin (norepinefrin), VDCC: feszültségfüggő Ca2+ csatorna, PLC: foszfolipáz C, SR: szarkoplazmás retikulum, GPCR: G-fehérje kapcsolt receptor
8
2016.12.02.
A szimpatikus vazokonstriktor tónus • A szimpatikus vazomotor idegek folyamatos tüzelési aktivitást mutatnak (0.5-2 AP/s), belőlük folyamatos a transzmitter-felszabadulás, így kialakítva a rezisztencierek neurogén vazomotor tónusát. • Fokozott tónus: TPR nő • Csökkent tónus: TPR csökken • A neurogén tónus a bőr > splanchnicus > vázizom > vese rezisztenciaereiben jellemző • Az agyi és a koronáriakeringésben bár van szimpatikus beidegzés, az idegekben gyakorlatilag nincsen tónus, ezek az érterületek NEM vesznek részt a TPR és így a vérnyomás-szabályozásban.
A VÉRNYOMÁS SZABÁLYOZÁSA
∆P = Q x R Q (perctérfogat): Teljes Perifériás Rezisztencia: Térfogat / idő x Arteriolák átmérője Szív pumpafunkció Vénás visszaáramlás (vértérfogat és venokonstrikció)
9
2016.12.02.
KATEKOLAMINOK HATÁSA A KERINGÉSRE
NA/A β-1 a szív serkentése
α-1 Vénák kontrakciója
α-1 Arteriolák kontrakciója
Fokozott vénás áramlás
Fokozott perctérfogat
α-1 / β-2 Kevésbé kifejezett kontrakció a vázizom arterioláiban
x Fokozott TPR
EMELKEDETT VÉRNYOMÁS
Az artériás vérnyomás integrált szabályozása Rövid távú: Baroreceptor rfx
Hosszú távú: Volumenreguláció
folyadékbevitel
vértérfogat
KIR szabályozás: gyors adaptálódó
TPR
PTF
ECV
Art. vérnyomás
Vese & Hormonális szabályozás: lassú hatékony
vese
vizeletképzés
10
2016.12.02.
VAZOMOTOR KÖZPONTOK 2. NYÚLTVELŐ
Rostrális ventrolaterális medulla (RVLM)
Caudális medulla CVLM NTS= nucleus tractus solitarii: AFFERENTÁCIÓ
Baroreceptor zónák és idegek • Carotis sinus – ramus caroticus nervi glossopharyngei (Hering ideg) • Aortaív – rami cardiaci nervi vagi (n. depressor kísérleti állatokban)
Heinrich Ewald Hering 1866-1948
11
2016.12.02.
A baroreceptorok primer szenzoros neuronok, morfológiailag pseudounipolaris neuronok, funkciójukat tekintve interoceptív mechanoreceptorok
A sejttestek a IX és X agyideg érződúcaiban vannak!
A perifériás axonterminálisok a sinus caroticus-ban ill. az aortában a media-adventitia határán ágaznak el
Az artériás baroreceptorok
• Az idegvégződések érzékenyek mind a középnyomás értékére, mind a vérnyomás változására (dP/dt)
12
2016.12.02.
BAROREFLEX PÁLYÁK A NYÚLTVELŐBEN
SZIMPATIKUS IDEGRENDSZER 1. Bemenet:nucleus tractus solitarii (NTS) 2. Serkentő kapcsolat a kaudális ventrolaterális medulla felé (CVLM) 3. Gátló kapcsolat a rosztralis ventrolaterális medulla felé (RVLM)
BAROREFLEX PÁLYÁK A NYÚLTVELŐBEN
PARASZIMPATIKUS IDEGRENDSZER 1.
Bemenet:nucleus tractus solitarii (NTS) 2. Serkentő kapcsolat a nucleus dorsalis nervi vagi felé (dmnX) 3. Serkentő kapcsolat a nucleus ambiguus felé (nA)
13
2016.12.02.
A KARDIOVASZKULÁRIS SZIMPATIKUS és a KARDIÁLIS PARASZIMPATIKUS TÓNUS BAROREFLEX SZABÁLYOZÁSA baroreceptor aktivitás baroreceptor aktivitás
SNA PSNA
Baroreceptor aktivitás Vagus aktivitás (PSNA) Szimpatikus aktivitás (SNA)
A VAGUS ÉS A SZIMPATIKUS AKTIVITÁSA A VÉRNYOMÁS FÜGGVÉNYÉBEN
Aktivitás
• •
Baroreceptor afferens aktivitás
Paraszimpatikus aktivitás (vagus, szívgátló) Szimpatikus aktivitás
Vérnyomás
14
2016.12.02.
CAROTIS SINUS ÉS AORTAÍV BARORECEPTOR REFLEX Carotis sinus baroreceptorok: nyomás ↑
Depresszor
Egyéb hatás: • Légzés ↓ • Izomtónus ↓ • Vazopresszin ↓ • Álmosság
Presszor
IX X SzívSzívfrekvencia ↓ kontraktilitás ↓
Vazodilatáció
Perctérfogat ↓
TPR ↓ Vérnyomás ↓
Aortaív baroreceptorok: nyomás ↑
A vérnyomáscsökkenés hatása fordított: a presszor központ felszabadul a gátlás alól, és vérnyomásemelkedés jön létre.
Baroreceptor kontrol rendszer Rövidítésjegyzék: CO-perctérfogat TPR- teljes perifériás ellenállás HR – szívfrekvencia SV - pulzustérfogat PA-artériás nyomás Pcv –centrális vénás nyomás nts- nc tractus solitarii Na-nc ambiguus Rvlm- rosztrális ventrolaterális medulla Rn – raphe magvak
15
2016.12.02.
A CAROTIS SINUS REFLEX JELENTŐSÉGE
Normális
Gyakoriság
• Azonnali védelem a nagy vérnyomásingadozások ellen. • Biztosítja az agy normális vérellátását (felállás, lefekvés). • A reflex a normális vérnyomástartományban aktív (60-180 Hgmm). • A baroreceptorok adaptálódnak: tartós vérnyomáseltérés korrigálására a reflex nem alkalmas. • A carotis sinus érzékenyebb, mint az aortaív.
Denervált
Vérnyomás (Hgmm)
Art. középnyomás Centrális vénásnyomás szívfrekvencia pulzustérfogat
perctérfogat
Teljes perifériás Teljes perifériás ellenállás ellenállás Hasi, vese és végtag véráramlás A kapacitás erek tónusa A központi vértérfogat
lábtérfogat
16
2016.12.02.
„Alacsony nyomású” – „kardiopulmonáris” baroreceptorok: a vértérfogat és a vénás visszaáramlás érzékelői
a. pulmonalis
Pitvar & v. cava
Kamra feszítési r.
Gyenge depresszor reflexek mindegyik receptorzónából kiválthatók. A jobb pitvar feszítése néhány állatfajban reflexes tachycardiát okoz (Bainbridge reflex). Ingerlésük a vazopresszin-szekréció GÁTLÁSÁN keresztül a vértérfogat-szabályozáson keresztül is csökkentik a vérnyomást.
Vérnyomásszabályozás adaptáció, stressz, és vészhelyzetek esetén 1. Presszor hatású ingerek: fizikai munkavégzés, mentális figyelem/izgalom, hipoxia, hiperkapnia, agyi iszkémia, felszíni (kután) fájdalom 2. Depresszor hatású ingerek: Bezold-Jarisch reflex, oculokardiális reflex, vazovagális syncope, búvár reflex, mély (zsigeri) fájdalom Ezek a hatások csak úgy befolyásolhatják a vérnyomást, ha modulálják a folyamatosan működő baroreceptor reflexet!
17
2016.12.02.
A baroreceptor érzékenység szabályozása Izommunka Vészreakció Agyi iszkémia Intrakraniális nyomásfokozódás (Cushing reflex) Hipoxia/hiperkapnia Felszínes (bőr) fájdalom
Set-point emelése
szimpatikus aktivitás
aktivitás
Set-point csökkentése Vazovagális syncope Mély (zsigeri) fájdalom Kardiopulmonáris baroreceptorok fokozott aktivitása
KEMORECEPTOR REFLEXEK
HYPERCAPNIA
HYPOXIA Hypercapnia Acidózis
MEDULLA Pressor area
n. IX
Acidózis
Glomus caroticum Carotis sinus A. carotis communis Glomus aorticum Aortaív
n. X
Szimpatikus vazokonstrikció → Vérnyomás emelkedik. A szívfrekvencia NEM emelkedik, hanem csökken!
Medulla ventrális felszíne
18
2016.12.02.
GLOMUS CAROTICUM (CAROTIS TEST) ÉS GLOMUS AORTICUM (AORTA TEST) MŰKÖDÉSE • A glomusok saját vérellátással rendelkeznek. • A szövet súlyára számított vérellátás a glomusokban a legnagyobb az egész szervezetben.
O2-érzékeny K-csatorna: fenntartja a nyugalmi potenciált.
O2 K+ NT
HYPOXIA
Glomus sejt
K-akkumuláció
O2
Depolarizáció
K+ NT
Ca2+
• A glomus sejt szekunder érzéksejt, a primer szenzoros neuronnal szinapszist képez.
Feszültségfüggő Cacsatornák nyílnak meg
NT-R
transzmitter-felszabadulás A n. IX és n. X idegvégződése
A IX/X agyideg termináljainak ingerlése
A glomus sejtek működésének néhány részlete még mindig megoldatlan. Modern felfogás szerint több transzmitter is részt vesz a szignál kialakításában (ATP?)
19
2016.12.02.
NYÚLTVELŐI KEMOSZENZITÍV AREÁK Agyi erek
CO2 CO2 + H2O = H2CO3
H+ Kemoszenzitív neuron
HCO3-
Presszor area
KEMORECEPTOR REFLEXEK JELENTŐSÉGE 1. A fő funkció a légzés serkentése. 2. Csak nagyon súlyos hipotenzió (60-80 Hgmm alatt) eredményez olyan fokú hypoxia/hypercapniát, amely a kemoreceptorokon keresztül vazokonstrikció kiváltására képes. 3. Központi idegrendszeri iszkémiás reflex (Cushing reakció) Ισχεµια = ischemia Az agyi iszkémia szöveti acidózist hoz létre a nyúltvelőben, amely a legpotensebb presszor reflexet eredményezi !
20
2016.12.02.
A VÉRNYOMÁS INTEGRÁLT SZABÁLYOZÁSA Vese: Nyomásfüggő vízürítés
Korrekciós képesség (gain)
Vérnyomás-változás Kp.i. ischemiás r.
10 Vasopresszin: Vízürítés
Baroreceptor r.
AngiotenzinAldosteron: Só-vízürítés
Kemoreceptor r.
5
1 1-30 sec Autoreguláció
1-30 min
1-16 óra
1-16 nap
idő
A tartós szabályozás eszköze a térfogatreguláció.
Angiotenzin- Transzkapilláris Vasopresszin: folyadékmozgás vazokonstrikció
NEM TANANYAG! EGYÉB KARDIOVASZKULÁRIS REFLEXEK
• Hideg inger (n. V.) – búvár reflex • Zsigeri fájdalom (pl. tesztikuláris zúzódás) • Oculokardiális reflex (szemgolyó nyomására bradikardia) • Thorakális kemoreflex (Bezold-Jarisch rfx) DEPRESSZOR hatások
• Hideg inger (nn. spinales)Cold pressor test • Szomatikus fájdalom (trauma, égés)
PRESSZOR hatások
21
2016.12.02.
BEZOLD-JARISH REFLEX Gyulladáskeltő anyagok injekciója a coronariába vagy a jobb szívfélbe: NEM TANANYAG!
BEZOLD-JARISH: Légzőközpontok
Szövetkárosodás: Hisztamin Bradykinin
Kemoszenzitív vagus afferens
APNEA
Depressor Pressor
BRADYCARDIA VAZODILATÁCIÓ A szívet és a tüdőt védő reflexek. A szívben levő idegvégződések szelektív ingerlése nem gátolja a légzést.
22
