Kardiovaskulär systemfysiologi, organfunktioner, histologi

han Kardiovaskulära systemet Det är en komplex uppsättning blodkärl som transporterar ämnen mellan celler och blod och mellan blod och miljö. Dess komponenter är hjärtat, blodkärlen och blod.

Kardiovaskulära systemets funktioner är: 1) distribuera syre och näringsämnen mot kroppsvävnader; 2) transportera koldioxid och metaboliska produkter av avfall från vävnaderna till lungorna och utsöndringsorganen; 3) bidra till driften av immunsystemet och med termoregulering.

Källa: Edoarado [CC0]

Hjärtat fungerar som två pumpar, en för lungcirkulation och en för systemisk. Båda cirkulationerna kräver att hjärtkamrar blir ordnade och rör sig ojustriktat blod.

Pulmonal cirkulation är blodflödet mellan lungor och hjärta. Tillåter utbyte av blodgas och lungalveoler. Systemisk cirkulation är blodflöde mellan hjärtat och resten av kroppen, exklusive lungorna. Involverar blodkärl inom och utanför organen.

https: // giphy.com/gifs/mqzmg2t30hwi

Studien av medfödda hjärtsjukdomar har möjliggjort stora framsteg i kunskapen om anatomin i hjärtat av nyfödda och vuxna och av generna eller kromosomerna som är involverade i medfödda defekter.

Ett stort antal hjärtsjukdomar som kontrakterats under livet beror på faktorer som ålder, kön eller familjehistoria. En hälsosam kost, fysisk träning och mediciner kan förhindra eller kontrollera dessa sjukdomar.

Tillförlitlig diagnos av sjukdomar i cirkulationssystemet har varit möjlig tack vare tekniska framsteg för att få bilder. På samma sätt har framstegen inom kirurgi tillåtit de flesta medfödda defekter, och många icke -kantitalsjukdomar kan åtgärdas.

[TOC]

Hjärtans anatomi och histologi

Kameror

Hjärtat har en vänster sida och en annan funktionellt annorlunda. Varje sida av de två kamerorna, en överlägsen kallad atrium och en lägre ventrikel. Båda kamerorna består huvudsakligen av en speciell typ av muskler som kallas hjärt.

Atriumen eller övre kamrarna separeras av interatrial septum. Ventriklarna eller lägre kameror separeras av det interventrikulära septum. Väggen i den högra atriumet är tunn, tre vener släpper ut blodet inuti: de övre och nedre cava -venerna och kranskärlen sinus. Detta blod kommer från kroppen.

Hjärtdelar. Källa: diagram_of_the_human_heart_ (beskuren) _pt.SVG: Rhcastilhosderivative Work: Ortisa [Public Domain]

Väggen i vänster atrium är tre gånger tjockare än höger. Fyra lungvägar släpper ut syresatt blod i det vänstra atriumet. Detta blod kommer från lungorna.

Väggarna i ventriklarna, särskilt vänster, är mycket tjockare än för atriumen. Från den högra ventrikeln, lungartären, som leder blodet till lungorna. Från vänster kammare, aorta, som leder blodet till resten av kroppen.

Ventriklarnas inre yta är chantad, med strålar och muskelband, kallade carneae trabeculae. Papillära muskler projiceras inom kaviteten i ventriklarna.

Ventiler

Varje öppning av ventriklarna skyddas av en ventil som förhindrar att blodflödet återgår. Det finns två typer av ventil: atrioventrikulär (mitral och trichuspide) och semi -a -semi -a -aortic).

Mitralventilen, som är bicuspid, kommunicerar vänster atrium (atrium) med ventrikeln på samma sida. Tricuspid -ventilen kommunicerar atrium (atrium) rätt med ventrikeln på samma sida.

https: // giphy.com/gifs/location-fvxoo4pp6uck

Cusps är endokardiella veck (ett förstärkt membran med fibrös bindväv) med en arkformad form. Cusps och papillärmusklerna i atrioventrikulära ventiler är länkade av strukturer, kallade Chordae tendinae, Fina strängar formade.

Semilunar -ventiler är fickformade strukturer. Lungventilen, bestående av två flingor, ansluter den högra ventrikeln med lungartären. Aortaventilen, sammansatt av tre flingor, ansluter vänster ventrikel med aorta.

Ett fibröst bindningsband (Annulus fibrosus), som skiljer atriumen från ventriklarna, ger ytor för muskelföreningen och insättningen av ventilerna.

Vägg

Hjärtväggen består av fyra lager: endokard (inre skikt), myokardium (internt mellanlager), epikardium (yttre mellanlager) och perikardium (yttre lager).

Endocardium är ett tunt lager av celler som liknar endotelet i blodkärl. Myokardium innehåller de kontraktila elementen i hjärtat.

Myokardium består av muskelceller. Var och en av dessa celler har myofibriller som bildar kontraktila enheter som kallas sarkomer. Varje sarkomero har aktinfilament som projiceras från motsatta linjer och är organiserade runt myosin tjocka filament.

Epicardium är ett lager av mesotelceller penetrerade av kranskärl som går till myokardiet. Dessa kärl ger arteriellt blod till hjärtat.

Pericardium är ett slappt lager av epitelceller som vilar på bindväv. Bildar en membranväska där hjärtat är suspenderat. Det är bundet under membranet, på sidorna till pleura och vid bröstbenets front.

Vaskulär systemhistologi

Stora blodkärl delar en tre -skiktstruktur, nämligen: Intime Tunika, Medium Tunika och äventyrlig tunika.

Den intima tuniken, som är det mest inre skiktet, är en endotelcellmonolag som täcks av elastisk vävnad. Detta skikt styr vaskulär permeabilitet, vasokonstriktion, angiogenes och reglerar koagulering.

Kan tjäna dig: typer av skalle i människan

Den intima tuniken i venerna i armar och ben har ventiler som förhindrar blodflödet och adresserar det mot hjärtat. Dessa ventiler består av endotel och låg bindväv.

Den genomsnittliga tuniken, som mellanlagret är separerad från det intima med ett inre elastiskt ark, bestående av elastin. Mellanrocken består av glatta muskelceller, inbäddade i en extracellulär matris och elastiska fibrer. I artärerna är den genomsnittliga tuniken tjock, medan den i venerna är tunn.

Adventicia Robe, som är det yttersta lagret, är den starkaste av de tre lagren. Det består av kollagen och elastiska fibrer. Detta lager är en begränsande barriär, som skyddar fartygen från expansion. I stora artärer och vener innehåller äventyrliga Vasa vasorum, Små blodkärl som matar den vaskulära väggen med syre och näringsämnen.

Hjärtfysiologi

Drivsystem

Regelbunden hjärtkontraktion är resultatet av den inneboende rytmen i hjärtmuskeln. Sammandragningen börjar i förmakarna. Följ sammandragningen av ventriklarna (förmaks- och ventrikulär systol). Följ avslappningen av förmaks- och ventrikulära kameror (diastol).

Ett specialiserat hjärtkörningssystem ansvarar för att skjuta elektrisk aktivitet och överföra det alla delar av myokardiet. Detta system består av:

- Två små massor av specialiserat tyg, nämligen: Node Butatrial (Node SA) och atrioventrikulär nod (AV -nod).

- Hans stråle med sina grenar och Purkinje -systemet, som ligger i ventriklarna.

I hjärtat av människor är SA -noden belägen i höger atrium, bredvid den övre venen cava. AV -noden är belägen till höger bakifrån av interatrial septum.

Rytmiska hjärtkontraktioner har sitt ursprung med en elektrisk impuls som genereras spontant i SA -noden. Hastigheten för den elektriska impulsgenerationen styrs av pacemakercellerna i denna nod.

Impulsen som genereras i SA -noden passerar genom AV -noden. Sedan fortsätter det genom skinan på hans och dess grenar mot Purkinje -systemet, i den ventrikulära muskeln.

Hjärtmuskel

Hjärtmuskelceller är anslutna med varandra skivor. Dessa celler är kopplade till varandra i serie och parallellt och bildar därmed muskelfibrer.

Cellmembranen i de isär skivorna som slogs samman med varandra som bildar permeabla kommunikationsfogar som möjliggör snabb diffusion av joner och därmed den elektriska strömmen. Eftersom alla celler är elektriskt anslutna sägs det att hjärtmuskeln är funktionellt en elektrisk syncy.

Hjärtat består av två synkronisering:

- Det av atriumet, som består av atrios väggar.

- Ventrikulären, bestående av väggarna i ventriklarna.

Denna division av hjärtat tillåter atriumen att sammandras på kort tid före sammandragningen av ventriklarna, vilket gör att pumpen av hjärtat är effektivt.

Hjärtmuskelhandlingspotential

Fördelningen av joner genom cellmembranet ger en skillnad i den elektriska potentialen mellan inre och utsidan av cellen, som kallas membranpotential.

Den vilande membranpotentialen för en hjärtcell från däggdjur är -90 mV. En stimulans ger en handlingspotential, vilket är en förändring i membranpotentialen. Denna potentiella sprider sig och ansvarar för början av sammandragningen. Handlingspotentialen sker i faser.

I depolarisationsfasen stimuleras hjärtcellen och öppningen av spänningsberoende natriumkanaler och natriuminträde i cellen produceras. Innan kanalerna är stängda når membranpotentialen +20 mV.

I den första repolarisationsfasen stängs natriumkanaler, cellen börjar ompolarisera och kaliumjoner lämnar cellen genom kaliumkanaler.

I platåfasen äger öppningen av kalciumkanaler och den snabba stängningen av kaliumkanaler. Den snabba repolariseringsfasen, stängningen av kalciumkanaler och den långsamma öppningen av kaliumkanaler gör att cellen återgår till sin vilopotential.

Avtalslat svar

Öppningen av kalciumkanaler, spänning beroende på muskelceller, är en av depolarisationshändelserna som tillåter CA⁺² Mellan myokardium. Ca⁺² Det är en effekt som parar depolarisering och hjärtkontraktion.

Efter depolariseringen av cellerna inträffar inträde i CA⁺², som utlöser befrielsen av CA⁺² Ytterligare, genom CA -känsliga kanaler⁺², I den sarkoplasmiska retikulum. Således ökar koncentrationen av CA hundra gånger⁺².

Det kontraktila svaret från hjärtmuskeln börjar efter depolarisering. När muskelceller repolariseras, reabsoriserar den ahapoplastiska retikulum överskottet CA⁺². CA -koncentration⁺² återgår till sin ursprungliga nivå, vilket gör att musklerna kan slappna av.

Uttalandet från Heart Starling -lagen är "Energin som släpps under sammandragning beror på längden på den ursprungliga fibern". I vila bestäms fibrernas initiala längd av graden av diastolisk fyllning av hjärtat. Trycket som utvecklats i ventrikeln är proportionell mot ventrikelens volym i slutet av fyllningsfasen.

Kan tjäna dig: alveolärt ben

Hjärtfunktion: hjärtcykel och elektrokardiogram

I sen diastol är mitral- och tricuspidventiler öppna och aortakostnader och lungventiler är stängda. Under hela diastolen kommer blodet in i hjärtat och fyller atrium och ventriklar. Fyllningshastigheten minskar när ventriklarna expanderar och AV -ventilerna stänger.

Kontraktionen av musklerna i atriumen, eller förmakssystolen, minskar hålen i de övre och nedre cava -venerna och lungvenen. Blod tenderar att stanna i hjärtat för trögheten i rörelsen av inkommande blod.

Ventrikulär sammandragning, eller ventrikulär systol, börjar och AV -ventiler stänger. Under denna fas förkortar den ventrikulära muskeln lite och myokardet pressar blodet på ventrikeln. Detta kallas isovolumetriskt tryck, det varar tills ventrikens tryck överskrider trycket i aorta och lungartär och dess ventiler öppnas.

Mätningen av fluktuationer i potentialen i hjärtcykeln återspeglas i elektrokardiogrammet: P -vågen produceras genom depolariseringen av förmakarna; QRS -komplexet domineras av ventrikulär depolarisering; T -vågen är repolariseringen av ventriklarna.

Drift av cirkulationssystemet

https: // giphy.com/gifs/yejldeptwapsmin6buf

Komponenter

Cirkulation är uppdelad i systemisk (eller perifer) och lung. Komponenterna i cirkulationssystemet är venerna, vénulorna, artärerna, arteriolerna och kapillärerna.

Vénulas får blodet från kapillärerna och smälter gradvis med stora vener. Venerna leder blodet tillbaka till hjärtat. Trycket i det venösa systemet är lågt. Kärlen är tunna men muskler tillräckligt för att dra sig och expandera. Detta gör att de kan vara en blodkontrollerbar reservoar.

Arterierna har transportens funktion under högt tryck till vävnaderna. På grund av detta har artärer starka vaskulära väggar och blodrörelser i hög hastighet.

Arteriolerna är små konsekvenser av arterialsystemet, som fungerar som kontrollkanaler genom vilka blodet transporteras till kapillärerna. Arterioler har starka muskelväggar som kan sammandras eller försenas flera gånger. Detta gör att artärer kan förändra blodflödet efter behov.

Kapillärerna är små kärl i arteriolerna som tillåter utbyte av näringsämnen, elektrolyter, hormoner och andra ämnen mellan blod och interstitiell vätska. Kapillärernas väggar är tunna och har många porer som är permeabla för vatten och små molekyler.

Tryck

När ventriklarna kontrakterar ökar det inre trycket från den vänstra kammaren från noll till 120 mm Hg. Detta gör aortaventilen öppen och blodflödet förvisas mot aorta, som är den första artären i systemisk cirkulation. Maximalt tryck under systol kallas systoliskt tryck.

Sedan stängs aorta -ventilen och vänster ventrikel slappnar av, så att blod kan komma in från vänster atrium genom mitralventilen. Avkopplingsperioden kallas diastol. Under denna period faller trycket till 80 mm Hg.

Skillnaden mellan systoliskt och diastoliskt tryck är därför 40 mm Hg, som kallas pulstryck. Det arteriala trädkomplexet minskar trycket från pulseringarna, vilket orsakar, med få pulsationer, blodflödet är kontinuerligt mot vävnaderna.

Kontraktionen av den högra ventrikeln, som förekommer samtidigt med vänstern, skjuter blodet genom lungventilen och till lungartären. Detta är uppdelat i små, arterioler och kapillärer av lungcirkulation. Lungtrycket är mycket lägre (10-20 mm Hg) än systemstrycket.

Cirkulationssvar på blödning

Blödningar kan vara externa eller inre. När de är stora kräver de omedelbar läkarvård. En betydande minskning av blodvolymen orsakar ett blodtrycksfall, vilket är kraften som rör blod i cirkulationssystemet för att ge syre som vävnader behöver för att hålla sig vid liv.

Fallet i blodtrycket uppfattas av baroreceptorer, som minskar dess urladdningshastighet. Kardiovaskulära mitten av den avlånga medulla som ligger vid basen av hjärnan upptäcker minskningen av aktiviteten hos basoreceptorerna, som släpper ut en serie homeostatiska mekanismer som försöker återställa det normala blodtrycket.

Det medullära kardiovaskulära centrumet ökar den sympatiska stimuleringen av noden men den höger -naturliga, som: 1) ökar hjärtmuskelns sammandragningskraft, vilket ökar volymen av blod som pumpas i varje pulsering; 2) Öka antalet pulsationer per tidsenhet. Båda processerna ökar blodtrycket.

Samtidigt stimulerar det medullära hjärt -kärlcentret sammandragningen (vasokonstriktion) av vissa blodkärl, vilket tvingar en del av blodet att de innehåller rörelser till resten av cirkulationssystemet, inklusive hjärtat, ökar blodtrycket.

Cirkulationssvar på träning

Under träning ökar kroppsvävnaderna deras behov av syre. Därför bör blodpumpningshastigheten genom hjärtat under den extrema aeroba övningen stiga från 5 till 35 liter per minut. Den mest uppenbara mekanismen för att uppnå detta är ökningen i antalet hjärtpulsationer per tidsenhet.

Kan tjäna dig: haustras

Ökningen av pulsationer åtföljs av: 1) arteriell vasodilatation i muskulaturen; 2) vasokonstriktion i matsmältnings- och njursystem; 3) Vasokonstriktion av vener, som ökar den venösa återgången till hjärtat och därför mängden blod som det kan pumpa. Således får muskulaturen mer blod och därför mer syre

Nervsystemet, särskilt.

Embryologi

I vecka 4 i den mänskliga embryonala utvecklingen börjar cirkulationssystemet och blodet bildas i ”blodölet” som visas på mesodermalväggen i Vitelino -säcken. För närvarande börjar embryot vara för stort för att syrefördelningen endast ska göras genom diffusion.

Det första blodet, konsekvent av kärnbildade erytrocyter såsom reptiler, amfibier och fisk, härstammar från celler som kallas hemangioblaster, belägna i "blodöarna".

I veckor 6-8 börjar blodproduktionen, konsekvent av erytrocyter utan kärn som är typisk för däggdjur, att flytta till levern. Mot månad 6 koloniserar erytrocyter benmärgen och dess leverproduktion börjar minska, upphör under den tidiga nyfödda perioden.

Embryniala blodkärl bildas av tre mekanismer:

- Koalescens in situ (vaskulogenes).

- Föregångare (angioblaster) endotelisk cellmigration till organen.

- Utveckling från befintliga kärl (angiogenes).

Hjärtat uppstår från mesoderm och börjar slå under den fjärde graviditeten. Under utvecklingen av cervikala och cephaliska regioner bildar de tre första gillbågarna i embryot det karotiska arteriella systemet.

Sjukdomar: partiell lista

Aneurysm. Breddning av ett svagt segment av en artär orsakad av blodtryck.

Arytmi. Avvikelse av hjärtfrekvensens normala regelbundenhet på grund av en defekt i den elektriska ledningen av hjärtat.

Ateroskleros. Kronisk sjukdom orsakad av deponering (plattor) av lipider, kolesterol eller kalcium i det stora arteriens endotel.

Medfödda defekter. Anomalier av genetiskt eller miljömässigt ursprung i cirkulationssystemet som finns vid födseln.

Dyslipidemier. Onormala nivåer av blodlipoproteiner. Lipoproteiner överför lipider mellan organ.

Endokardit. Inflammation av endokardiet som produceras av en bakteriell och ibland svampinfektion.

Cerebrovaskulär sjukdom. Plötsliga skador på grund av en minskning av blodflödet i en del av hjärnan.

Valvulär sjukdom. Mitral ventil misslyckas med att förhindra felaktigt blodflöde.

Misslyckad hjärt-. Oförmåga hos hjärtat av att samarbeta och avkoppla effektivt, minska deras prestanda och begå cirkulation.

Hypertoni. Blodtryck större än 140/90 mm Hg. Det producerar aterogenes vid skadligt endotel

Hjärtattack. Myokarddöd orsakad av avbrottet i blodflödet av en trombus fast i en kranskärl.

Åderbråck och hemorrojder. En varice är en ven som har avslappnad av blod. Hemorrojder är uppsättningar av åderbråck i anus.

Referenser

1. Aaronson, s. Yo., Ward, j. P.T., Wiener, c. M., Schulman, s. P., Gill, j. S. 1999. Det kardiovaskulära systemet i en överblick Blackwell, Oxford.
2. Artman, m., Benson, D. W., Srivastava, D., Joel B. Steinberg, J. B., Nakazawa, m. 2005. Kardiovaskulär utveckling och medfödda missbildningar: Molekylära och genetiska mekanismer. Blackwell, Malden.
3. Barrett, K. OCH., Brooks, h. L., Barman, s. M., Yuan, j. X.-J. 2019. Ganongs granskning av medicinsk fysiologi. McGraw-Hill, New York.
4. Burggren, w. W., Keller, b. B. 1997.Utveckling av kardiovaskulära system: Molekyler till organismer. Cambridge, Cambridge.
5. Dzau, v. J., Duke, J. B., Liew, C.-C. 2007. Kardiovaskulär genetik och genomik för kardiologen, Blackwell, Malden.
6. Bonde, c. G.1999. Utvecklingen av ryggradens hjärt-lungsystem. Årlig översyn av fysiologi, 61, 573-592.
7. Blick, D. C. 2012. Det kardiovaskulära systemet - fysiologi, diagnostik och kliniska implikationer. Intech, rijaka.
8. Gittenberger-de Groot, a. C., Bartelings, m. M., Bogers, j. J. C., Start, m. J., Poelmann, r. OCH. 2002. Embryologin i den vanliga arteriella stammen. Framsteg inom pediatrisk kardiologi, 15, 1-8.
9. Gregory k. Snyder, g. K., SheaFor, b. TILL. 1999. Röda blodkroppar: mittpunkten i utvecklingen av ryggradscirkulationssystemet. Amerikansk zoolog, 39, 89-198.
10. Hall, j. OCH. 2016. Guyton och Hall Textbook of Medical Physiology. Elsevier, Philadelphia.
11. Hempleman, s. C., Warburton, s. J. 2013. Karotisekroppens jämförande embryologi. Andningsfysiologi och neurobiologi, 185, 3-8.
12. Muñoz-chápuli, r., Carmona, r., Guadix, J. TILL., Macías, D., Pérez-Pomares, J. M. 2005. Ursprunget till endotelcellerna: En evo-devo-strategi för ryggradslösa/ryggradsövergången av cirkulationssystemet. Evolution & Development, 7, 351-358.
13. Rogers, k. 2011. Det hjärt -kärlsystemet. Britannica Education Publishing, New York.
14. Safar, m. OCH., Frohlich, e. D. 2007. Atherosclerosis, långa artärer och kardiovaskulär risk. Karger, Basel.
15. Saksen, f. B. 2008. Atlas av lokala och systemiska tecken på hjärt -kärlsjukdom. Blackwell, Malden.
16. Schmidt-rhaesa, a. 2007. Utvecklingen av organsystem. Oxford, Oxford.
17. Taylor, r. B. 2005. Taylors hjärt -kärlsjukdomar: en handbok. Springer, New York.
18. Topol, e. J., et al. 2002. Lärobok för kardiovaskulär medicin. Lippinott Williams & Wilkins, Philadelphia.
19. Whittemore, s., Cooley, D. TILL. 2004. Cirkulationssystemet. Chelsea House, New York.
20. Willerson, J. T., Cohn, j. N., Wellens, h. J. J., Holmes, D. R., Jr. 2007. Kardiovaskulär medicin. Springer, London.