-
2012.09.18.
1
A vrkerings biofizikja
Talin Csaba GborPTE, Biofizikai Intzet
2012.09.18.
MRI felvtel
A keringsi rendszer
Mirt ramlik a vr?
Szv ltal ltrehozott nyomsgrdiens
= = ~ =
Vrnyoms: az raml vr ltal kifejtett nyoms az rfalakra, illetve a
vele szomszdos vrtrfogatra
A szv szakaszos mkdse miatt a vrnyoms is ritmusosan vltozik
A vren vgigfut nyomshullm mozgsba hozza az rfalat: kitguls s
elernyeds
tapinthat (pulzus) s mrhet
Legnagyobb rtk: szisztols vrnyoms Legkisebb rtk: diasztols
vrnyoms
p
p
p
A vr kinetikai energija rszben az rfal potencilis (elasztikus)
energijv alakul
= !" +13('(' !")
-
2012.09.18.
2
Vrnyoms
10 centimterenknt
= -./ = 0,1 1.0655 9,81
8
= 1.045: = ;, ??
Szisztols (Hgmm) Diasztols (Hgmm)
Bal kamra 120 0
Aorta 120 75
Venae cavae ~ 0 ~ 0
Jobb pitvar 4,5 -4,5
Jobb kamra 35 0
Tdartria 35 7-9
Tdvna 7 7
Bal pitvar 4,5 -4,5
Feji artrik (~ +50cm) ~ 80
Lb als artrii (~ -100cm) ~ 200 = -
Perifris keringsPerifris kerings feladata: egyenletes, egyirny s
laminris (viszonylag lass) ramls fenntartsa
Lerhat a hidrodinamikai trvnyek alapjn
1. Kontinuitsi egyenlet @ = 8A@ B@ = A8 B8
= C!D
!E@A = CA!
D
!E@
A B = A B = llandEzt mdostja:
erek rugalmassga szv szakaszos mkdse vrtrfogat vltozsa
(nyirokkpzds)
AM"N!OO/!'A"P/Q" R 750
Perifris ellenlls
2. Hagen-Poiseuille trvny = (T =) U
V
8 W
X = Y Znyomsgrdiens ellenllsvertrfogat
Az ellenlls az egyes rszakaszokon eltr, s fgg a nyomsesstl vr
viszkozitstl erek keresztmetszettl
Disztributv erek nagy nyoms aorta, artrikRezisztenciaerek nagy
ellenlls arteriolkDiffuzv erek kis sebessg, filtrci
kapillrisokKapacitv erek alacsony nyoms vnk, nyirokerek
-
2012.09.18.
3
Nyomsess
Kirchoff trvnyek:
soros kapcsols
prhuzamos kapcsols
[/[ =@ + 8 ++ D
1[/[ =
1@ +
18 ++
1D
Sok kis prhuzamos alvrkr Kisebb ered ellenlls Az ramls helyi,
fggetlen szablyozsa Jobb oxignellts Sorba kapcsolt kapillrisok csak
specilis helyeken (pl. kt vrkr is!)
Aneurizma
A1n cskken n
pozitv visszacsatols
kontinuitsiegyenlet
Bernoullitrvnye
A2
v1
v2
p1
p2
Viszkozits
A viszkozits miatt a mozgsi energia hv alakul s a vrnyoms
lecskken
A vr tlagos viszkozitsa ~4,5 mPas
Fgg a1. hematokritrtktl (pl. leukmia)
2. plazmafehrjk koncentrcijtl (pl. globulinmia)
3. sejtes elemek (vvt) deformlhatsgtl
hasonl mret szilrd rszecskk szuszpenzija tglakemny, a 95%
vvt-szuszpenzi viszkozitsa csak ~20 mPas
-
2012.09.18.
4
4. vvt aggregcis kpessgtl (nveli a viszkozitst)
5. ramlsi sebessgtl
6. rtmrtl (Fhrus-Lindqvist effektus)
rouleaux
Segr-Silberberg effektus
plazmaleflzs
sejtmenteszna
rkeresztmetszet
trfogati ramerssg s vrnyoms legfontosabb szablyozsi mdja:idegi s
hormonlis (katekolaminok)
jelents mennyisg simaizmot tartalmaz erekben: muscularis artrik
s arteriolk
= (T =) U
V
8 W
@ =]8 @ =^_8
Az ramls ltalban a kritikus sebessg alatti, laminris Egyes
helyeken (billentyk, rszklet) felgyorsulhat, ami turbulencit okoz
Ez klnfle zrejekknt (szvhangok, Korotkov-hang) rzkelhet
Szvciklus
Kamrasystole 0,3s Isovolumetrikus kontrakci Ejekci
Kamradiastole 0,5s Isovolumetrikus relaxci Gyors kamratelds
Diastasis Pitvari systole
Pitvarsystole 0,1s Pitvardiastole 0,7s
Ingerkpzs
-
2012.09.18.
5
Szvciklus
http://library.med.utah.edu/kw/pharm/hyper_heart1.html
Szvciklus
1. Isovolumetrikus kontrakci Minden billenty zrva
(AV billentyk zrdsa s a semilunaris billentyk nyitdsa kzti
szakasz) Emiatt a trfogat lland a nyoms meredeken emelkedik
A kamra kzel gmbalakot vesz fel (adott feszls mellett a maximlis
nyoms)
EKG: R-cscstl az ST szakasz kezdetig Els szvhang
(AV billenty zrdsa miatti turbulencia)
Szvciklus
2. Ejekci Gyors s lass szakasz Kamrai nyoms nagyobb lesz, mint
az aortban A semilunaris billentyk megnylnak Kamratrfogat gyorsan,
majd lassabban cskken Vrnyoms az aortban elri a kamrai nyomst,
gy az aortabillenty zrdik EKG: S-cscstl a T-cscs vgig
Szvciklus
3. Isovolumetrikus relaxci Kamrai nyoms gyorsan cskken, a kamra
trfogata minimlis Kamranyoms a pitvari s az aortanyoms kz esik Ezrt
a semilunaris billentyk is zrdnak Az ers sszehzds a kamrban
elasztikus ert hozott ltre,
amely most visszahzza a kamrt, gy a nyoms 0 Hgmm is lehet Msodik
szvhang (a semilunaris billentyk zrdst ksr turbulencia)
-
2012.09.18.
6
Szvciklus
4. Gyors kamratelds Az elz hrom szakaszban a pitvarok diastolba
kerltek, s megteltek,
bennk a nyoms megntt Kamrai nyoms a pitvari nyoms al esik, az AV
billentyk megnylnak Kamratrfogat gyorsan nvekszik, a vr ide ramlik
a pitvarokbl A tguls miatt a vrnyoms a kamrban a minimumon van
Harmadik szvhang (ltalban kros llapotokban, a tl gyors passzv
kamratelds miatt pl. DCHF, MI, magas vrnyoms, billentyzavar)
5. Diastasis Lassul kamratelds
Szvciklus
6. Pitvari systole A pitvar izomzata sszehzdik, benne megn a
vrnyoms Az eddigi passzv kamrai teldst csak tovbbi 8-10%-kal nveli
meg A venae cavae belsejben tmenetileg megreked a vr Az sszehzds
gyorsan vget r, utna megint cskken a pitvari
vrnyoms EKG: a sinuscsomban ingerlet kpzdik, amely rterjed a
pitvarokra (P-
hullm), majd a pitvar-kamrai csomhoz halad (PQ-szakasz) Negyedik
szvhang (ltalban kros llapotokban, ha a pitvari rls a
kontrakci utn r vget pl. HCHF, tdembolia, billentyzavar)
Pumpamkds
Perctrfogat = pulzustrfogat x szvfrekvencia
Pulzustrfogat = vgdiasztols trfogat vgszisztols trfogat
70
BBx75
BB
5.250
Naponta ~ 108.000 szvvers (75x60x24)~ 7.560 L vr tovbbtsa
(5,25x60x24)
vente ~ 40 milli szvvers~ 2,76 milli L (2.760m3) vr tovbbtsa
120 ) 50 ;c?d
fizikaimunka
nyugalom
-
2012.09.18.
7
A pulzustrfogat sszetevi
Ejekcis frakci (EF)A pulzustrfogat s a vgdiasztols trfogat
arnya
Elterhels (preload) Vgdiasztols nyoms vagy trfogat a kamrban
Szvizom(sejt) sszehzds eltti terhelse/megnylsa Szvbe visszatr vr
hatst jelenti (tltdsi nyoms) Nveli a sarcomer hosszt Meghatrozi a
vns nyoms s a vns visszaramls
Utterhels (afterload) A vr kilkshez szksges feszls a kamrafalban
A kamra ltal a semilunaris billenty megnylshoz kifejtend nyoms
Meghatrozi a szisztms ellenlls/aortanyoms s a pulmonris nyoms
e 75
125 60%
A pulzustrfogat sszetevi
Kontraktilits A szvizomsejtek ltal sszehzdskor kifejtett er
Frank-Starling trvny: a pulzustrfogat egyenesen arnyos a
vgsystols kamratrfogattal nagyobb elterhels a szvizomsejtek nagyobb
feszlst (nagyobb
sarcomerhossz) okozza, ami fokozza a kontraktilitst
A szvizom
1,0m
1,6m
Tovbbi hats: az izomrost feszlse fokozza a troponin-C
Ca-rzkenysgt, ami nveli az aktin-miozin kereszthidak szmt
-
2012.09.18.
8
A szv munkja
Trfogat-nyoms diagramA. Mitrlis billentyk zrdnakB. Aortabillenty
nylikC. Aortabillenty zrdikD. Mitrlis billentyk nylnak
ph 100Hgmm 13,5kPa
ph 3Hgmm 0,5kPa
statikuskomponens t u
kinetikuskomponens ^
]v wh]
x 13 105: 70 10yzx + 0,5 0,07 (0,5
)8
910mJ + 9mJ |]cv}
jobbkamr 160mJsszesen ^, ^}
teljestmny: P 1,1J
0,8s ^,
sszefoglals
A keringsi rendszer felptse
A vrnyoms
A perifris ellenlls Nyomsess Viszkozits rkeresztmetszet
A szvciklus esemnyei
A perctrfogat s sszetevi
A szv munkja
KSZNM A FIGYELMET!
-
2012.09.18.
9
