Herz und Kreislauf

Themenblock für das 3. Semester Medizin UZH

Themenblock für das 3. Semester Medizin UZH


F. M.
Diese Karteikarten bieten einen umfassenden Überblick über die Physiologie des Herz-Kreislauf-Systems auf Universitätsniveau. Sie behandeln zentrale Themen wie Blutdruckregulation, Herzfunktionskurven, Baroreflexe und die Regulation verschiedener Organkreisläufe, einschließlich der Lunge, Leber und des Myokards. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Medizinstudenten, die sich auf Prüfungen vorbereiten, da sie komplexe Zusammenhänge und Mechanismen verständlich darstellen.
Flashcards
126
Students
5
Language
German
Category
Medical
Level
University
Created / Updated
17.10.2016 / 26.01.2020

Flashcards

Herzelektrophysiologie ( Therapien )

· nicht invasiv:

   · Medikamente  ( Antiarrhythmika )

 

· invasiv:

   · Pacemaker  ( Schrittmaker )

   · Radiofrequenz Kathetherablation ( Verbrennungen ) von Arrythmie-Herden / Verbindungen

Laplace-Gesetz

· Sprengkraft ( p · π · r2 )  =  zusammenhaltende Kraft ( K · 2πr · d )

· \(p = K · {2d \over r}\)   ( K = Wandspannung / d = Wanddicke / r = Innenradius )

· \(K = p · {r \over 2d}\)

 

· Beispiel Systole:

   · Kammerradius nimmt ab / Wanddicke nimmt zu  →  Wandspannung nimmt ab, obwohl Druck zu nimmt

 

· zu dicke Wand führt zu Perfusionsproblemen

Herz - Hypertrophie

· Herzdilatation:   verlängerte Myozyten >> verbreiterte Myozyten  ( starke Fibrose / Herz-Störung )

· pathologisch:   verlängerte Myozyten < verbreiterte Myozyten  ( Fibrose / evt. Herz-Störung )

· physiologisch:   verlängerte Myozyten > verbreiterte Myozyten  ( keine Fibrose / keine Herzstörung )

 

· bei einer physiologischen Hypertrophie kommt auch Hyperplasie vor

Aneurysma

· Vergrösserung des Gefässquerschnittes  ( v.a. in Hirnarterien + Aorta )

· Wandspannung ist erhöht  ( → Laplace-Gesetz )

Herzarbeit

· Arbeit = Volumen x Druck  ( inkl. Restvolumen )

 

Herzarbeit ( Gleichgewichtskurven im pV-Diagramm )

1   Ruhe-Dehnungskurve / passive Füllung  ( Ventrikelvolumen in Abhängigkeit des Füllungsdrucks )

2   Isovolumetrische Druckmaxima  ( Maximaldruck gegen geschlossen Klappe bei geg. Volumen)

3   Isobare Druckmaxima  ( Minimalvolumen bei Kontraktion gegen Füllungsdruck )

4   Unterstützungsmaxima  ( Verbindung zwischen isovolumetrischen und isobaren Druckmaxima )

 

· gelbe Fläche:  erhöhte Auswurffraktion wegen geringem Afterload ( = arterieller Druck ) → kleines Restvolumen

· rote Fläche:  vermindertes Auswurfvolumen mit erhöhtem Druck wegen erhöhtem Afterload → grosses Restvolumen

Energieverbrauch des Herzens

· Herz (0.5% des Körpergewichts) verbraucht 10% der bereitgestellten Energie

 

· Energiequellen:   ⅓ Laktat  /  ⅓ Glukose  /  ⅓ Fettsäuren

 

· Energieverbrauch:   Druck-Volumen-Arbeit (75%) / Erzeugung der Pulswelle (23%) /  kinetische Energie (2%)

   · Druckerhöhung von Blut, das nicht ausgeworfen wird ist "verlorene" Energie  ( hoher Blutdruck + ESV ist schlecht )

Durchblutungsregulation

· lokale Regulationsmechanismen:

   · lokale Metaboliten ( CO2 / pH / K+ )

   · parakrine Stoffe über Interstitium / Kapillaren ( ATP / Adenosin / NO / Prostaglandine / ... )

intrakardiale Anpassung  ( Frank-Starling-Mechanismus )

· Anpassung von Füllung und Auswurfleistung des Herzens

· ermöglicht, dass beide Herzkammern gleiches Schlagvolumen haben

1.  erhöhte Vorlast  ( EDV / Preload / Füllungsdruck )

2.  verstärkte Kontraktion  ( Dehnung → Sensitivierung der Myofilamente + erhöhte Ca2+-Ausschüttung )

3.  erhöhte Druck-Volumen-Arbeit  ( Schlagvolumen und/oder endsystolischer Druck ist erhöht )

 

1.  erhöhte Nachlast  ( Aortendruck / Afterload )

2.  erhöhte Kontraktionskraft

3.  verringertes Schlagvolumen  ( da kürzere Auswurfphase )

4.  erhöhte Vorlast in der nächsten Kontraktion → s. oben

extrakardiale Regulation  ( positive Inotropie )

1.  Sympathikus aktiviert β1-Rezeptoren*  ( G-Protein → AC → cAMP → PKA )

2.  L-Typ Ca2+-Kanäle (in Plasmamembran) werden phosphoryliert / geöffnet

3.  Ca2+ öffnet Ryanodin-Rezeptoren (in SR-Membran)

4.  erhöhte intrazelluläre Ca2+-Konzentration

5.  SERCA (Ca2+-ATPase in SR-Membran) pumpt Ca2+ zurück in SR → erhöhter Ca2+-Transient

6.  erhöhte Kontraktionskraft  ( positive Inotropie )

      erhöhte Bathmotropie (Erregbarkeit) / Dromotropie (Leitungsgeschwindigkeit) / Chronotropie (Frequenz)

7.  erhöhtes HZV oder Überwindung grösserer Nachlast  ( → erhöhter Energieverbrauch )

 

· erhöhte isovolumetrische Maxima / Unterstützungsmaxima

· verringertes Volumenminima

· erhöhte Effizienz der elektromechanischen Kopplung → erhöhter Energieverbrauch

 

* β2-Rezeptoren in glatten Muskelzellen von Gefässen führen zu einer Dilatation

Synkope

· vorübergehende Minderdurchblutung des Gehirns

 

· vasovagale Synkope:   neural vermittelt (zu starker Vagotonus / ungenügender Sympathikotonus)

· orthostatische Synkope:   kreislaufbedingt

· kardiogene Synkope:   vom Herzen ausgehend

· cerebro-vaskulär:   Hirndurchblutungsstörung

kardiotonische Glykoside

· Ouabain / Digoxin / Strophantidin

· Inhibitoren der Na+/K+-ATPase  →  Na+/Ca2+-Tauscher wird "inhibiert"  →  erhöhte intrazelluläre Ca2+-Konzentration

   → Inotropie wird erhöht

Kapillardruck

· arteriell:  30mmHg

· venös:  15mmHg

Hochdruck / Niederdrucksystem

· Hodchdrucksystem:

   · 15 % des Volumens

   · > 50mmHg  /  Druckverteilung + Volumenverteilung entlang der Blutbahn

 

· Niederdrucksystem:

   · 85 % des Volumens (25% des Blutvolumens befindet sich im Thorax)

Blutgefässe  ( Durchmesser / Querschnittsfläche / Strömungsgeschwindigkeit )

( Aorta → Kapillaren → Venae cavae )

· Durchmesser:   25mm  →  0.008mm  →  30mm

· Querschnittsfläche:    5cm2  →  5000cm2  →  15cm2

· Strömungsgeschwindigkeit:    200mm/s  →  0.3mm/s  →  70mm/s

Verteilung des Blutstromes auf Organe

· Lunge:    100%

· Gehirn:    0.75 l/min

· Herz:    5%

· Niere:    1 l/min

· Verdauungsorgane:    1.5 l/min (Ruhe)   /   1 l/min (max. Leistung / Hitzebelastung)

· Skelettmuskel:    15% (Ruhe)   /   75% (max. Leistung)

· Haut:    6% (Ruhe)   /   50% (max. Hitzebelastung)

 

· Prozentangaben in Bezug auf HMV bei Ruhe (5 l/min) / max. Leistung (20 l/min) / max. Hitzebelastung (8 l/min)

Herzminutenvolumen

· Ruhe:    5 l/min

· maximale Leistung:    20 l/min

· maximale Hitzebelastung:    8 l/min

Durchblutungsregulation

· kurzfristig:   über HZV / Strömungswiderstand

· langfristig:   über Blutvolumen

Druckspeicherung / Druckpulswelle in den zentralen elastischen Gefässen

· Windkesselfunktion der elastischen Arterien dienen als Druck-Volumen-Speicher und erzeugen eine Druckpulswelle

 

· Schliessen der Aortenklappe (Ende der Systole) führt zu einer kleinen Inzisur im Aortendruck*

· in der Peripherie ist eine dikrote Welle sichtbar, die durch Superposition der (reflektierten) Druckpulswellen entsteht

 

* wenn p(Aorta) > p(Ventrikel) fliesst Blut zurück und schliesst die Aortenklappe (Ende der Systole) → Blut-Rückstrom

Pulswelle

· Druckpuls + Strompuls + Volumenpuls (Querschnittspuls)

 

· wird reflektiert, wenn sich der Wellenwiderstand ändert

   → Superposition führt zu Zunahme der Druckpulsamplitude / Abnahme der Strompulsamplitude in der Peripherie

 

· Druckpuls (v0 ~ 5m/s → vE ~ 10m/s) bewegt sich schneller fort als das Blut ( v0 ~ 1m/s  /  ṽ ~20cm/s )

   · Druckpulswellengeschwindigkeit nimmt in der Peripherie zu (durch Abhname der Gefässdehnbarkeit) 

   · Zunahme der Geschwindigkeit wenn  Radius↓  /  Elastizität↓  /  Blutdruck↑  ( weil Arterien dadurch gespannter sind )

      · \(c = \sqrt{{{\Delta P \over \Delta V} · V \over \rho} }= \sqrt{{k \over \rho }}\)    (k = Volumenelastizitätsmodul / ρ = Dichte )

Druckpulswelle (Verlauf / Messung)

· Pulsdruck nimmt gegen Peripherie zu

· Mitteldruck nimmt gegen Peripherie ab

 

· Messung mittels Druckmanchette (pManchette < pDiastole) → Druckänderungen in Manchette werden aufgezeichnet (Plethysmographie)

Compliance

· Dehnbarkeit (∆V / ∆P)  =  Mass für Elastizität / Kehrwert des Volumenelastizitätskoeffizienten

· beschreibt wieviel Volumen eingefüllt werden kann bis der Druck um eine Einheit steigt

 

· im Alter nimmt Compliance ab, aber durch grösseren Aorten-Durchmesser kann die absolute Volumenzunahme teilweise kompensiert werden

Blutdruckmessung

·  direkt:   Katheter mit Druckwandler / Transducer

·  indirekt:  Methode nach Riva-Rocci / Korotkow-Geräusche (Turbulenzen)

Blutdruckwelle

· 1. Ordnung:  Pulsschwankungen (synchron mit Herzfrequenz)

· 2. Ordnung:  Atemschwankungen (synchron mit Atmung)

· 3. Ordnung:  verschiedene Frequenzen (meist langsamer als Atemschwankungen)

IABP

· intraaortale Ballonpumpe

 

· Ballon wird in Aorta während Diastole aufgeblasen → Druckerhöhung → bessere Durchblutung der Koronarien + Hirngefässe

· während der Systole wird Ballon schlagartig abgesaugt → geringerer Widerstand → Herz kann sich leichter entleeren

Widerstandsgefässe ( Funktion / Mechanismen )

· Arteriolen

· durch verändern des Arteriolenwandtonus wird Durchblutung spezifischer Territorien und der Gesamtwiderstand reguliert

 

· je nach Territorium dominieren andere Mechanismen:

   · systemische Regulationssysteme (SR)

   · lokale Regulationsmechanismen (LRM)

   · lokale Autoregulation (LAR)

systemische Regulationssysteme (SR)

· Sympathikus  ( über Noradrenalin / Adrenalin )

· endokrine Systeme  ( über Ang II / ADH=AVP / ANP / Adrenalin )

lokale Regulationsmechanismen (LRM)

· parakrin  ( Info aus Blut via Endothel )

· lokale Metaboliten  ( CO2 / pH / K+ / ... )

· parakrine Stoffe via Interstitium / Kapillaren  ( ATP / Adenosin / NO / Prostaglandine / Thromboxan / Histamin / ... )

 

→ Wirkung auf glatte Muskelzellen / Sympathicus (NA-Freisetzung)

→ Anpassung der Durchblutung an Energieumsatz  ( in Skelettmuskeln / Herzmuskel / Hirn )

lokale Autoregulation (LAR)

· Druck-abhängige Mechanismen

 

· konstanter Blutstrom in Hirn / Niere / Beine  ( Bayliss-Effekt )

· konstanter Druck in Lungen  ( trotz Änderung von I )

Endothel-Funktionen für Gefässmuskulatur-Kontrolle

· Modulation der Konzentration vasoaktiver Substanzen

· Sensieren im Blutstrom ( mech. Scherkräfte / pO2 / endokrine Substanzen1 / parakrine Substanzen2 )

· Übermittlung von Informationen an Gefässmuskulatur über parakrine Substanzen aus Endothel3

 

1   Hormone ( ANP / AVP / Ang II / ... )

2   Histamin / Thrombin / ...

3   NO + Prostaglandine + EDHF → Vasodilatation   /   Endothelin → Vasokonstriktion

Ruhetonus

Basaltonus + neuraler Tonus

Basaltonus

· durch lokale Einflüsse beeinflusst

 

· wenig ausgeprägt in den Hautgefässen und im Splanchnikusgebiet

· stärker ausgeprägt in der Skelettmuskulatur / besonders stark im Gehirn

Neuraltonus

· sympathisch-adrenerge Nervenfasern erzeugen vasokonstriktorische Impulse  ( NA-Freisetzung )

· kommt nicht in der Plazenta und Umbilikalgefässen vor

· nur schwach ausgeprägt in Organen mit konstant hoher Durchblutung ( Gehirn / Niere / ... )

 

· Kontraktionsfördernd über α1-Rezeptoren  ( Noradrenalin )

· negative-Feedback über α2-Rezeptoren im Sympathikus  ( hemmt NA-Ausschüttung )

 

· Förderung der NA-Freisetzung (+Inhibition der NA-Wiederaufnahme) durch

   · Angiotensin II

 

· Hemmung der NA-Freisetzung durch

   · lokale Metaboliten:    H+ ( CO2 / Laktat )  /  K+  /  Adenosin

   · parakrine Metaboliten:   ACh  /  Histamin  /  Serotonin  /  PGE1  /  NO

Raynaud-Syndrom

· Weissfingerkrankheit / Leichenfinger

· Verengung der Blutgefässe durch Vasospasmen

vasodilatierende parasympathische Innervation

· Spezialfall  ( in Koronararterien / Corpora cavernosa )

· indirekt über NO - Produktion

   → NO → Guanylyl-Cyclase → cGMP → PKG → Aktivierung von Na+/Ca2+-Austauscher + Ca2+-ATPase → [Ca2+]i ↓

 

· Inhibition der Phosphodiesterase V (PDE5 / cGMP → GMP) sollte zu besserer Dilatation der Koronargefässe führen ...

Bayliss-Effekt

· dehnungsinduzierte Kontraktion  ( in Nieren / Hirn / Beinarterien )

· Erhöhung des transmuralen Druckes (∆P↑) führt zu einer Gefässkontraktion ( Ca2+-Kanäle werden geöffnet → R↑ )

   → konstante Durchblutung  ( z.B. der Füsse, egal ob stehend oder liegend)

   → in den Lungen genau das Gegenteil (passive Dehnung) damit der Druck möglichst konstant bleibt

retrograde Dilatation

· in den kleinen Arteriolen (<50µm):

   · Arbeit → Adenosin → metabolische Dilatation

 

→ in den mittleren Arteriolen (50-100µm):

   · weniger Druck → weniger Bayliss → myogene Dilatation

 

→ in den grossen Arteriolen (>100µm):

   · erhöhte Stromstärke → erhöhte Schubspannung → NO-Freisetzung → endothelvermittelte Dilatation

reaktive Hyperämie

· nach vorübergehender Unterbrechung der Blutzufuhr

 

1.  Durchblutungsstop

2.  Abfall des transmuralen Druckes

3.  Verlust des myogenen Tonus

4.  Dilatation bei Wiederdurchblutung

 

· bei längeren Ischämien verstärken Abfall des pO2 und Akkumulation vasoaktiver Metaboliten den Effekt

· schubspannungsabhängige NO-Freisetzung verstärkt die Dilatation

   → Auslösung einer reaktiven Hyperämie erlaubt Messung der Endothelfunktion mittels Arteriendurchmesser (Ultraschall) und Strömungsgeschwindigkeit (Doppler)

Vasodilatation durch Nozizeption

· durch Axonreflexe können Schmerzen zu Vasodilatationen führen

Mediatoren der Regulation des Gefässmuskeltonus (Zusammenfassung)

Study