Termin 3 · Homeostas · PBL Fall 4
Cirkulationen
Kärlträdet, blodtryck och reglering av blodflödet ut i organen
01 · Prioritera
Tentafokus
Kursmomentet heter Cirkulation III, central och perifer cirkulation. Det här ska du kunna:
- Kärlanatomin i thorax, extremiteterna och bukhålan, artärer, vener och huvuddragen i lymfdränaget
- Den mikroskopiska uppbyggnaden av blod- och lymfkärl och vilka celltyper som ingår
- Vad som bestämmer blodtrycket och hur trycket varierar genom kärlträdet, och hur avvikelser kan förklaras normalfysiologiskt
- Mekanismerna som styr blodflödet till organen i arbete och vila
- Hur endotel- och kärlmuskelceller signalerar och anpassar sig till tryck och flöde
- Hur kärltonus påverkas farmakologiskt av Ca²⁺-kanalblockare och NO-donatorer
- Utbytet på kapillärnivå (Starling) och lymfkärlens roll
02 · Översikt
Cirkulationens syfte
Cirkulationen transporterar näring och hormoner ut till vävnaderna, för bort avfall och håller den inre miljön stabil, fyra uppgifter som binds ihop av ett enda flöde.
Näring
Förser vävnaderna med syre och näringsämnen.
Avfall
Transporterar bort koldioxid och metabola restprodukter.
Hormoner
Distribuerar signalmolekyler från körtlar till målorgan.
Inre miljö
Bidrar till temperatur-, pH- och vätskebalans.
Varje organ reglerar i hög grad sitt eget flöde genom att öka eller minska motståndet lokalt. Njuren är ett undantag: den fungerar också som reningsverk och får därför mer blod än det metabola behovet kräver.
03 · Anatomi
Kärlsystemets organisation
Cirkulationen delas i det lilla kretsloppet (lungorna) och det stora kretsloppet (resten av kroppen). Mellan aorta och vena cava ändras kärlens uppgift gradvis från transport under högt tryck till finstyrt utbyte och tillbaka.
| Kärltyp | Funktion |
|---|---|
| Artärer | Transporterar blod under högt tryck från hjärtat. |
| Arterioler | De minsta artärerna och kärlträdets reglerventil. Tjocka, muskulösa väggar gör att små diameterändringar styr flödet till kapillärerna. |
| Kapillärer | Här sker utbytet av näring och syre. Väggen är extremt tunn med porer, och blodet passerar långsamt, på 1–3 sekunder. |
| Vener | För blodet tillbaka mot hjärtat under lågt tryck och fungerar som blodreservoar. Tunna väggar, men med glatt muskulatur som kan vidga eller dra ihop kärlet. |
04 · Hemodynamik
Tryck i cirkulationen
v = P / A
Flödeshastighet = tryck / area
Flödet är proportionellt mot radien⁴
Tre tryckbegrepp beskriver olika riktningar:
- Driving pressure
- Trycket längs kärlets längdaxel som driver blodet framåt, skillnaden mellan artär- och vensida.
- Transmural pressure
- Trycket radiellt mot kärlväggen, alltså skillnaden mellan det intra- och extravaskulära trycket.
- Hydrostatic pressure
- Trycket som beror på var i höjdled i kroppen man befinner sig.
05 · Reglering
Blodflöden: tre principer
- 1Flödet bestäms av vävnadens behov. I vila får en vävnad lite blod; vid aktivering kan flödet mångdubblas när fler kärl öppnas.
- 2Cardiac output är summan av flödet till alla vävnader. Det blod som flödar ut genom vävnaderna återvänder till hjärtat.
- 3Artärtrycket regleras oberoende av lokalt flöde och cardiac output. Faller trycket aktiverar nervsignaler kompensationsmekanismer.
F = ΔP / R
Flöde = tryckskillnad / resistans
Hur resistanser räknas ihop beror på hur kärlen är kopplade:
- Parallellkopplat
- 1/Rₜot = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ …
- Seriekopplat
- Rₜot = R₁ + R₂ + R₃ …
06 · Fysik
Kärlens egenskaper
Poiseuilles lag
Flödet skalar med radien upphöjt till fyra. Fördubblas radien ökar flödet med en faktor 16 vid samma tryck. Därför ger en liten ändring av arteriolernas diameter ett stort utslag på genomflödet.
Viskositet
Blod är ungefär tre gånger så trögflytande som vatten. Det beror framför allt på de röda blodkropparna, som skapar friktion.
07 · Volym
Blodfördelning i kroppen
Av kroppens cirka 5 liter blod ligger merparten i det systemiska kretsloppet, och där är det venerna som rymmer mest. Det är därför venerna fungerar som blodreservoar.
| Region | Mängd | Andel |
|---|---|---|
| Systemisk cirkulation | 4200 ml | 84 % |
| – varav artärer | 700 ml | 14 % |
| – varav kapillärer | 300 ml | 6 % |
| – varav vener | 3200 ml | 64 % |
| Lungcirkulation | 400 ml | 8,8 % |
| Hjärtat | 360 ml | 7,2 % |
| Totalt | 5000 ml | 100 % |
08 · Återflöde
Windkessel-effekten & venpumpen
Windkessel-effekten: de elastiska kärlen närmast hjärtat, framför allt aorta, vidgas under systole och fångar upp en del av tryckstöten. Under diastole drar de ihop sig igen och ger blodet en extra knuff. Resultatet är en jämn, vågig pulskurva i stället för skarpa spikar.
Venpumpen: i stående har venerna ovanför hjärtat ett lågt tryck och svårt att transportera blodet uppåt. Två mekanismer hjälper till:
- Venklaffar hindrar blodet från att rinna bakåt.
- Venerna kläms ihop och pumpar blodet uppåt av omgivande skelettmuskler och av pulsationen i intilliggande artärer (vener och artärer löper ofta sida vid sida).
09 · Kapillärbädd
Mikrocirkulationen
Alla kapillärer är inte öppna samtidigt. Arterioler öppnar och stänger vägarna in i kapillärbädden, så att flödet kommer i skov, vasomotion. Den faktor som styr öppningen mest är vävnadens syremängd.
Utbyte i kapillärerna
- Vattenlösliga ämnen passerar genom porer i kärlväggen.
- Fettlösliga ämnen, som syre och koldioxid, diffunderar rakt genom cellmembranen.
- Permeabiliteten varierar mellan vävnader, blod-hjärnbarriären är restriktiv, medan lever och njure är mer genomsläppliga.
10 · Kärltonus
Lokal & humoral kontroll av blodflödet
Lokal blodflödeskontroll verkar på två tidsskalor, den akuta inom sekunder, den långsiktiga över dagar till månader.
Akut
Vasodilatation eller vasokonstriktion av arteriolerna inom sekunder till minuter. Drivs av metabola faktorer: adenosin, CO₂, O₂ och histamin.
Långsiktig
Fysiska förändringar i kärlträdet över dagar, veckor eller månader, bland annat nybildning av kärl (angiogenes) via VEGF.
Autoregulation
- Metabol teori
- Ökar flödet så att metaboliterna späds ut, svarar kärlet med vasokonstriktion.
- Myogen teori
- Ett kärl som vidgas av ökat tryck svarar med en motgående kontraktion.
NO (kväveoxid)
När trycket ökar slits endotelcellerna av blodflödet och frisätter kväveoxid, en kortvarig (cirka 6 sekunder) men mycket effektiv vasodilator. Signalvägen i den glatta muskelcellen:
- 1NO aktiverar löslig guanylatcyklas
- 2GTP → cGMP
- 3cGMP aktiverar cGMP-beroende kinas (PKG)
- 4Intracellulärt Ca²⁺ sänks
- 5Den glatta kärlmuskeln relaxerar
11 · Vätskebalans
Starlings ekvation & lymfsystemet
Starlings ekvation beskriver hur vätska rör sig mellan blod och vävnad, balansen mellan det hydrostatiska trycket och det osmotiska (kolloidosmotiska) trycket.
- Artärsidan
- Högt hydrostatiskt tryck pressar ut vätska till vävnaden (filtrering).
- Vensidan
- Lågt hydrostatiskt tryck gör att det osmotiska trycket tar över och drar tillbaka vätska (absorption).
- Resten
- Stora proteiner och överskottsvätska tas om hand av lymfsystemet.
Varje dygn pressas omkring 20 liter vätska ut ur blodkärlen. Det mesta absorberas tillbaka, men de cirka 3 liter som blodbanan inte tar upp dräneras av lymfsystemet.
Lymfsystemet
Komponenter
Lymfkärl samt lymfatisk vävnad: lymfknutor, thymus (brässen), mjälten och tonsiller.
Huvuduppgifter
Del av immunförsvaret, upptag av fett från tarmen till blodet och upprätthållande av vätskebalansen.
Lymfans väg
- 1Lymfkapillärer
- 2Vasa lymphatica (superficialia och profunda)
- 3Lymfknutor
- 4Trunci, de större stammarna. Ductus thoracicus dränerar större delen av kroppen; ductus lymphaticus dexter dränerar övre högra kroppskvadranten
- 5Lymfan tömmer sig i blodbanan vid vinkeln mellan v. jugularis och v. subclavia
12 · Läkemedel
Farmakologi: kärlvidgande medel
Två läkemedelsgrupper i fokus, båda verkar genom att slappna av den glatta kärlmuskeln:
NO-donatorer
Tillför kväveoxid, en kraftig vasodilator som vidgar kärlen.
Exempel: nitroglycerin.
Ca²⁺-kanalblockare
Glatt muskulatur använder spänningskänsliga Ca²⁺-kanaler för att kontrahera. Blockeras kanalerna uteblir kontraktionen och kärlen vidgas.
13 · Patofysiologi
Ödem
Ödem uppstår när dränaget inte hänger med och vätska blir stående i vävnaden. Vanliga orsaker:
- HjärtsviktHjärtat pumpar inte undan blodet i tillräcklig takt. Högersvikt ger bensvullnad, vänstersvikt ger lungödem.
- Högt blodtryckHjärtat får svårare att driva blodet vidare.
- Skadade lymfkärlTill exempel efter en operation, så att dränaget av vävnadsvätska bryts.
14 · Resurser