Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity1 Krevní tlak srdeční ozvy vyšetření tepu Praktické cvičení z fyziologie (jarní semestr: 7. – 9. týden) Studijní materiály byly vytvořeny za podpory projektu MUNI/FR/1474/2018 Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity2 Krevní tlak Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity3 Křivka arteriálního krevního tlaku v průběhu tepového cyklu ̶ Krevní tlak (TK): tlak krve na stěnu cévy (arteriální TK: část energie systoly přeměněná na boční tlak působící na cévní stěnu) ̶ Střední TK : průměrná hodnota krevního tlaku v průběhu jednoho tepového cyklu (integrál tlakové křivky; plocha nad stTK = plocha pod stTK – viz křivka) (stTK je dopočítávaná veličina, nejedná se o aritmetický průměr hodnot systolického (STK) a diastolického (DTK) tlaku, protože čas trvání systoly a diastoly v průběhu srdečního cyklu se liší) PTK = STK – DTK; stTK ≈ DTK + 1/3 PTK ̶ Definice: ̶ STK (systolický TK) nejvyšší krevní tlak v průběhu tepového cyklu ̶ DTK (diastolický TK) nejnižší krevní tlak v průběhu tepového cyklu ̶ Pozor: hodnoty STK a DTK se liší v jednotlivých částech srdce a cévního systému STK DTK stTK délka tepového cyklu PTK pulzový krevní tlak Dikrotická incisura Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity4 Krevní tlak Krevní tlak je funkcí srdečního výdeje a periferního odporu • STK je závislý především na SV • DTK je závislý především na TPR Arteriální krevní tlak (TK) Celková periferní rezistence (TPR) Srdeční frekvence (SF) Systolický objem (SO) = * * Srdeční výdej (SV) Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity5 Regulace krevního tlaku ̶ Krátkodobá – nejdůležitější zástupce: baroreflex ̶ Střednědobá – nejdůležitější zástupce: renin-angiotenzin-aldosteron systém (RAAS) ̶ Dlouhodobá – hormonální regulace objemu cirkulujících tekutin 6 Regulace krevního tlaku – baroreflex ̶ Srdeční větev baroreflexu: ̶ eferentace: n. vagus inervující SA uzel ̶ sympatická eferentace: změny SF a kontraktility ̶ ↑TK →↓SF a naopak ̶ Cévní větev baroreflexu: ̶ eferentace: sympatická inervace hladké svaloviny především arterií ↑TK →↓TPR a naopak ̶ vazokonstrikce malých arterií a arteriol, venokonstrikce (redistribuce objemu krve) ̶ Autonomní nervový systém: sympatikus (↑TK, SF, SO a TPR) X parasympatikus (↓TK, SF, SO a TPR) ̶ Funkce baroreflexu – regulace rychlých změn TK změnou SF a TPR ̶ baroreceptory – sinus caroticus + aorticus; aferentace: n.vagus, glosopharingeus Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity7 Změny krevního tlaku ̶ Krátkodobé vlivy ̶ množství krve - vliv na SO (krvácení, dehydratace) ̶ vnější tlak na cévy – intratorakální a intraabdominální tlak (kašlání, defekace, porod, umělá ventilace) ̶ Poloha ̶ CNS – emoce, stres, psychická zátěž,… ̶ fyzická zátěž – charakter zvýšení krevního tlaku závisí na intenzitě, délce a typu zátěže ̶ teplo (pokles TPR), chlad (nárůst TPR) ̶ alkohol, léky,… ̶ Dlouhodobé vlivy ̶ vliv věku (nejrychlejší růst do ukončení puberty, v dospělosti lehký růst především STK) ̶ vliv pohlaví (muži mívají vyšší TK) ̶ Vrozené dispozice Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity8 Metody měření arteriálního krevního tlaku 24-hodinové měření krevního tlaku Fotopletysmografická (volume-clamp metoda, Peňázova) Palpační (tonometr) Auskultační (tonometr a fonendoskop) Oscilometrická v praktiku: další možnosti: 9 Laminární / turbulentní proudění, Korotkovův fenomén 𝑅𝑒 = 𝑣 ∙ 𝑆 ∙ 𝜌 𝜂 Reynoldsovo číslo Re: pravděpodobnost vzniku turbulentního proudění v: rychlost toku krve S: plocha průřezu cévy (.r2) : hustota kapaliny : viskozita kapaliny (nižší u anémie) S1 < S2 a v1≈ v2 → Re1 < Re2 → turbulentní proudění laminární proudění Re < 2000 turbulentní proudění Re > 3000 r1 r2 manžeta a. brachialis laminární proudění turbulentní proudění Re1 Re2 v1 v2 situace těsně za zúžením arterie: Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity10 Princip měření TK Korotkovův fenomén (Auskultační metoda) Kontinuálně měřený TK Tlak v manžetě Tlakové oscilace v manžetě (Oscilometrická metoda) STK DTK STK stTK DTK Průtok krve arterií Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity11 24-hodinový tlakové měření krevního tlaku Pokles krevního tlaku o 10 až 15% v nočních hodinách 8 9 1110 12 13 14 1615 17 18 19 2120 22 23 24 21 3 4 5 76 120 140 100 80 60 [mmHg] STK DTK srdeční frekvence bdělý stav spánek krevní tlak hod Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity12 Zásady měření krevního tlaku ̶ Prostředí: příjemná teplota místnosti, klid ̶ Poloha: pacient sedí s opřenými zády, obě nohy spočívají na podlaze, ředloktí spočívá na podložce, paže je ve výšce srdce ̶ Přiměřená velikost manžety, správné umístění ̶ Měření probíhá a klidu a začíná po 5 – 10 min klidu ̶ Měření auskultační metodou ̶ Manžetu nafukujeme na tlak o 30 mmHg vyšší než je talk, při kterém vymizel radiální pulz ̶ Rychlost snižování tlaku v namžetě je 2 – 3 mmHg/s ̶ Tlak se odečítá s přesností na 2 mmHg ̶ Tlak má být měřen 3x v alespoň pětiminutových rozestupech a orientujeme se podle průměru ze dvou posledních měření Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity13 metoda výhody nevýhody měřená hodnota auskultační • přesnější odhad STK/DTK • jednoduchá, nevyžaduje el. napájení • subjektivní, náročná na zkušenost a hlučnost prostředí • STK/DTK z různého srdečního cyklu STK a DTK oscilometrická • přesnější odhad stTK • automatická, rychlá • lze provádět laikem, levná (domácí měření) • DTK/STK je dopočítán (závislost na modelu pro výpočet, vliv tvaru pulzové křivky) • STK/DTK z různého srdečního cyklu • není možné použít u arytmie stTK, někdy také STK (dle typu přístroje) 24 – hodinový krevní tlak • záznam TK v průběhu celého dne • vyloučení hypertenze bílého pláště • rušivý vliv nafukující se manžety (hlavně během spánku) • STK/DTK z různého srdečního cyklu hodnoty měřené každých 15 – 60 min fotopletysmo- grafická (Peňázova) • kontinuální záznam TK • možnost výpočtu STK a DTK tep po tepu (analýza variability TK) • obvykle měření z prstu, nutnost dopočítání brachiálního TK • drahý přístroj kontinuální záznam TK Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity14 Diagnostika hypertenze ̶ izolovaná systolická hypertenze STK> 140 a DTK <90 ̶ vyšší normální tlak - doporučuje se každoroční sledování ̶ domácí měření pro vyloučení hypertenze bílého pláště hypertenze je diagnostikována: průměrný TK ze 4 – 5 prohlídek je > 140/90; TK zjištěné během domácího měření opakovaně > 135/80; 24 – hodinové měření ukázalo průměrné TK > 130/80 krevní tlak STK [mmHg] DTK [mmHg] možné komplikace normální optimální <120 <80 normální 120 – 129 80 – 84 vyšší normální 130 – 139 85 – 90 hypertenze 1. stupně 140 – 159 90 – 99 bez orgánových změn 2. stupně 160 – 179 100 – 109 hypertrofile L komory, proteinurie, angiopatie,… 3. stupně > 180 > 110 morfologické a funkční změny některých orgánů, retinopatie, srdeční, renální nedostatečnost, ischemie CNS, krvácení do CNS,… Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity15 Změny krevního tlaku během fyzické zátěže ̶ nárůst krevního tlaku závisí na charakteru a velikosti a délce zátěže ̶ aktivace sympatiku: změny v kardiovaskulárním systému slouží pokrytí metabolických nároků pracujících svalů ̶ vliv dynamické zátěže na krevní tlak ̶ zvýšený srdečního výdeje  vzestup STK ̶ redistribuce krve v těle – metabolická vazodilatace ve svalu (zvýší průtok krve svalem), vazokonstrikce v GIT, kůži a ledvinách  zachování či lehká změna DTK (v závislosti na míře poklesu TPR) ̶ vazokonstrikce v kůži je dočasná, než převládnou termoregulační mechanismy ̶ DTK se zvyšuje při izometrické práci svalu (např. vzpírání) ̶ po zátěži dochází k poklesu TK na původní nebo lehce nižší hodnotu, průtok krve svalem do zotavení zůstává zvýšený ̶ rychlost zotavení je daná tonem parasympatiku (lze zvýšit tréninkem) Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity16 Palpační vyšetření tepu Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity17 Tep (pulsus) ̶ Mechanický projev srdeční činnosti hmatný v periferii ̶ Mechanická (tlaková) vlna, která vzniká v ejekční fázi systoly komor a šíří se arteriemi do periferie (pulzová vlna) ̶ Jednoduše vyšetřitelný palpací Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity18 Palpační vyšetření tepu ̶ Tep hmatáme na: ̶ A. radialis ̶ A. carotis ̶ A. femoralis ̶ A. brachialis ̶ A. poplitea ̶ A. tibialis posterior ̶ A. dorsalis pedis a. carotis a. radialisa. femotalis a. poplitea a. tibialis posterior a. Dorsalis pedis aorta abdominalis a. brachialis a. axillaris a. subclavis Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity19 Palpační vyšetření tepu ̶ Frekvence: počet tepů za minutu (bpm, beat per minute) = tepová frekvence ̶ Kvalita: pravidelnost, síla, stlačitelnost ̶ Dle kvality popisujeme: ̶ Pulsus regularis ̶ Pulsus irregularis ̶ Pulsus celer (mrštný) – jednotlivé tepy mají krátké trvání – při periferní vazodilataci, aortální regurgitaci (Corriganův pulz: P. celer, altus, frequens) ̶ Pulsus tardus ̶ Pulsus durus – těžko stlačitelný tep – hypertenze ̶ Pulsus mollis – lehce stlačitelný tep – hypotenze ̶ Pulsus magnus – velká amplituda tepu ̶ Pulsus parvus – malá amplituda ̶ Pulsus filiformis – nitkovitý tep – při šoku Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity20 Tepová frekvence ̶ Počet tepů za minutu (fyziologicky 60 – 100/min v klidu) ̶ Tachykardie: zvýšení tepové frekvence ̶ Klidová tachykardie: TF nad 100/min ̶ Bradykardie: snížení tepové frekvence ̶ Klidová bradykardie: TF pod 60/min ̶ Arytmie: porucha srdečního rytmu (kromě sinusové respirační arytmie, viz dále) ̶ Srdeční versus tepová frekvence ̶ Srdeční frekvence je počet srdečních cyklů za jednu minutu. Přesně stanovíme z EKG ̶ Tepová frekvence (stanovena jako počet pulzů naměřený na arterii za jednu minutu) obvykle odpovídá srdeční frekvenci Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity21 Ovlivnění srdeční frekvence autonomním nervovým systémem ̶ Autonomní nervový systém moduluje srdeční automacii ̶ Parasympatikus – nervus vagus – „nervi retadantes“ ̶ přes M2 receptory ̶ negativně chronotropní efekt ̶ pokles aktivity vagu = vzestup SF; vzestup aktivity vagu = pokles SF ̶ Sympatikus – nervi cardiaci – „nervi accelerantes“ ̶ přes β1 receptory ̶ pozitivně chronotropní efekt ̶ Vzestup aktivity sympatiku = vzestup SF ̶ Sympatikus a parasympatikus obvykle působí současně, projeví se efekt toho z nich, který má aktuálně silnější aktivitu Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity22 Baroreflex ̶ Reflexní mechanizmus pro krátkodobou regulaci arteriálního krevního tlaku. Optimální krevní tlak je důležitý zejména pro zachování optimální perfuze mozku. ̶ Střední arteriální krevní tlak je detekován baroreceptory v sinus aorticus a sinus caroticus - stretch-receptory (reagují na protažení) ̶ Aferentní dráha: senzitivní vlákna nervus vagus a glosopharingeus ̶ Centrum: jádro baroreflexu v prodloužené míše ̶ Eferentní dráhy: ̶ Srdeční větev (změny SF a kontraktility) ̶ Parasympatické vlákna n. vagus ̶ Sympatická inervace srdce ̶ Periferní větev (změny periferní rezistence - TPR) ̶ Sympatická vlákna inervující cévy Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity23 Baroreflex Mechanizmus: ̶ ↓střední TK ̶ ↓aferentních signálů z baroreceptorů ̶ zpracování centrem ̶ ↓aktivita vagu, ↑aktivita sympatiku ̶ ↑SF (a kontraktilita srdce) a ↑ TPR vzestupem SF a TPR dojde k nárůstu krevního tlaku (TK = SF * SV * TPR) Vzestup TK vede k opačným dějům n. vagus baroreceptory v karotických sinech baroreceptory v oblouku aorty vazomotorické sympatické nervy srdeční sympatikus prodloužená mícha parasympatická aferentace n. glosopharingeus n. vagus eferentace Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity24 Sinusová respirační arytmie (RSA) ̶ Změny SF vázané na dýchání, nejedná se o poruchu rytmu jako takovou ̶ Při nádechu dochází k zvýšení SF a ve výdechu k jejímu snížení ̶ Nejvýraznější u mladých lidí, souvisí s vyšší vagovou aktivitou ̶ Vymizí se zvýšením srdeční frekvence (stres, zátěž, vyšší věk, vyšší sympatická aktivita) EKG TK dýchání čas [s] Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity25 Sinusová respirační arytmie (RSA) ̶ Mechanismy podílející se na vzniku RSA (není jasné, který je hlavní): ̶ Baroreflex: v inspiriu – pokles intratorakálního tlaku → ↑plnění srdce (zvýšení tlakového gradientu) → ↑systolický výdej → ↑TK (TK = SF * SV * TPR) → zaznamenají baroreceptory → přes baroreflex (zpoždění cca 2 s) → ↓SF (projeví se až ve výdechu) → ↓TK ̶ Centrální generátor: iradiace impulzů z respiračního do kardiomtorického centra v prodloužené míše ̶ Bainbridgeův reflex: zvýšení žilního návratu při nádechu – rozpětí síní – podráždění stretch receptorů – stimulace vagu – stimulace SA uzlu ̶ Lokální zdroj – mechanické napínání SA uzlu v nádechu urychluje jeho depolarizaci (slabá RSA přítomná i u transplantovaného srdce) ̶ Další: reflexy z plic ovlivňující aktivitu vagu, chemoreflex (oscilace pCO2, pO2, pH během dýchání) Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity26 Tepová frekvence při změnách polohy těla (demonstrace funkce baroreflexu) ̶ Při změnách polohy těla v gravitačním poli dochází k změnám TK v závislosti na poloze vůči srdci (efekt hydrostatického tlaku). Změny TK v horní polovině těla jsou minimalizovány pomocí krátkodobé regulace TK (baroreflexu). ̶ Klinostatická reakce – změna polohy ze stoje do lehu ↑žilní návrat krve z dolní poloviny těla → ↑plnění srdce (preload) → ↑SV → ↑TK → přes baroreflex dojde k ↓SF a ↓TPR ̶ Ortostatická reakce – změna polohy z lehu do stoje ↓žilní návrat krve z dolní poloviny těla → ↓plnění srdce (preload) → ↓SV → ↓TK → přes baroreflex dojde k ↑SF a ↑TPR ̶ Odpověď srdeční větvě baroreflexu je rychlejší ale méně účinná– SF roste během 1 s od poklesu TK, zabrání poklesu perfúze mozku v prvních sekundách ̶ Periferní větev baroreflexu reaguje pomaleji ale je účinnější – TPR roste po cca 6 s, stabilizuje TK po další čas stání → v průběhu stání SF klesá na klidovou hodnotu Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity27 Změny tepové frekvence vlivem pracovní zátěže ̶ Pracující sval má zvýšené metabolické nároky – dochází k zvýšenému prokrvení (metabolická autoregulace krevního průtoku) ̶ Fyzická práce zvyšuje aktivitu sympatiku („ergotropní systém“) - anticipace ̶ Dochází ke kompenzační vazokonstrikci v cévách tkání, které zrovna nejsou metabolicky zatíženy (GIT, kůže). To zabezpečí redistribuci krve. ̶ To vše ovlivní srdeční činnost: ̶ Vazodilatace ve svalech → ↓TPR → ↓TK → baroreflex → ↑SF ̶ Sympatikus (může být aktivován přímo prací svalů): ↑SF ̶ Sportovní srdce – adaptace na dlouhodobou zátěž – nižší klidová SF Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity28 Srdeční ozvy Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity29 Srdeční ozvy ̶ Ozva I: uzavření chlopní síňokomorových chlopní – začátek systoly ̶ Ukončuje plnící fázi diastoly a začíná izovolumickou kontrakci ̶ Ozva II: uzavření aortální a pulmonální chlopně – začátek diastoly ̶ Ukončuje ejekční fázi systoly a začíná izovolumickou relaxaci ̶ Ozva III: slabší, méně slyšitelná, fyziologická jen u dětí a sportovců, jinak patologická ̶ Začátek rychlého plnění komor v diastole ̶ Ozva IV: slabá, patologická ̶ Způsobená systolou síní I IV II III fonokardiogram systola diastoladiastola Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity30 Poslechová místa ̶ Slouží k poslechu jednotlivých chlopní, tak aby byla ozva dané chlopně nejvýraznější ̶ Nejčastější místa auskultace chlopní (viz obrázek): ̶ aortální chlopeň - 2. mezižebří vpravo ̶ pulmonální chlopeň - 2. mezižebří vlevo ̶ trojcípá chlopeň - 5. mezižebří parasternálně vpravo ̶ mitrální chlopeň - 4. – 5. mezižebří medioklavikulárně (v místě úderu srdečního hrotu) trojcípá aortální pulmonální mitrální