Mikrocirkulace Lékařská fakulta Masarykovy univerzity 1 Mikrocirkulace Správná funkce mikrocirkulace je hlavním předpokladem pro adekvátní oxygenaci tkání a tedy funkci orgánů Mikrocirkulace je tvořena nejmenšími cévami (<100 μm průměr), a skládá se z arteriol, kapilár a venul Účel 1) přivádí okysličenou krev do tkání a zajišťuje přiměřený žilní návrat 2) udržuje průtok tekutin tkáněmi i při změně systémových tlakových poměrů 3) zajišťuje imunologické funkce a 4) spřažení místního průtoku krve s místními metabolickými potřebami Hlavní typy buněk endoteliální buňky hladké svalové buňky cirkulující krvinky Mikrocirkulace Struktura a funkce mikrocirkulace je rozdílná v různých orgánových systémech Hlavní faktory kapilárního průtoku krevní tlak tonus arteriol reologické vlastnosti krve průchodnost kapilár Transport látek přes kapilární membránu Na arteriálním konci kapiláry je rozdíl hydrostatických tlaků mezi kapilárou a intersticiem vyšší než rozdíl onkotických tlaků způsobuje filtraci Na venózním konci kapiláry je rozdíl hydrostatických tlaků mezi kapilárou a intersticiem nižší než rozdíl onkotických tlaků způsobuje reabsorbci 4/9/2020 5 Regulace dodávky krve Vazodilatace NO – tvořen v endotelu konstitutivní (eNOS) a inducibilní (iNOS syntázou) prostacyklin adenosin katecholaminy histamin bradykinin pO2, pCO2, pH cGMP, cAMP Vazokonstrikce Endotelin ATII ADH katecholaminy Ca2+ a) Krátkodobá regulace Zvláštní mechanismy Ledvina Tubuloglomerulární zpětná vazba Mozek Vazodilatace při zvýšeném pCO2 v likvoru Kůže Řízení průtoku je spřaženo s regulací tělesné teploty. Plíce hypoxie - vasokonstrikce 8 Velké cévy Především NO Regulace dodávky krve b) Dlouhodobá regulace Dny, měsíce až roky Mechanismus Cévy zásobující tkáně zvětšují svou a. fyzickou velikost b. počet Angiogeneze (pupeny z existujících cév) vs. vaskulogeneze (de novo) 9 Důležitost pro tkáně s vysokými metabolickými nároky Mechanismy 1. Zmnožení cév ve tkáni Příklady: jizva nádorový růst v dobře diferencovaných tkáních pomalý proces 2.Vývoj kolaterální cirkulace přestavbou existujících cév Při zablokování krevního průtoku se otevírají náhradní spojky Akutně dilatace (neurogenní a metabolické faktory) Dlouhodobě přestavba, zvětšování 10 Neovaskularizace Lymfatický systém 13 Lymfatický systém Intersticiální tekutina se dostává do lymfatických kapilár skrze propustné spoje mezi endoteliálními buňkami Tok lymfy je zajištěn stahem hladkého svalstva lymfatických cév a okolních kosterních svalů (lymfatická pumpa Lymfa přenáší proteiny, které nemohou být absorbovány přes kapilární stěnu – důležité pro udržování koncentrace proteinů (při selhání smrt do 24 hodin) Navíc hlavní cesta pro absorpci lipidů GIT Patogeny jsou likvidovány v mízních uzlinách Tok lymfy Zvýšen při zvýšeném průniku tekutin z kapilár do intersticia a) Zvýšený hydrostatický tlak v kapilárách b) Snížený onkotický tlak v kapilárách c) Zvýšený onkotický tlak v intersticiu d) Zvýšená permeabilita kapilár -Lymfatická pumpa generuje negativní hydrostatický tlak v intersticiu -Při trvalém zvýšení tlaku v intersticiu na +1 - +2 mmHg dochází ke kompresi větších lymfatických cév 16 Lymfatická pumpa A. vnitřní Kontrakce stěny při jejím roztažení Generuje tlak až 50 – 100 mmHg 17 B. vnější Intermitentní komprese zvnějšku Při cvičení dochází až k třicetinásobnému průtoku lymfy Edém Buněčný (cytotoxický) edém – zvýšené nahromadění tekutiny v buňkách Většinou při ischémii → zhroucení iontových pump → ↑ osmolarita v buňce Klinicky důležité zejm. u nitrolebních struktur Intersticiální edém – tekutina v intersticiu Lokální vs. systémové příčiny – viz dále Výpotek – tekutina v tělesných dutinách Starlingovy síly Fyzikálně se jedná o tlaky F = A . K . [(Pv – Pt) – σ(πv – πt)], kde: F…filtrace A…filtrační plocha K…permeabilita membrány pro vodu σ…permeabilita membrány pro proteiny Na arteriálním konci kapiláry míří gradient z cévy ven, na venózním dovnitř Výjimka: kapiláry glomerulu (vysoký hydrostatický tlak – cave šok) Plicní kapiláry – po celé délce mírně převažuje filtrace (nízký gradient hydrostatického i onkotického tlaku) Tok tekutiny z kapilár do tkání mírně převažuje nad návratem – lymfatická drenáž Příčiny intersticiálních edémů a výpotků Zvýšený hydrostatický tlak kapilár hypervolémie hyperperfúze ↓ žilní návrat Snížený onkotický tlak plazmy Zvýšená permeabilita kapilár Uzávěr lymfatických cév Hypervolémie - etiologie Hyperperfúze kapilár a vznik edémů Edémy při hypertenzní krizi – význam zejm. v mozku Edémy jako nežádoucí účinek vazodilatační léčby Edémy při onemocnění žil ↑hydrostatický tlak na venózním konci kapiláry Nejčastěji insuficience žilních chlopní Hluboká žilní trombóza – asymetrický otok Bércové vředy – nejčastěji žilního původu Zvýšená filtrace → zvýšení kapilární permeability → únik bílkovin → „fibrinová manžeta“→ tkáňová ischemie → vřed Srdeční selhání a edémy Pravostranné selhání dozadu (backward) ↑hydrostatický tlak na venózním konci kapilár edémy v systémovém řečišti anasarka (systémový edém) hepatomegalie, ascites dopředu (forward) izolovaně raritní vede k ↓ preloadu levé komory → levostranné selhání dopředu •Levostranné selhání • dozadu (backward) • ↑hydrosta cký tlak v plicních kapilárách → edém plic • respirační selhání, pleurální výpotek (transsudát) • plicní hypertenze → sekundární pravostranné selhání • dopředu (forward) • systémová hypotenze → šok • orgánové selhávání (játra, ledviny, GIT, mozek) • Svalová slabost, únava, kachexie Plicní edém a pleurální výpotek Plicní edém: akumulace tekutiny v plicní tkáni („bažina“) intersticiální alveolární filtrace i resorpce tekutiny z/do plicní cirkulace léčba medikamentózní Pleurální výpotek: tekutina mezi parietálním a viscerálním listem pleury („jezero“) filtrace tekutiny převážně ze systémové cirkulace, resorpce spíše do plicní cirkulace léčba medikamentózní či chirurgická u transsudátů často kombinace plicního edému a fluidothoraxu RTG obraz Plicní edém Bilaterální fluidothorax Exsudát vs. transsudát Transsudát ↓proteiny ↓LD ↑ glukóza Bez buněk Etiologie: 1) srdeční selhání 2) hyperhydratace 3) hypoproteinémie (jaterní selhání, nefrotický syndrom Exsudát ↑proteiny ↑LD ↓ glukóza buňky Etiologie: 1) zánět 2) nádor 3) plicní embolie (důsledek místních nekróz) 4) TBC Hypoproteinémie Norma cca 62 – 82 g/l Pokles: malnutrice (kwashiorkor) malabsorbce jaterní selhání nefrotický syndrom Nevzniká plicní edém (v plicních kapilárách malý gradient hydrostatického i onkotického tlaku!) Zánět a otok Mechanismy endoteliální permeability Transcelulární transport vezikulo-vakuolární organely (VVO) fenestrace (GIT, ledviny, endokrinní žlázy) – s membránou nebo bez ní (glomerulus) Paracelulární transport adherentní spoje – tvořené zejm. cadheriny rozpouští se po stimulaci: histaminem bradykininem VEGF NO těsné spoje (zejm. mozek) – vytváří bariéru Vaskulární mechanismy zánětu Stah arteriol následovaný vasodilatací a zvýšením vask. permeability kapilár Vasokonstrikce: endotelin, TXA2, PAF Vasodilatace: iNOS, PGI2, bradykinin Tvorba cytokinů Lymfedém Důsledek zhoršeného odtoku lymfy • Primární lymfedém Idiopatický, porucha vývoje lymfatických cest Výskyt obvykle v dospívání či časné dospělosti Sporadický i familiární výskyt • Sekundární lymfedém Druhotně vzniklá obstrukce lymfatických cest (nádor, zánět, úraz, iatrogenní – operace, radioterapie, exstirpace uzlin) V tropech nejčastěji filarióza V Evropě nejčastěji následek nádorových onemocnění či jejich léčby Vznik lymfedému u nádoru Mechanické stlačení lymfatických cest nádorem Intersticiální edém kolem nádoru (zánět, VEGF) → komprese lymfatických cest Metastázy do lymfatických uzlin „pitting a „non-pitting“ edémy U edémů chudých na bílkoviny (srdeční selhání, jaterní selhání, nefrotický syndrom) zůstává po tlaku prstem důlek („vytlačitelný otok“) U edémů bohatých na bílkoviny (lymfedém, zánět, chronický otok) ne Splanchnická cirkulace Prekapilární svěrače za normálních okolností je průchodná jen část krevního řečiště, při otevření sfinkterů dochází k prokrvení větší oblasti krevního řečiště význam hl. ve splanchnické oblasti Katecholaminy a redistribuce krve ve splanchnické oblasti Objemy a průtoky krve ve slanchnické oblasti (normovolemický dospělý muž) Objem krve cca 70 ml/kg Orgány ve splanchnické oblasti - 10% tělesné váhy, ale 25% celkového objemu krve Necelé 2/3 krve ve splanchniku (cca 800 ml) mohou být přemístěny do systémové cirkulace, z toho: játra 300 - 400 ml střeva 300 - 400 ml slezina 100 ml Splanchnická cirkulace funguje jako zásobárna krve Date of download: 3/21/2018 Copyright © 2018 American Society of Anesthesiologists. All rights reserved. From: Catecholamine-induced Changes in the Splanchnic Circulation Affecting Systemic Hemodynamics Anesthes. 2004;100(2):434-439. From: Catecholamine-induced Changes in the Splanchnic Circulation Affecting Systemic Hemodynamics Anesthes. 2004;100(2):434-439. Date of download: 3/21/2018 Copyright © 2018 American Society of Anesthesiologists. All rights reserved. From: Catecholamine-induced Changes in the Splanchnic Circulation Affecting Systemic Hemodynamics Anesthes. 2004;100(2):434-439. From: Catecholamine-induced Changes in the Splanchnic Circulation Affecting Systemic Hemodynamics Anesthes. 2004;100(2):434-439. Pokus Myší mesenterium Adrenalin → arteriální vazokonstrikce (hl. α1 receptory) Histamin → arteriální vazodilatace (hl. H1 receptory)