•Rozdíl mezi pojmy: řízení x regulace • •2 základní typy: ünervová regulace ühumorální •Úkolem těchto regulací – jak srdeční, tak cévní soustavy - je v souladu s měnícími se metabolickými požadavky organismu: • • udržovat relativně konstantní arteriální tlak •zabezpečit dostatečné prokrvení tkání •Cévní tonus = základní klidové napětí hladké svaloviny cév •Vazomotorika = možnost cév se v případě potřeby stahovat či roztahovat • •Regulace - lokální (místní) autoregulace • - systémová regulace •Autoregulace = céva ovlivňuje sama sebe •Myogenní – Baylissův fenomén ( hladká svalovina cév odpovídá na roztažení kontrakcí) • –Při větší náplni cév se zvyšuje tlak uvnitř cévy (intravaskulární) - napíná se cévní stěna, s ní i buňky hladké svaloviny - jejich membrána se depolarizuje, zvýšený vstup vápníku do buněk - což vyvolá vazokonstrikci (tímto se udrží relativně stálý průtok krve i při změnách tlaku krve – uplatňuje se hlavně v ledvinách, v mozku i systémovém oběhu) •Metabolická – průměr cév (platí hlavně pro arterioly, metarterioly, malé arterie) se mění podle požadavků tkání •Je zprostředkovávána různými látkami: –Metabolity – konečné produkty energetického metabolismu = CO2, kyselina mléčná, K+ –Hypoxie (systémová cirkulace: vazodilatace x plicní oběh: vazokonstrikce) –Adenozin – koronární řečiště: vazodilatace • • •ENDOTEL •Vazodilatační působky: • Oxid dusnatý (NO) • Prostaglandiny (PGE2, PGD2) • •Vazokonstrikční působky: • Endoteliny (peptidy – 21AK) • endotelin 1, 2 , 3 •Působky produkované jinými tkáněmi •Histamin – přírodní endogenní látka s výskytem v buňkách plic, kůže, GIT, bazofilních granulocytech. Uvolňuje se při poškození, zánětu či alergické reakci v podstatě ze všech tkání. •Celkový efekt histaminu na krevní oběh: dilatace arteriol a kapilár, pokles systémového cévního odporu a tlaku krve, zvýšení propustnosti kapilár •Bradykinin – zástupce plazmatických kininů (lyzylbradykinin=kalidin). Tvorba z kininogenů prostřednictvím proteáz=kalikreinů (plazmatický + tkáňový). Působení: ve tkáních, které při zvýšené aktivitě uvolňují kalikrein=slinné a potní žlázy - při intenzivním pocení vyvolá lokální vazodilataci. •10x silnější než histamin •Účinky v poškozených tkáních: relaxace hladkého svalstva, snížení tlaku krve, zvýšení propustnosti kapilár •Serotonin – výskyt: chromafinní buňky GIT, CNS, trombocyty •Vazba: serotonin + 5 HT receptory – po navázání na receptor dojde ke kontrakci hladkého svalstva cév, bronchů i střeva •Účinek na cirkulaci je závislý na specifických vlastnostech cévního řečiště v jednotlivých orgánech: vazodilatace cév – kosterní svaly, kůže • : vazokonstrikce cév – ledviny, mozek, plíce, splanchnické řečiště •(serotonin – jako neurotransmiter – ovlivní procesy spánku a bdění, chování, příjem potravy, termoregulaci) • • • •HORMONÁLNÍ – působením hormonů ovlivňujících tonus hladkého svalstva cév: –Katecholaminy (ze dřeně nadledvin, zástupci: adrenalin, noradrenalin, dopamin; účinky podobné jako při stimulaci sympatikem, s delší dobou trvání) –Systém renin – angiotenzin (uplatňuje se hlavně při stresu) –Antidiuretický hormon (mimo účinek na ledvinné tubuly vyvolává generalizovaně vazokonstrikci, nejvýrazněji v GIT a kožním řečišti) –Atriální natriuretický peptid (syntéza v srdečních síních jako odpověď na roztažení – působí přímo na hladké svalstvo arteriálního a venózního řečiště vazodilatačně (sníží tlak krve) •NERVOVÁ – přes autonomní nervový systém •Sympatikus: vazokonstrikce •Většina hladké svaloviny cév – arterioly a vény, •aktivace sympatiku zprostředkovává klidový cévní tonus •(postgangliová vlákna – uvolnění noradrenalinu – působení na alfa1 adrenergní receptory •Parasympatikus: vazodilatace •Pouze sakrální parasympatická cholinergní vlákna (Ach) inervující arterioly vnějších pohlavních orgánů • •Centrum kardiomotorické (pro regulaci srdeční činnosti) –Rami cardiaci n. vagi x nn. cardiaci •Kardioinhibiční centrum: prodloužená mícha (ncl.dorsalis, ncl. ambiguus) – parasympatická vlákna X.hlavového nervu • : je stále aktivní – tzv. vagový tonus •Účinky: „negativní“ – snížení frekvence srdce, snížení kontraktility • •Centrum kardiomotorické (pro regulaci srdeční činnosti) –Rami cardiaci n. vagi x nn. cardiaci •Kardioexcitační centrum: není přesná lokalizace, předpoklad: retikulární formace laterální části prodloužené míchy – spinální centra sympatiku v segmentech Th1-Th3; nn.cardiaci • • Účinky: „pozitivní“ – zvýšení frekvence srdce, zvýšení kontraktility • •Centrum vazomotorické (pro regulaci činnosti cév) •Rozprostřeno v oblastech prodloužené míchy üPresorická oblast (aktivace rostrální a laterální části – vazokonstrikce, zvýšení tlaku krve; stále aktivní, zodpovědné za cévní tonus) ü üDepresorická oblast (aktivace mediokaudální oblasti – vazodilatace, pokles tlaku krve) • •Kardiovaskulární centra jsou ovlivněna informacemi z periferie a jiných oblastí CNS: – z retikulární formace mostu, mezencefala a diencefala –z hypothalamu (zadní hypothalamus má vztah k sympatickému NS) –z mozkové kůry – motorická oblast - regulace průtoku kosterními svaly; v souvislosti s emocemi msoAD869 Regulatory mechanisms for blood pressure are targets for therapy in hypertension. Regulace krevního tlaku – komplexní proces RAAS ANP/BNP ADH Vazokonstrikce: angiotensin II, vazopresin, adrenalin (α1), serotonin, PGF/TXA2, endotelin, kofein, NPY sympatikus parasympatikus baroreflex compliance pružnost Vazodilatace: NO, adrenalin (β2), adenosin, acidóza, histamin, PGD2/PGE2/PGI2, prostacyklin, VIP, bradykinin Thomas M Coffman, Under pressure: the search for the essential mechanisms of hypertension , Nature Medicine 17, 1402–1409 (2011) Regulační mechanismy krevního tlaku Systém krátkodobé regulace - baroreflex Systém střednědobé regulace - humorální regulace • sympatikem zprostředkovaný vliv katecholaminů • systém renin-angiotenzin-aldosteron • působení antidiuretického hormonu Systém dlouhodobé regulace - regulační systém ledviny Krátkodobá regulace krevního tlaku BAROREFLEX Systémy dlouhodobé regulace •Méně známy –Vliv renin-angiotenzinového systému na stimulaci sekrece aldosteronu přetrvává dny a týdny •Existuje vztah mezi hodnotou krevního tlaku a solnou (vodní) bilancí •Tlaková diuréza přispívá regulací objemu k tlakové homeostáze •Pokud je setrvalý vzestup TK – za 2 hodiny po té nastupuje tlaková natriuréza a trvá řadu dní (při vzestupu TK ledviny vylučují více sodíku – a tím i vody – snížení extravaskulárního objemu s následným poklesem TK) •Jediný systém regulace, který nepodléhá adaptaci – působení trvá tak dlouho, dokud není tlak vrácen k původním hodnotám (nebo pokud není její působení zvráceno jinými mechanismy) •Při setrvalém poklesu TK – opačný účinek • • • Systémy dlouhodobé regulace systém tlakové natriurézy •Jedná se o kaskádu regulačních pochodů: mechanické působení zvýšeného průtoku krve ledvinami…vzestup krevního průtoku v papile ledviny – zvýšený renální intersticiální hydrostatický tlak – zvýšení propustnosti /permeability pevných spojení (tight junction) epiteliálních buněk ledvinných tubulů pro sodík – zvýšení vylučování sodíku – zvýšené vylučování vody - pokles objemu cirkulujících tekutin – pokles tlaku v systémovém řečišti •Systém vnitřních baroreceptorů ledvin...vzestup tlaku ve vas afferens …omezení produkce reninu - útlum stimulace ledvinného sympatiku – pokles reabsorpce sodíku, snížení objemu tekutin - pokles tlaku •Na+ - K+ - ATPázu inhibující faktor – uvolňován ze dřeně nadledvin (digitalisu podobný steroid – možná ouabain) •Zvýšená exprese AT2 receptorů pro angiotenzin II (může antagonizovat účinky neadekvátní stimulace AT1 receptorů; v experimentech na laboratorních potkanech prokázáno – zvýšené vylučování sodíku a vody) •Další: bradykinin, urodilatin, renální natriuretické peptidy Záznam dýchání a vln v oběhových parametrech - originální záznam pomocí Peňázova fotopletysmografu obr11 Dýchání Krevní průtok Krevní tlak Tepová frekvence Variabilita oběhových parametrů •srdeční frekvence - krevní tlak • • •variabilita vyjadřuje jejich kolísání kolem průměrné hodnoty v určených časových intervalech (nebo za různých okolností) Variabilita oběhových parametrů – příklad kolísání délky RR intervalů v EKG záznamu SD SD Variabilita oběhových parametrů – příklad jejího hodnocení např. použití statistických metod Variabilita srdeční frekvence •podává informaci o tonické aktivitě nervu vagu •Časová analýza: •Rozbor RR intervalů z 24hodinového záznamu EKG nebo 5 - 30minutového EKG •V podstatě jde o statistické hodnocení záznamu, s určením směrodatné odchylky •Vyřadí se intervaly lišící se o více jak 20% od průměru, dále se tedy zpracovávají tzv. normální intervaly NN a hodnotí se směrodatná odchylka posloupnosti všech NN za 24hod 840 828 760 756 808 856 768 780 808 756 708 728 756 732 708 x y x y x y x y x y 7B073CE čas (s) frekvence (Hz) T=50 s T=50 s T=3 s a=0.5 a=0.3 a=0.2 perioda T amplituda a frekvence f = 1/T f = 1/3 = 0.33 Hz f = 1/10 = 0.1 Hz f = 1/50 = 0.02 Hz 0.5 0.2 0.3 + + = + + = 0.5 0.2 0.3 0.33 0.02 0.1 f = 0,02 Hz f = 0,1 Hz f = 0,33 Hz •Spektrální analýza: •Provádí se za standardních podmínek při různých manévrech (leh, stoj); hodnotí se vždy 300 reprezentativních intervalů RR/NN/ •Další matematické zpracování (Fourierova transformace)-délky intervalů RR jsou převedeny na cykly v Hz •Spektrum rozloženo na několik komponent – o nízké (LF:sympatická modulace) a vysoké frekvenci (HF:vagová modulace) •Lidé se sníženou variabilitou srdeční frekvence mají 5x vyšší riziko úmrtí Vysokofrekvenční pásmo (HF) - dýchání Pásmo velmi nízkých frekvencí (VLF) – systém renin-angiotenzin-aldosteron Pásmo středních frekvencí (MF) - baroreflex sympatický NS