Fyziologické aspekty majoritních patologií kardiovaskulárního svstému: Arteriální hypertenze Ischemická choroba srdeční Doc. MUDr. Markéta Bébarová, Ph.D. Fyziologický ústav, Lékařská fakulta, Masarykova univerzita > K/i Ischemická choroba srdeční oronární oběh a. cor. sinistra - 85% průtoku a. cor. dextra epikardiální koronární arterie intramuskulární artérie subendokardiální arteriální plexus Right coronary artery Left coronary artery Marginal branch Circumflex branch Anterior descending branch Septal branches Marginal branch Posterior descending branch • klidový průtok: 225 ml/min (4-5% srdečního výdeje) • nárůst během fyzické zátěže, psychického stresu apod. • extrakce 02 je téměř maximální již v klidu, kapiláry jsou otevřeny • Jedinou možností, jak zvýšit dodávku 02 je koronárni vazodilatace! • metabolická vazodilatace, sympatikus/parasympatikus oronarni rezerva • spočívá ve schopnosti koronárních cév přizpůsobit svůj průtok srdeční práci (zátěžová ergometrie) • maximální průtok / klidový průtok • snížení koronárni rezervy: - koronárni insuficience relativní (neúměrně vysoké klidové nároky, velký klidový průtok pak již nelze dostatečně zvýšit) - koronárni insuficience absolutní (ICHS) (stenozující arteriosklerotický proces) Snížená koronárni rezerva je limitujícím faktorem srdečního výkonu a tím i výkonu organismu! Ischemická choroba srdeční • nejčastější onemocnění srdce v civilizovaných zemích • příčina 1/3 všech úmrtí • vs. ischémie myokardu (obecnější pojem; anémie, hypotenze, hypertrofie myokardu, tyreotoxikóza) • příčiny smrti: - akutní koronárni okluze - fibrilace komor - pomalé, progresivní slábnutí kontraktility díky zvolna narůstající ischémii myokardu (nejčastější příčina městnavého srdečního selhání) Ischemická choroba srdeční podklad: aterosklerotický proces postihující jednu či více větví koronárního řečiště hNIUM fMCteftl, ViruMfi http://www.medecine.unige.ch/recherche/groupes/ b_donnees/sujet_591 _4.html KS; [Miř* í^nřnraij PrtJrtůrttitťi smooth riujKto ůrtd rtůCrůůf ů6)4 araimrnií o: ;■ \0:HMÍ-*eS4íl- z Ischemická choroba srdeční • podklad: aterosklerotický proces postihující jednu či více větví koronárního řečiště Ischemická choroba srdeční • podklad: aterosklerotický proces postihující jednu či více větví koronárního řečiště ■ * prO)eVV (vždy, když nároky na přívod krve překročí kapacitu stenotické cévy)'. - bolest za hrudní kostí {angina pectoris) - změny úseku ST a vlny T na EKG v důsledku dřívější repolarizace ischemické části myokardu, zpravidla subendokardu Projevy jsou obvykle provokovány tělesnou námahou, chladem, náhlým vzestupem krevního tlaku, atd. Ischemická choroba srdeční podklad: aterosklerotický proces postihující jednu či více větví koronárního řečiště akutní koronárni okluze: - trombus (ruptúra plátu) - embolus - lokální svalový spazmus Ischemická choroba srdeční podklad: aterosklerotický proces postihující jednu či více větví koronárního řečiště akutní koronárni okluze: - trombus (ruptúra plátu) - embolus - lokální svalový spazmus Rozsah poškození srdečního svalu z velké části určuje stupeň rozvoje kolaterál! Guyton and Hall. Textbook of Medical Physiology, 11th edition Ischemická choroba srdeční Akútni infarkt myokardu = náhlý uzávěr některé koronárni větve, obvykle trombem vzniklým na podkladě ruptúry aterosklerotického plátu, změny ireverzibilní • projevy: - prudká neustupující bolest za hrudní kostí - oběhové selhání (při větším rozsahu) - na EKG elevace úseku ST přecházející bez poklesu do vlny T (tzv. Pardeeho vlna) http://www.wikiskripta.eu/ index.php/Popis_EKG hojení jizvou (na EKG přetrvává známka nevodivé tkáně - hluboký kmit Q) Ischemická choroba sr< Akutní infarkt myokardu TQ depression due to depolarization of RIVIP (accumulation of k+ in ectj TQ depression Ischemická choroba sr< Akutní infarkt myokardu TQ depression due to depolarization of IRIVIP (accumulationof k+ in ectj ST elevation due to shortening of AP and delayed depolarization ST elev. TQ depression Ischemická choroba srdeční Akutní infarkt myokardu A. B. C. D. E. Ganong's Review od Medical Physiology, 23rd edition. Fyziologický záznam ve svodu I Akutní infarkt myokardu - hodiny od infarktu Mnoho hodin až dny od infarktu. Pozdní obraz - mnoho dní až týdny od infarktu. Velmi pozdní obraz - měsíce až roky od infarktu. Ischemická choroba srdeční • Léčba farmaky - Vazodilatancia (nitroglycerin a další nitráty) - Beta-blokátory (propranolol) Ischemická choroba srdeční Chirurgická léčba Perkutánní angioplastika Aorto-koronární bypass Aorta obnovení normálního krevního proudu http://www.ikem. cz/www?docid= 1005912 Bypass (štěp z kryté žíly)1 Uzávěra koronárri tepny http://www.sedmstatecnych.cz/clanek/opr avene-srdce-po-trech-letech/ Arteriální hypertenze Definice a důsledky rtenaini nypertenze - cnronicKe zvýšeni systemoveno krevního tlaku. V prvních fázích hypertenze jsou symptomy nevýrazné, nespecifické ->■ téměř 50% pacientů s hypertenzí o své hypertenzi neví! Pokud není včas diagnostikována a adekvátně léčena, arteriální hypertenze vede k: ❖ přetížení levé komory (hypertrofie, srdeční selhání) ❖ artérioskleróza zvýšené riziko infarktu myokardu zvýšené riziko cévní mozkové příhody renální selhání atd. Hypertenze signifikantně zkracuje délku života. Definice a důsledky Arteriální hypertenze - chronické zvýšení systémového krevního tlaku. Table 1 Definitions and classification of blood pressure (BP) levels (mmHg) Category Systolic Diastolic Optimal <120 and <80 Normal High normal Grade 1 hypertension Grade 2 hypertension Grade 3 hypertension Isolated systolic hypertension 120-129 130-139 140-159 160-179 >180 >140 and/or and/or and/or and/or and/or and 80-84 85-89 90-99 100-109 >110 <90 Guidelines for the management of arterial hypertension. Eur Heart J 2007;28:1462-1536. 24-hodinové monitorování krevního tlaku Definice a důsledky Arteriální hypertenze - chronické zvýšení systémového krevního tlaku. Table 1 Definitions and classification of blood pressure (BP) levels (mmHg) Category Systolic Diastolic I Optimal <120 and <80 Normal 120-129 , prehypertenze .„ M^ I High normal K yK 130-139 and/or and/or 80-84 85-89 I Grade 1 hypertension Grade 2 hypertension Grade 3 hypertension Isolated systolic hypertension 140-159 160-179 >180 >140 and/or and/or and/or and 90-99 100-109 >110 <90 Guidelines for the management of arterial hypertension. Eur Heart J 2007;28:1462-1536. Definice a důsledky Arteriální hypertenze - chronické zvýšení systémového krevního tlaku. Table 1 Definitions and classification of blood pressure (BP) levels (mmHg) Category Systolic Diastolic Optimal Normal High normal Grade 1 hypertension <120 120-129 130-139 140-159 and and/or and/or and/or <80 80-84 85-89 90-99 Grade 2 hypertension Grade 3 hypertension Isolated systolic hypertension 160-179 >180 >140 and/or and/or and 100-109 >110 <90 Guidelines for the management of arterial hypertension. Eur Heart J 2007;28:1462-1536. Definice a důsledky Stratifikace kardiovaskulárního rizika Blood pressure (mmHg) Other risk factors, OD or Disease Normal SBP 120-129 or DBP 80-84 High normal SBP 130-139 or DBP 35-39 Grade 1 HT SBP 140-159 or DBP 90-99 Grade 2 HT SBP 160-179 or DBP 100-109 Grade 3 HT 5BP>180 or DBP>110 No other risk factors Average risk Average risk i Low added risk * Moderate added risk High added risk 1-2 risk factors Low added risk Low added risk Moderate ^dded risk Moderate added risk Very high added risk 3 or more risk factors, MS, OD or Diabetes Moderate added risk . - - - - * HighX' addeS risk High added risk High added risk Very high added risk Established CV or renal disease Very high added risk Very high added risk Very high added risk Very high added risk Very high added risk Guidelines for the management of arterial hypertension. Eur Heart J 2007',28:1'462-1536. ■-■ Definice a důsledky u dětí a adolescentů - speciální percentilové tabulky Faktory určující krevní tlak 4=lK«]ll U = I. R P = CO . TPR P arteriální tlak CO srdeční výdej (cardiac output) TPR celkový periferní odpor [total peripheral resistance) T Srd6Ční Výd6j (obvykle díky|objemu extracelulární tekutiny) —> objemová hypertenze ►> í celkový periferní odpor —> odporová hypertenze Faktory určující krevní tlak 4=lK«]ll U = I. R P = CO . TPR P arteriální tlak CO srdeční výdej (cardiac output) TPR celkový periferní odpor (total peripheral resistance) T Srd6Ční Výd6j (obvykle díky tobjemu extracelulární tekutiny) —> objemová hypertenze * í celkový periferní odpor —> odporová hypertenze C = AV / AP * i poddajnost izolovaná systolická hypertenze (objem krve, tonus žil) 2.kontraktilitě 3.periferním tlaku žíly rezervoár krve ledviny regulace objemu krve A. Cardiovascular system 47 % Lesser arteries and arterioles (diastole) as 7% Capillaries Lesser arteries Greater and arterioles arteries Volume distribution Pul monary artery Blood pressure: 25/1 Dm m Hg (mean: 15 mmHg) 1J% Capillaries Resistance distribution in systemic circulation Aorta Elüod pressure: 120/80 mmHg mean: lQOmmHg) Low-pressure system (reservo ir fu nction) I Arteries 1% Ve ns LŇer and gastrointestinal tract Q =24S ^=23% Skeletal muscle: Q =2-\% %ř 27% High-pressure system (suppfy function) Elood flow to organs aa % sf cardiac sut nut (resting CO 5.C L/min at body weig ht -of 70 Vq) Kidneys: 0 = 20% 7% Skin and other organs Organ O; consumption as % of total Oj oarEumptkin (total atrest-= 0.25 L/min) (objem krve, tonus žil) 2.kontraktilitě 3.periferním tlaku žíly rezervoár krve í arterioly I regulace TPR ledviny regulace objemu krve i TPR (RAS) A. Cardiovascular system B. Vasoconstriction and vasodilatation Pressor area _ ^a Neuronal Sympathetic 1b Neuronal P = CO . TPR Vessel stretch 2a local Myogenic reaction Endothelin-1 f (ETA) thromboxane ADH (Vi). epinephrine, angiotensin II Sympathetic \ tonus 3a Hormonal ^ Parasympathetic system (salivary glands, genitalia) po2* Adenosine, Pco2'+ H\K+ etc. NOf PGE2,PGI2f Bradykinin, a kallidin Epinephrine^) Acetylcholine (M), t\ I r | 3b histamine (Ht), Hormonal endothelin-1 (ETB) Despopoulos, Color Atlas of Physiology © 2003 Thierme (objem krve, tonus žil) 2.kontraktilitě 3.periferním tlaku žíly rezervoár krve aorta a velké elastické arterie poddajnost j arterioly j regulace TPR ledviny regulace objemu krve i TPR (RAS) A. Cardiovascular system A. Cardiovascular system r V- Bra n: fcfc Q = Vor 21Ä \ 47 'S Lesser arteries and arterioles P = CO . TPR 9% Lungs Heart 5 St (iastole) 8K TK Capillaries Lesser arteries Greater and arterioles arteries Arteries. 1% Ve ns Patofyziologie hypertenze je velmi komplexní a je tedy obvykle těžké najít její konkrétní primární příčinu u daného pacienta! Q =24S V„.= Z3X Elood flow to organs as S- of cardiac output (restirg CO 5.C L/min at body weig ht of 70 Ig) Skin 3rd other organs ./ Organ O; consumption 3í % cf total Oj coriEumptkin (total atrest-= 0.25 L/min) regulace objemu krve: - ledviny v r v - zizen - RAS, ADH Klasifikace A. Esenciální (primární) hypertenze • „hypertenze neznámého původu" • 90-95% B. Sekundární (symptomatická) hypertenze • symptom jiného primárního onemocnění s identifikovatelnou příčinou Esenciální hypertenze ❖ geneticky podmíněný sklon k hypertenzi u některých lidí (polygenní typ dědičnosti - genetické defekty, často polymorfismy, působící odchylku/y některého z faktorů regulujících krevní tlak) ►> provokující faktory: • nadměrný nárůst hmotnosti, obezita - zodpovědné za 65-70% rizika rozvoje esenciální hypertenze • sedavý způsob života Nové klinické směrnice doporučují nárůst fyzické aktivity a úbytek hmotnosti jako první krok v léčbě většiny pacientů s esenciální hypertenzí. • stres (zejména psychický) • nadměrný přívod sodíku (mezipopulační studie -Eskymáci vs. lidé žijící v severním Japonsku) Esenciální hypertenze 40 H u « 30 Sflv. Japonsko Jižni Japonsko Austrálie N. {^uinea —i-t-1-r- 100 ?00 300 400 Denní prívod sodíku b(JÍ) Esenciální hypertenze rivKy zavisiosu Krevnino uaKu na pnvoau soaiKu 6- =3 0 *o ?Ě 4 1 Ě 3 = o Normal Nonsalt-sensitive Salt-sensitive Increased salt intake High intake Normal Normal intake Essential hypertension 50 100 150 Arterial pressure (mm Hg) Increased extracellular volume Increased arterial pressure Decreased renin and angiotensin Decreased renal retention of salt and water Return of extracellular volume almost to normal Return of arterial pressure almost to normal Definice a důsledky Arteriální hypertenze - chronické zvýšení systémového krevního tlaku. Table 1 Definitions and classification of blood pressure (BP) levels (mmHg) Category Systolic Diastolic Optimal <120 and <80 Normal 120- 129 and/or 80- 84 High normal 130- •139 and/or 85- 89 Grade 1 hypertension 140- 159 and/or 90- 99 Grade 2 hypertension 160- •179 and/or 100- 109 Grade 3 hypertension >180 and/or >110 Isolated systolic >140 and <90 hypertension Guidelines for the management of arterial hypertension. Eur Heart J 2007;28:1462-1536. Esenciální hypertenze zoiovana systoncKa nypertenze ❖ T systolický a pulzový tlak ❖ u starších lidí vzniká v důsledku: • remodelace stěny elastických arterií v závislosti na zvyšujícím se věku (méně elastických a více kolagenních vláken) -> T tuhost, ~l poddajnost: 1. -> J, rozepětí elastických arterií v systole (fyziologicky slouží k dočasnému uschování prudce navýšeného objemu krve po jejím vypuzení ze srdce) -» prudké f arteriálního systolického tlaku + i objemu (a tedy také tlaku) krve v arteriích během diastoly 2. -> | rychlosti pulzové vlny Esenciální hypertenze 1 rychlosti pulzové vlny sekundární, odražená pulzová vlna se vrací do aorty a elastických arterií dříve a díky tomu se na primární pulzovou vlnu superponuje ještě v období systoly -> | systolického tlaku a případně i l diastolického tlaku Rosa J, Wídimský J jr. Charakteristika velkých tepen u arteriální hypertenze. Cor Vasa 2011;53:418-422, Esenciální hypertenze zoiovana systoncKa nypertenze ❖ T systolický a pulzový tlak ❖ u starších lidí ❖ vzniká v důsledku : • remodelace stěny elastických arterií v závislosti na zvyšujícím se věku (méně elastických a více kolagenních vláken) • endoteliální dysfunkce (t reaktivita na vazokonstrikční podněty, zejména lokálně produkované jako např. endoteliny, tromboxan A2) Esenciální hypertenze ecoa Nové klinické směrnice doporučují nárůst fyzické aktivity a úbytek hmotnosti jako první krok v léčbě většiny pacientů s esenciální hypertenzí. Sníženi príjmu sodíku a zvýšeni príjmu draslíku, uvolněni... waTnHilatarní lóriwa P = CO . PR vazodilatační léčiva | ľ = uu ■ 1 ľŕi • i TPR, některé rovněž | průtok krve ledvinami (ACEI) a. inhibice vlivu sympatického nervového systému (sympatolytika) b. přímá paralýza hladkého svalstva ledvinných cév (vazodilatační látky, blokátory vápníkového kanálu) c. inhibicí vlivu renin-angiotenzinového systému na ledvinné cévy a tubuly (inhibitory angiotensin l-konvertujícího enzymu, ACEI) ❖ diuretika/natriuretika • i reabsorpce soli a vody ledvinnými tubuly -> l CO (prostřednictvím blokády aktivního transportu sodíku stěnou tubulů) Klasifikace A. Esenciální (primární) hypertenze • „hypertenze neznámého původu" • 90-95% B. Sekundární (symptomatická) hypertenze • symptom jiného primárního onemocnění s identifikovatelnou příčinou Sekundární hypertenze Prerenální příčiny - renovaskulární hypertenze Akutní a chronické nemoci ledvinného parenchymu • Postrenální příčiny (trombóza renální žíly, obstrukce močového traktu) Renin-produkující nádor ledvin Endokrinní hypertenze Adrenokortikální hyperfunkce (Cushingův, Connův, adrenogenitální sy) Sympatoadrenální hyperfunkce (feochromocytom) • Exogénni hormony (gluko- a mineralokortikoidy, sympatomimetika) Hypertyreóza Akromegalie Koarktace aorty Hypertenze při preeklampsii Neurogenní hypertenze Sekundární hypertenze Renalni hypertenze ❖ circulus vitiosus v některých případech (renální onemocnění může způsobit hypertenzi a hypertenze může zase poškodit glomeruly a renální cévy) ❖ hypertenzí navozená onemocnění ledvin a. poškození | GFR (díky | odporu renálních cév - renovaskulární hypertenze - nebo j glomerulární kapilární filtrační koeficient - e.g. chronická glomerulonefritida působící ztluštění gl. membrán) b. poškození | tubulární reabsorpci sodíku (hyperaldosteronismus) c. nepravidelné poškození ledvin působísí lokální ischemii (e.g. lokální artérioskleróza; změny podobném Jwo-kidney" Goldblatt hypertenzi) Jakmile se hypertenze vyvine, GFR a exkrece moči se vrátí k fyziologickým hodnotám (tlaková natriuéza a diuréza). ❖ onemocnění ledvin nevázaná na hypertenzi (ztráta celých nefronů) Sekundární hypertenze enovaskularni hypertenze ❖ experimentální „two-kidneys" Goldblatt hypertenze (arteficiální konstrikce jedné renální arterie, druhá ledvina zachována) (v klinice - e.g. stenóza jedné renální arterie díky ateroskleróze u starých osob nebo fibromuskulární dysplazie u mladých) l krevní tlak v ledvině na straně, kde došlo ke konstrikci 1. -> j, GFR retence soli a vody v ischemické ledvině 2. -> | sekrece reninu v ischemické ledvině -> | angiotenzin II -> vazokonstrikce + retence soli a vody i ve zdravé ledvině Sekundární hypertenze ❖ benigní nádor z juxtaglomerulárních buněk ❖ těžká hypertenze t sekrece reninu -» | angiotenzinu II -> 1. vazokonstrikce (sekundy) -> | TPR 2. retence solí a vody (dny) -> | CO iární hyperreninismus) Sekundární hypertenze tsmsir Prerenální příčiny - renovaskulární hypertenze Akutní a chronické nemoci ledvinného parenchymu • Postrenální příčiny (trombóza renální žíly, obstrukce močového traktu) Renin-produkující nádor ledvin Endokrinní hypertenze Adrenokortikální hyperfunkce (Cushingův, Connův, adrenogenitální sy) Sympatoadrenální hyperfunkce (feochromocytom) • Exogénni hormony (gluko- a mineralokortikoidy, sympatomimetika) Hypertyreóza Akromegalie Koarktace aorty Hypertenze při preeklampsii Neurogenní hypertenze Sekundární hypertenze renOKOrllKaini nyperTUnKCe (Cushingův, Connův, adrenogenitální sy) Connův syndrom i^^^|^5§^^^| (primární hyperaldosteronismus) if^l^Bv^^&fi^^^l jednostranný adenom produkující Bl^H^^SS^^^Hfl^^^M aldosteron (méně karcinom) V-^I^^H^^^^H^^^^^I • oboustranná hyperplasie zona glomerulosa H^Q^^S^^^^5^^^^9 -> | resorpce sodíku R&^H^W^^^H -> osmotická resorpce vody (případně | Rf^MI^PII I I ^B^^fl příjem vody) -> | objemu extracelulární K^H||i| | | tekutiny | CO -> hypertenze -> tlakovátlÉM^^H^^^^I^^^^H natriuréza/diuréza + j renin 6H)Í^^fl^R^H^^^^I -» | sekrece K+ a H+ il^SHH^Htfifl^^ä -> hypokalemická alkalóza (záchvaty B'^3^^n^^^B^^^^| svalové slabosti až paralýzy, nefropatie) Mí^fc—MMKU Sekundární hypertenze • stimulace štítné žlázy autoprotilátkami (stejné receptory jako TSH) • adenom štítné žlázy • střední tlak zůstává fyziologický ale f pulsový tlak (systolický tlak -1 o 10 až 15 mmHg, diastolický tlak -1) > f metabolismus tkání metabolická vazodilatace + vazodilatace v kůži (| uvolňování tepla) -» | krevní průtoku | CO (i T HR) f počet a afinita srdečních (i jiných) p-receptorů -> | citlivost k jejich chronotropním a inotropním vlivům -> T exprese a-isoformy MHC (vyšší ATPázová aktivita než (3-isoforma) -> T síla stahu Sekundární hypertenze tsmsir Prerenální příčiny - renovaskulární hypertenze Akutní a chronické nemoci ledvinného parenchymu • Postrenální příčiny (trombóza renální žíly, obstrukce močového traktu) Renin-produkující nádor ledvin Endokrinní hypertenze Adrenokortikální hyperfunkce (Cushingův, Connův, adrenogenitální sy) Sympatoadrenální hyperfunkce (feochromocytom) • Exogénni hormony (gluko- a mineralokortikoidy, sympatomimetika) Hypertyreóza Akromegalie Koarktace aorty Hypertenze při preeklampsii Neurogenní hypertenze Sekundární hypertenze ypertenze pn preeklampsii ❖ jeden z projevů syndromu nazývaného preeklampsie, který se může vyvinout v posledním trimestru ❖ pnciny nejsou zcela známy Ztluštění glomerulárních membrán v ledvinách (autoimunitní proces?) -> l rychlost glomerulární filtrace -> dlouhodobé | krevního tlaku s cílem zachovat fyziologickou úroveň tvorby moče ❖ hypertenze citlivá na sul ❖ nejzávažnější typ hypertenze během těhotenství ze strany prognózy matky i plodu ❖ jiné typy hypertenze během těhotenství: • hypertenze se začátkem před těhotenstvím • hypertenze se začátkem v prvních měsících těhotenství