Lékařská fakulta Masarykovy univerzity M UNI MED HYPERTENZE 1 OBEHOVÝ SYSTEM x Levá síň, levá komora x Tepny (arterie), arterioly x Systémové kapiláry x Portální řečiště - sériové zapojení x Venuly, žíly (vény) x Pravá síň, pravá komora x Plieni arterie x Plieni kapiláry x Plicnívény x Lymfatické cévy (tt\iO tubcldvluh vein ham aims-) Superior veíia csva InJerlof vena cava nekane vplw- HepdHc pcflj: wsEn- Ren-ffl vel i! ■. ■ velu Carotid arf«y uit*ry lo ařm*} PulfTicMidy vein ft i) r fa -Mesenteric cuíeriei Kanal arlery Blat artery KAPACITNÍ A REZISTENČNÍ CÉVY | Oddíl cirkulace % ml Plicní oběh 9% 450 Srdce 7% 350 Tepny periferního oběhu 13% 650 Tepénky a kapiláry periferního oběhu 7% 350 Žilky, žíly a žilnísplavy periferního oběhu 64% 3200 1 ARTERIALNI KREVNÍ TLAK - DEFINICE x P = Q x R x Analogie Ohmová zákona pro elektrický proud x U pohybující se viskózni tekutiny tenzor x Cévnístěnu namáhá radiálnísložka (tj. míří proti endotelu) + Systolický - tlak na vrcholu pulzové krivky + Diastolický - tlak v minimu pulzové krivky + Pulzní - amplituda pulzové krivky + Střední - průměrný tlak během srdečního cyklu Isovolunnic relaxation Rapid inflow -v -v TRIZNE NAPETI (SHEAR STRESS) Rozměr: N.m2 (Pa) stejně jako u kr. tlaku, vektor axiální fluid shear stress: x = 4l]q/i 37i wall tension (Laplace CT- pmx i/d Místa s nízkým a/nebo proměnlivým střižným napětím (zákruty, bifurkace) jsou náchylná ke vzniku aterosklerózy Laminar Flow Risk Factors: Hypertension Smoking Hypercholeste rol e m ia Diabetes Mellitus ieNOS I Endothelial Repair Focal Region of Decreased _ ... , . „ . jCytoske I eta I/Cellular Shear Around Curvature *Ar™_™« L rjc£l«___i ci„ Alignment in Direction or Flow T Reactive Oxygen Species tLeukocyte Adhesion TLipoprotein Permeability _ tlnflammation _ Atherosclerotic Plaque ODPOR x R [kg.s^.nrr4]: vychází z úpravy Hagen-Poiseuillova zákona: R = 8xr|xd/7ix r4,kde: r| = viskozita d = délka úseku r = poloměr PERIFERNÍ REZISTENCE x Odpor roste nepřímo úměrně čtvrté mocnině poloměru cévy x U arteriol klesá poloměr nejrychleji x Tonus hladké svaloviny ve stěně arteriol je proměnlivý - určuje periferní rezistenci („odporové arterioly") TONUS CÉVNÍ STĚNY x Vazodilatace + NO - tvořen v endotelu konstitutivní (eNOS) a inducibilní (iNOS syntázou) + cGMP, cAMP + prostacyklin + katecholaminy histamin + bradykinin p02, pC02, pH x Vazokonstrikce + endotelin + ATM + ADH + katecholaminy + Tromboxan A2 ^Ca++—> ^Cyclooxyg endothelium Acetylcholine ATP Adenosine Bradykinin Histamine L-arginine Vessel lumen TUHOST CÉVNÍ STĚNY (ELASTICKÉ ARTERIE) Elastic arteries Stiff arteries y Systolic/pulse pressure * Diastolic flow 7t Systolic/pulse pressure üj Diastolic flow x Zhoršování s věkem x Vede ktzv. „pružníkové hypertenzi" (izolovaně zvýšený STK) SRDEČNÍ VÝDEJ Lc P 11 A JL r x Q: odpovídá srdečnímu výdeji (CO) - anatomické zkraty CO = SV (stroke volume) x f SV= EDV (enddiastolic volume) - ESV (endsystolic volume) EF [%] = SV/EDV • CO je fyziologicky roven žilnímu návratu (závisí na cirk. volumu) • Při vysokých frekvencích CO klesá, protože komory se nestačí plnit! Tachykardie (> 100/min) Krátka diastola! (> 170/min) 1_Í_I_I_I l_I_I_L 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 Srdeční frekvence (/min) LEDVÍ N NÁ FUNKČNÍ KŘIVKA x Při dobre funkci ledvin muže být vyšší rezistence nebo CO kompenzována vyšší glomerulární filtrací a snížením cirkulujícího volumu CC S n O -0) C I.J CO ._ Z £ n E ^ 0 2 c □ x c angiotenzin II sympatikus aldosteron ADH, endotelin tromboxan 50 100 150 Střední arteriáiní tlak (mm Hg) x Za patologických situací je tato regulace porušena -hypervolémie REGULACE TK x Několik funkčně provázaných systémů x Regulace: + tepové frekvence + srdeční kontraktility + periferní rezistence + cirkulujícího volumu VEGETATIVNÍ R Aferentní zakončení -baroreceptory glomus caroticum, arcus aortae; centrální a periferní chemoreceptory Centrum - nucleus tractus solitarii (NTS), area postrema, rost rá I n í ve n t ro I a te rá I n í vazomotorická formace (RVF, RVLM) s imidazolinovými receptory Eferentní zakončení - srdce (hl. pi a M2 receptory), cévy (hl. cxl receptory), ledviny (cxl. «2, 31) Cirkulující frakce SNS Moctutla oblongata Spinal cord Ganglion Resistance vessel JUXTAGLOMERULARNI APARÁT Tři vstupy: • NaCI v distálním tubulu • Tlak v aferentníarterii • Sympatický nervový systém RENIN ANGIOTENSIN A AnrioEtitfin I $1 A ngiofónsi Fingen Kľti i i Hull? r ľ —► Aii^Hutentin II i Vn|"i(htĽn%in c-iíh^ítMul! í 'f■ffli T -Aldosterone Snüiiini Ä Wjilcr I tttCIXUKUd (II* Vflvnt^nslHtlIor + Ifťtirt \TlCSii ^ Renin (a prorenin) se váže na prorenin-renin receptor (PRR) Aktivace PRR se uplatňuje zejména v embryonálním vývoji a zřejmě v centrální regulaci TK Renin také odštěpuje dekapeptid angiotensin I z angiotensinogenu Ang2-10 Angiotensin I (Ang I) může být dále transformován různými způsoby Působením ACE vznikají hormony Ang II a Ang III s vasokonstrikčním účinkem ACE také degraduje bradykinin (farmakologická inhibice ACE vede k angioedému) Naopak pomocí ACE 2 vzniká angiotensin 1-7 mající vasodilatační a antiproliferační efekt na cévnístěnu (a působí tak proti trvalému zvýšení periferní rezistence) - Mas receptory RECEPTORY PRO ANGIOTENSIN II A SYSTÉMOVÉ ÚČINKY ALDOSTERON«- K+ ATII -—-— Endothelin-~\ Aldosterone Heart Interstitial fibrosis Heart failure T Kidney I Salt and fluid retention K4 secretion Congestion Electrolyte imbalance Other effects (endothelial dysfunction, platelet aggregation) Renin Chymase T Bradykinin ■ T NO TPGs Tt-PA(J.PAI-1) Vasodilation Antiproliferation J-Ang I AT1 Vasoconstriction Hypertrophy Proliferation Tne T Thirst T Na* retention TPAI-1 (it-PA) T Oxidation Inflammation Growth Vasoconstriction Thrombosis ACE I Angiotensinogen Ang I AT2 NO Antiproliferation Vasodilation Anti-inflammation Antig rowth Antioxidative AT, AT (1-7) I BP I Growth /7\\> Laminin TPGs //\\pa,-1 ŤNO TNOiETiTIMP-1 Maintenance of vascular intergrity Source: Fuster V, Walsh RA, Harrington Rfl: Hurst's The Heart, 13th Edition: www.accessmedicine.com Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. Receptory AT 2 se uplatňují zejména ve fetálním vývoji Ang III působí selektivně na AT 1 a uplatňuje se hlavně v CNS CIRKADIÁNNÍ RYTMICITA TK 110 E 1(> E ■ E 3 (a » □. "D o ao D 70 ft am 2 pm - n=5$ TK v noci normálně klesá o 10-20% („dipping") Hypertonici „non-dippers" mají cca 2,5x větší riziko kardiovaskulárních příhod, než „dippers" U části „non-dippers" je příčinou zřejmě porucha sekrece melatoninu, často je absence poklesu důsledkem obštrukční spánkové apnoe KARDIOVASKULÁRNÍ PŘÍHODY BĚHEM DNE 180 n £ 160 3 0 ^ 140 D o 60 -j 40 - > n CD 3 20 o Stroke (n = 1,167) Myocardial infarction (n = 2,999) Early morning blood pressure surge - - i 18.00 0.00 06.00 Time of day 50 45 ■40 o -35 g -30 g 25 £ os -20 1 9 ■15 'S o 10 g, h5 12.00 x Nejvyššr incidence mozkových a srdečních infarktů je v ranních hodinách x Výjimkou jsou pacienti se syndromem spánkové apnoe OBŠTRUKČNÍ SPÁNKOVÁ APNOE Opened Upper Airway Closed Upper Airway Clear and open upper airway Snoring and apnoeas (breathing allows air to flow freely to and pauses) are observed when the from the lungs. upper airway collapses. Intermitentníapnoe (až 60 s) s hypoxií vedoucí k aktivaci SNS v nočních hodinách Príčinou ztráta tonu svalstva horních dýchacích cest -spojení s chrápáním x 4-30% mužů (nízký diagnostický záchyt), u žen méně (do 9%) Rizikem je obezita, větší obvod krku, příjem alkoholu (má centrálně myorelaxační účinky) Důsledky: zvýšení TK a rizika kardiovaskulárních príhod v noci, chronický stres, porucha mentálních funkcí (paměť), ospalost, bolesti hlavy NORMÁLNI KREVNÍ TLAK A HYPERTENZE AI L A. veškerá populace fyziologická populační variabilita morbidita / mortalita polyganní — ""komplexní porucha O c J-J o hypertenze monogen n i poruchy t—r systolický krevní tlak (mmHg) B. zdravá populace O 1SD 1ED " referenční 1 interval [95%) I systolický krevní tlak (mrnHg) iKjespojityznaKs charakteristickou populační distribucí x stanovení hranice "normálnosti" je vždy arbitrárni -»"referenční interval" (zahrnuje 95% zdravé populace, zbylých 5% ne) u parametrů s normální (gaussovskou) distribucT populační průměr + 2SD u ostatních parametrů např. medián [2.5%-97.5% kvantil] x ale populace nemusí ležet svými obvyklými hladinami v optimu! + proto se navíc běžně zohledňuje např. mortalita asociovaná s příslušnými hodnotami x Referenční meze je tak možno upravit na podkladě prospektivních studií HYPERTENZE + TK > 140/90 mmHg (ve dne) u dospělého bez ohledu na věk v klidu (>10 min) opakovaně min. 2x ze 3 měření v odstupu několika dní x u diabetiků a chronického selhání ledvin by měl být tlak <130/80mmHg x ideálníTKje u dospělého STK<120 a DTK<80mmHg + stupeň x mírná 140 - 179/90 - 104 x středně závažná 180 - 199/105 -114 x těžká > 200/115 x izolovaná systolická hypertenze SBP >160 při DBP <90 mmHg x rezistentní >140/90 při kombinaci 3 antihypertenziv + stadia orgánového poškození I - prosté zvýšení TK bez orgánových změn x II - hypertrofie LK, mikroalbumin-/proteinurie, kalcifikace aorty x III - komplikace: srdečníselhání, renální insuficience, CMP PATOGENEZE x esenciální - 90-95% + souběžná porucha regulačních mechanismů x sekundární - 5-10% + renální x renovaskulární x renoparenchymatózní + endokrinní x nadledviny * prim. hyperaldosteronismus * Cushingův syndrom * feochromocytom x ostatní * Akromegalie * Hyperthyreóza -\ další * Koarktace aorty PATOGENEZE ESENCIÁLNI HYPERTENZE Aktivace SNS ■ > zvýšení CO Příjem NaCI Aktivace RAAS ■ > vazokonstrikce \ t Porucha ledvinne funkční krivky - hypervolemie -i t Tuhost cévní stěny v arteriální rezistence Hypertenze RDCE A CEV Následek dlouhodobé hypertenze x V zásadě kompenzační mechanismus 4 srdce - reaguje na zvýšený preload při hypervolémii a afterload při periferní rezistenci 4 cévy - zvýšenou rezistencí kompenzují vyšší CO, ztrátu elastické funkce aorty a/nebo hypervolémii Důležitou roli hrají komponenty RAAS - (pro)renin, angiotensin, aldosteron NÁSLEDKY HYPERTENZE x Srdce + Hypertrofie x Ledviny + Hypertenzní nefroskleróza x Mozek + Hypertenzní encefalopatie + Hemorrhagická CMP Cévnľstena + Ateroskleróza (zejm. srdce a mozku) Normal heart Hypertensive heart Thickening in —1 walls of ventricles METABOLICKY SYNDROM x Hypertenze x Dyslipidémie x Inzulínová rezistence x Centrální obezita + obvykle také: x hyperurikémie x dlouhodobý vzestup TF x t fibrinogen x dlouhodobě | CRP x t estrogeny TK A MORTALITA - CELKOVÁ, ICHS A CMP g 120 H i í -s f Q 40H Achieved diastolic blood pressure 15-24 25-34 35-44 Age (y) 45-54 SS-*4 illS mm HR 105-1 14 mm Hg 90-104 mm Hg <9Ü mm Hg 65-74 A: SystoUc 11 _ - -i- 120 14i) 16:; syskVi:: :::oorJ pressure (mm Hg) A: Systolic blood pressure B: Diastolic blood pressure Ii D •ľ "i- 7G I BO I UkuejI [iiiislnlic bliKXJ pressure (mm Hg) B: Diastolic blood pressure u STK lineární závislost u DTK spise exponenciální ao 90 íoo no Usual systolic bl«d pressure (mm Hg) Usual diastolic blood pHSĚSUrĚ (mm Hg] GENETIKA ESENCIÁLNÍ HYPERTENZE x Obvykle polygenní x Celkový podíl dědičných faktorů na variabilitě TK 20-70% (většina studií cca 40%) + Pouze malá část dědičných faktorů (v řádu procent) bezpečně identifikována + Nejčastěji varianty: SNS RAAS transportních systémů pro sodík vazodilatačních mechanismů + Valná část dědičných faktorů spadá do „missing heritability" (genové interakce? souhrn efektů vzácných alel? transgenerační epigenetika?) x Vzácně monogenní formy (nadprodukce mineralokortikoidů, Liddleův syndrom) STRATEGIE PRO TERAPII x Snížení sympatického tonu x Snížení CO x Sníženívaskulární rezistence x Úprava ledvinné funkční křivky Potential sites of action for antihypertensive drugs CNS; beta blockers alphaj agonists i n Blood vessels; alpha-i receptor blockers calcium channel blockers vasodilators AT| receptor antagonsists ACE inhibitors Heart: beta blockers Kidney: diuretics bets blochers ACE inhibitors MĚŘENÍTK x Invazivni (žily, plieni řečiště, srdeční oddíly) + katetr s tekutinou Neinvazivní h Příležitostné h Ambulantní h Kontinuální (digitální fotopletysmografie) KREVNÍ TLAK - OSCILOMETRIE _ • Oscilometricky lze poměrně přesně změřit střední tlak, STK a DTK jsou odhadovány ť.HiV iiilljiinit t uiV dcllíilion KREVNÍ TLAK - RIVA-ROCCIHO METODA SYSTEMIC ARTERIAL PRESSURE CUFF PRESSURE SYSTOLIC PRESSURE ARTERIAL PRESSURE PULSES • Přesně lze změřit STK a DTK, odhadován je střední tlak AMBULANTNÍ MONITOROVÁNÍ KREVNÍHO TLAKU x AMTK/ABPM, „tlakový Holter" (používá se i pro digitální fotopletysmografii) x Měření oscilometrickou metodou v intervalu cca 15 minut (v noci 30-60 minut) x Alternativa: kontinuální měření TK digitální fotopletysmografii (Peňázova metoda) využívá měření průchodu světla prstem, smyčka negativní zpětné vazby + změna TK v prstových arteriích se projeví změnou intenzity světla, změna TK potřebného k její korekci = změna TK v prstové arterii nelze použít při periferní vazokonstrikci Infrared Iransmissioti plethysmograph INDIKACE AMTK - x Diagnostika kolapsových stavů (spolu s EKG Holterem) x Farmakorezistentnľ hypertenze x Záchvatovitá hypertenze (častá u feochromocytomu) x Syndrom bílého pláště - hodnoty zjištěné v domácím prostředí bývají typicky nižší, než v klinickém prostředí - proto jsou limity přísnější: <135/85 ve dne, <120/70 v noci - více než 40% hodnot nad těmito limity svědčí pro arteriální hypertenzi - dle prospektivních studií má AMTK lepší prediktivní hodnotu pro kardiovaskulární riziko než příležitostné měření M 24 HODIN Normal blood pressure 1200 1 500 1600 2100 0000 0300 0600 0900 1 200 Borderline hypertension Wtiile coal window Nigttt Normal blood pressure While coat hypertension 1200 1500 1800 2100 0000 0300 0600 0300 1200 Nocturnal hypertensian 140 120 100 40 20 0 zdo 180 160 1200 1500 1800 2100 0000 0300 0600 0900 1200 Systolic and diastolic hypertension with night-time drop 1200 1500 1800 2100 Isolated systolic hypertension 0300 0600 0000 1200 1500 1800 2100 OO00 0300 O60O 0900 1200 1SO0 _Time 1200 1500 1800 2100 0000 0300 0600 0900 1200 Systolic and diastelic hypertension without night-time drop 1200 1500 1800 2100 OOCO 0300 Isolated diastolic hypertension 1200 1500 1800 2100 OOOQ 0300 OGOO 0900 1200 _WW I