2.2
Fyziologie kardiovaskulární soustavy
2.2.1
Průtok krve srdcem
Každá ze srdečních dutin má specifickou funkci. Hlavním cílem srdeční činnosti je:
- přijmout odkysličenou krev ze systémové cirkulace (pravá předsíň),
- odkysličenou krev vytlačit do plicní cirkulace za účelem okysličení (pravá komora),
- přijmout okysličenou krev z plicní cirkulace do srdce (levá předsíň),
- okysličenou krev vytlačit do systémové cirkulace (levá komora).
Do pravé předsíně přivádí odkysličenou krev přední a zadní dutá žíla. Krev protéká přes trojcípou chlopeň do pravé komory. V době, kdy dochází k plnění pravé komory, je pulmonální chlopeň uzavřena. Když dojde k naplnění pravé komory, trikuspidální chlopeň se uzavře a pulmonální chlopeň se otevře. Kontrakcí myokardu pravé komory je krev vytlačena do plicní tepny. Po okysličení v plicích se krev vrací zpátky k srdci plicními žilami do levé předsíně. Po dobu plnění levé předsíně je mitrální chlopeň otevřená, zatímco aortální chlopeň je uzavřená. Krev postupně proudí do levé komory. Když dojde k naplnění levé komory, mitrální chlopeň se uzavře a aortální chlopeň se otevře. Kontrakcí myokardu levé komory dojde k vytlačení krve do aorty, jejímž prostřednictvím je krev rozvedena do celého těla. Aorta vydává ve svém průběhu řadu artérií a arteriol, které se rozvětvují do sítě kapilár, kde dochází k výměně plynů a metabolitů. Odkysličená krev se sbírá do venul a žil, které se slévají do přední a zadní duté žíly. Tím se cyklus uzavírá.
Činnost levého a pravého srdce je koordinována. Kontrakce pravé a levé srdeční předsíně probíhá současně. Současně probíhá i otvírání a zavírání atrioventrikulárních a semilunárních chlopní a kontrakce obou komor. Fáze kontrakce se nazývá systola, fáze relaxace se nazývá diastola. Když dojde k naplnění srdečních komor, tlakem krve dojde k uzavření atrioventrikulárních a otevření semilunárních chlopní. Krev je vypuzena současně do aorty a do plicní tepny. Když tlak ve velkých tepnách převýší tlak v komorách, dojde k uzavření semilunárních chlopní. V tuto chvíli tlak v předsíních převýší tlak v komorách a dochází k otevírání atrioventrikulárních chlopní, což opět vede k plnění srdečních komor. Otevírání a zavírání atrioventrikulárních a semilunárních chlopní lze poslouchat při auskultaci srdce jako srdeční ozvy. První (systolická) ozva je vyvolána kontrakcí komor, uzavřením atrioventrikulárních a otevřením semilunárních chlopní. Druhá (diastolická) ozva je vyvolána uzávěrem semilunárních chlopní.
Zajímavost
Pokud jsou chlopně postiženy patologickým procesem, při auskultaci srdečních ozev slyšíme přídatné šelesty.
Video 5. Průtok krve srdcem (3 min)
2.2.2
Fetální krevní oběh
Krevní oběh plodu se od krevního oběhu dospělého jedince liší zejména tím, že k okysličování krve nedochází v plicích, ale v placentě. Okysličená krev bohatá na živiny je z placenty do plodu přiváděna nepárovou pupečníkovou žilou, která vede především do jater. Ve svém průběhu vydává spojku se zadní dutou žilou (ductus venosus Arantii), čímž se okysličená krev dostává do pravé předsíně. Aby byl zabezpečen dostatečný přívod okysličené krve pro srdce a mozek plodu, vytváří se další spojky za účelem přesměrovat tok okysličené krve do systémové cirkulace. První spojkou je oválné okénko (foramen ovale), které se nachází v atrioventrikulárním septu. Přes foramen ovale proudí krev z pravého srdce do levého, čímž se dostává do systémové cirkulace. Druhou spojkou je cévní spojka mezi aortou a plicní tepnou (ductus arteriosus). Většina okysličené krve se tedy dostává do systémové cirkulace. Plíce jsou zásobeny krví pouze pro zabezpečení jejich zdravého vývoje. Po porodu se foramen ovale uzavírá, ductus arteriosus obliteruje a v dospělosti přetrvává jako vaz spojující aortu a plicní tepnu (ligamentum arteriosum). Odkysličená krev je odváděna z těla plodu dvěma pupečníkovými tepnami (aa. umbilicales), které jsou větvemi a. iliaca interna.
Interaktivní prvek 15. Doplňovací cvičení k procvičování kapitol Průtok krve srdcem a Fetální krevní oběh
2.2.3
Převodní systém srdeční
Svalovina myokardu má schopnost kontrakce i bez vnějšího nervového stimulu. V myokardu se nacházejí oblasti, které mají schopnost generovat akční potenciál. Oblast modifikovaného myokardu, kde vzniká akční potenciál, se nachází ve stěně pravé předsíně v blízkosti vstupu přední duté žíly. Tato oblast se nazývá sinoatriální uzlík (nodus sinoatrialis). Depolarizace sinoatriálního uzlíku vyvolá elektrický impulz, který se jako vlna šíří předsíněmi z jedné myokardiální buňky na druhou. Tím dochází ke kontrakci levé a pravé předsíně. Sinoatriální uzlík udává srdeční (tepovou) frekvenci, proto se také nazývá pacemaker. Principem depolarizace je změna koncentrace iontů na obou stranách cytoplasmatické membrány svalových buněk. V klidovém stavu se na vnitřní straně cytoplasmatické membrány (sarkolemy) svalové buňky nachází záporný elektrický náboj. Zatímco uvnitř buňky převažují ionty K+, na vnější straně ionty Na+ a Ca2+. Při depolarizaci se otevírají iontové kanály pro Na+ a Ca2+, které se dostávají dovnitř buňky. Další ionty Ca2+ se do cytoplasmy uvolňují ze sarkoplasmatického retikula. Tím dochází ke změně polarity na obou stranách plasmatické membrány. Poté se otevřou iontové kanály pro ionty K+, které proudí ven na vnější stranu plasmatické membrány. Tím se obnoví původní náboj na obou stranách plasmatické membrány. Poté nastává fáze repolarizace, při které jsou ionty aktivně pumpovány iontovými pumpami zpět na správnou stranu plasmatické membrány a ionty Ca2+ jsou čerpány do sarkoplasmatického retikula. Při depolarizaci dochází ke kontrakci svalových vláken, při repolarizaci k relaxaci.
+

Obr. 31. Depolarizace a repolarizace svalového vlákna – schéma
Depolarizační vlna se šíří svalovinou předsíní do oblasti interatriálního septa. Zde se nachází atrioventrikulární uzlík (nodus atrioventricularis), což je další část převodního systému srdečního. Atrioventrikulární uzlík slouží k převodu depolarizace ze svaloviny předsíní do svaloviny komor. Z atrioventrikulárního uzlíku se impulz šíří specializovanými buňkami, které jsou označovány jako Hisův svazek, který prochází interventrikulárním septem až k srdečnímu hrotu. V oblasti srdečního hrotu se Hisův svazek rozdělí na levou a pravou větev a systémem takzvaných Purkyňových vláken se impulzy šíří na svalovinu srdečních komor. Kontrakce komor tedy začíná v oblasti srdečního hrotu a šíří se směrem k srdeční bázi, což umožňuje efektivní vytlačení krve do aorty a plicní tepny, které se nacházejí při srdeční bázi. Při průchodu atrioventrikulárním uzlíkem dochází ke zpomalení elektrického impulzu. Toto zpoždění umožňuje předsíním dokončit kontrakci síní před tím, než začne kontrakce svaloviny komor.
+

Obr. 32. Převodní systém srdeční – schéma
Zajímavost
Plasmatické koncentrace iontů jsou významné pro správnou činnost srdce. Nadbytek plasmatické koncentrace K+ vede k útlumu až zastavení srdeční činnosti. Tohoto faktu lze využít při euthanasii zvířat.
Interaktivní prvek 16. Doplňovací cvičení k procvičování kapitoly Převodní systém srdeční
2.2.4
Srdeční výdej
Definice
Srdeční výdej vyjadřuje množství krve, které je vytlačeno z levé komory, za časovou jednotku (obvykle 1 minuta).
Srdeční výdej je závislý na systolickém objemu a srdeční (tepové) frekvenci a u zdravého zvířete je dostačující k zabezpečení saturace tkání kyslíkem a živinami. Srdeční výdej je vyjádřen rovnicí:
Definice
Srdeční výdej = systolický objem x tepová frekvence
Systolický objem vyjadřuje sílu srdeční kontrakce a je složen ze dvou veličin:
- Předtížení (preload) – množství krve, které do levé komory přiteče z levé předsíně. Při postižení předsíně patologickým procesem a její nedostatečné kontrakci se preload snižuje. Naopak, pokud do komory přiteče najednou větší množství krve, dojde k natažení svalových vláken, což zvyšuje sílu kontrakce. Tento jev se nazývá Frank-Starlingův zákon.
- Dotížení (afterload) – odpor, který klade tepna, která z komory vystupuje.
Tepová frekvence vyjadřuje počet tepů za minutu. Tepovou frekvenci udává sinoatriální uzlík. Dále je ovlivňována autonomním nervovým systémem. Sympatikus srdeční frekvenci zvyšuje, parasympatikus snižuje. Fyziologické rozmezí tepové frekvence jednotlivých druhů hospodářských zvířat je uvedeno v tabulce 3. Z tabulky je zřejmé, že čím je zvíře větší, tím je jeho tepová frekvence nižší. Důvodem je, že menší zvířata mají relativně větší povrch těla vzhledem k objemu a tím vyšší intenzitu metabolismu nutnou pro udržení tělesné teploty. Zvýšení tepové frekvence nad fyziologické rozmezí se nazývá tachykardie, snížení bradykardie.
Tabulka 3. Fyziologické hodnoty tepové frekvence u dospělých zvířat
Druh zvířete | Srdeční frekvence (tepů/min) |
Skot | 50–70 |
Ovce | 70–80 |
Koza | 80–90 |
Kůň | 30–40 |
Prase | 70–120 |
Králík | 120–180 |
2.2.5
Krevní tlak
Definice
Krevní tlak je tlak, kterým působí proudící krev na stěny artérií.
Krevní tlak je ovlivněn tepovou frekvencí, systolickým objemem, průsvitem a elasticitou tepen a celkovým množstvím krve v krevním oběhu. Krevní tlak se mění v závislosti na fázi srdečního cyklu. Nejvyšší krevní tlak se nazývá systolický a lze jej změřit při systole komor. Nejnižší krevní tlak (diastolický) lze změřit v průběhu diastoly komor. Průměrem získáme hodnotu, která se nazývá střední arteriální tlak. Vyšší tlak, než udává fyziologické rozmezí, se nazývá hypertenze, nižší tlak hypotenze. Centrum pro řízení krevního tlaku se nachází v prodloužené míše. V aortálním oblouku a v karotickém sinu se nacházejí receptory krevního tlaku (baroreceptory). Jedná se o mechanoreceptory, které reagují na změnu tvaru tepny při změně krevního tlaku. Při hypertenzi dochází k podráždění baroreceptorů a reflexnímu snížení krevního tlaku snížením srdečního výdeje a rozšířením (vazodilatací) cév. Naopak při hypotenzi tělo zareaguje zvýšením srdečního výdeje a zúžením (vazokonstrikcí) cév. Krevní tlak je dále řízen pomocí hormonů (kapitola Endokrinní soustava).
2.2.6
Pulz
Při systole komor dochází k vytlačení krve do tepen pod tlakem, který se na tepnách projeví jako pulzní vlna. Pulz je možné palpovat na povrchových tepnách. Hodnotí se pravidelnost a síla pulzní vlny. U zvířat lze využít k hodnocení pulzu tepny probíhající pod povrchem kůže. Jsou to:
Souhrn
Souhrn
- Centrálním orgánem kardiovaskulární soustavy je srdce, které pumpuje krev prostřednictvím cévní sítě do každého orgánu a tkáně v těle.
- Srdce je svalový orgán. Srdeční svalovina má specifickou strukturu a vlastní převodní systém umožňující vznik a šíření vzruchů.
- Srdce je složeno ze čtyř oddílů, dvou předsíní a dvou komor. Do předsíní proudí krev z plic a z celého těla, komory pumpují krev do plic a do celého těla.
- Krevní oběh rozdělujeme na systémový a plicní. Systémový krevní oběh vede od srdce do celého těla a zpět k srdci, plicní vede do plic a zpět k srdci.
- Tepny mají silnější stěnu než žíly a rozvádějí pod tlakem okysličenou krev do celého těla (s výjimkou plicního kmene, který vede odkysličenou krev do plic).
- Žíly mají slabší stěnu a obvykle vedou odkysličenou krev směrem k srdci (s výjimkou plicních žil, které vedou okysličenou krev z plic).
- Výměna plynů a metabolitů probíhá v síti kapilár.