das Niederdrucksystem

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1 Kreislaufphysiologie III. das Niederdrucksystem Lernziele: prof. Gyula Sáry 1 1

2 Die Mikrozirkulation Marcello Malpighi ( ) Malpighi hat die Kapillarenentdeckt. Er hat auch u.a. die rote Blutkörperchen beschrieben. Er zählt als Begründer der Histologie. 2 2

3 Die Mikrozirkulation + Lymphgefäße!! Austauschoberfläche: m 2 Länge: mm Perfusionszeit : s Transmitter: A, NA Metabolite: Adenozine, CO 2, ADP Vasoaktive Subst.: Bradykinin, Histamin, CGRP 3 3

4 METARTERIOLEN UND PRÄKAPILLÄRE SPHINKTERE 4 4

5 5 5

6 Diffusion durch die Kapillarmembrane lipidlösliche Substanzen (e.g., O 2 CO 2 ) 80 X!! wasserlösliche Stoffe 6 6

7 Durchblutungslimitierter und diffusionslimitierter Austausch erhöhte Durchblutung geringe Permeabilität normale Durchblutung erhöhte Durchblutung nomale Durchblutung lipidlösliche Subst. 7 7

8 DER INTERSTITIELLE RAUM freie Wassertropfen die Flüssigkeit ist Protein-freies Blutplasma die Flüssigkeit ist im Gel eingeschlossen die Flüssigkeit strömt nicht, die diffundiert 8 8

9 9 9

10 STARLING (QUAZI) GLEICHGEWICHT Kräfte Filtration Absorption durch. hydrostatischer Druck(Kapill.) 17.3 negativer interstitieller Druck -3 intersti. kolloidosmotischer Druck 5-8 Plasma kolloidosmotischer Druck 25 TOTAL beim Gleichgewicht : 0.3 mmhg extra Filtrationsdruck, das ergibt ~ 3 l/tag extra Flüssigkeit (60 g /Tag Protein!!!) Die Lymphgefäße nehmen die extra Flüssigkeit auf und transportieren die in das venöse System

11 LYMPHGEFÄßE SIND TEIL DER MIKROZIRKULATION 11 11

12 Das lymphatische System (nicht in der Haut, ZNS, Knochen, Nerven) Funktionen: 1. Transport von interstitielle Proteine: fundamental und vital! 2. Transport von extra Flüssigkeit. 3. Absorption von Lipide(Fette). 4. Lymphozyten. Aufbau: geschlossene Ende die Endothelzellen formen Klappen Gefäße haben Klappen die Glattmuskelzellen sorgen für eine pumpenartige Aktivität 12 12

13 INTERSTITIALE COMPLIANCE UND LYMPHSTROM Gewebe -compliance Lymphstrom Ödem Ödem interstitieller Druck interstitieller Druck Ein Ödem kann enstehen wegen: - erhöhtes interstitielles Volumen - Zerstörung des interstitiellen Gel - hohe Compliance - Insuffizienz der Lymphgefäße 13 13

14 Filtration Reabsorption 14 14

15 ÖDEM: GLEICHGEWICHTSTÖRUNG ZWISCHEN FILTRATION-REABSORPTION J = K [(P c P i ) (Π c -Π i )] 1. erhöhterhydrostatischer Druck in den Kapillaren(P c )e.g. - Vasodilatation in den Arteriolen: verursacht kein Ödem! -erhöhter Druck in den Venene.g. Herzversagen Varix 2. verminderterkolloidosmotischer Druck im Blut(Π c ) e.g. Nierenkrankheiten(Albuminverlust) Leberkrankheiten(Albuminsynthese funkzioniert nicht) Hunger(Albuminsynthese funkzioniert nicht) 3. osmotisch aktivesubstanzen iminterstitium (Π i ), e.g. Schilddrüse-Hypofunktion(Myxödem) 4. Lymphgefäße sind blockiert, e.g. chirurgische Entfernung der Lymphknoten Elephanthiasis 5. erhöhte Permeabilität(K) Entzündung 15 15

16 das Niederdrucksystem (funktionelle Definition, <20 mmhg!) R= U/I (Ohm) Druck in den Gefäβe Arterien: U = I x R P = Herzzeitvolumen x TPW der Wiederstand ist groβ Venen: der Wiederstand ist klein der Druck hängt von der Füllung (Blutvolumen) ab! Die grosse Weitbarkeit und ihre Folgen 16 16

17 das Niederdrucksystem (funktionelle Definition, <20 mmhg!) 1. Venenfunktion 2. venöser Druck, zentraler venöser Druck, peripherer Druck 3. Compliance 4. Venenwiederstand und Druck in den Venen 5. hydrostatischer Druck in den Venen 6. venöse Klappen,Muskelpumpe, venöser Druck 7. Atmungspumpe 8. Herzaktion 9. Venen als Blutreservoire 10. Venen und Herzzeitvolumen 17 17

18 Druck-Volumen Kurven für den Venen und Arterien Arterien Druck (m mmhg) Venen Volumen (ml) 18 18

19 Volumenverschiebung 19 19

20 Venöser Druck, zentraler venöser Druck, peripherer Druck Einwegstrasse Richtung rechter Vorhof; der zentraler Venendruck Was bestimmt den zentralen Venendruck? Gleichgewicht zwischen Pumpenaktivität und Rückstrom Blutvolumen Venenkonstriktion Arteriolendilatation Normalwert des zentralen Venendruckes: 0-4 mmhg - versichert den Druckunterschied für den Blutstrom - beschreibt die Pumpenfunktion des Herzen 20 20

21 21 21

22 venöse COMPLIANCE Venen Blu utvolumen sympathische Reizung Volumen (ml) Arterien venöser Druck Druck (mmhg) die Venen haben hohe Compliance-Werte, welche aber: von Füllung und von sympathischer Aktivität abhängig sind 22 22

23 Stress Relaxation im Gefäβystem (verzögerte Compliance) Druck (mmh Hg) Volume enzunahme Volu umenabnahme verzögerte Compliance Zeit 23 23

24 Venenwiederstand DIE VENEN KOLLABIEREN AM HALS RIPPEN PRESSEN AN DIE VENEN VENEN IN DER ACHSEL SIND KOMPRIMIERT INTRATHORAKALER DRUCK (Atmung!!) ABDOMINALE KOMPRESSION Die Venen werden durch die Gewebe und Organe komprimiert. Die leisten den drittgrößten Wiederstand im Kreislauf 24 24

25 Orthostase + hydrostatischer Druck 25 25

26 HYDROSTATISCHER DRUCK UND VENÖSER KREISLAUF Hydrostatischer Druck - vermindert den Druck über dem Herzen - erhöcht den Druck unter dem Herzen. Wegen der dünnen Wand Dehnen sich die Venen, wenn der hydrostatischer Druck steigt. Beim Aufstehen wird der venöser Rückstrom um 500 ml weniger

27 orthostatischer Kollaps! 27 27

28 Venöser Rückstrom Faktoren, die den venösen Rückstrom unterstützen: Pumpenaktivität des Herzens vis a tergo und vis a fronte dynamische Muskelpumpe Atmungspumpe Venenkonstriktion (sympathische Reize, Venomotor Tonus) 28 28

29 Die venöse Klappen helfen der Muskelpumpe Varikosität Vene Vene Muskel Muskel relaxiert geschlossene Klappe Muskel kontrahiert Varikositäten verursachen Klappen-Insuffizienz Bei Klappen-Insuffizienz funkzioniert die Muskelpumpe nicht

30 DIE ATMUNGSPUMPE (mmhg) EINATMEN AUSATMEN intrathorakaler Druck (ml) Pulsvolumen linker Kammer (ml) Pulsvolumen rechter Kammer (ml) venöser Rückstrom 30 30

31 negativer aufgedehnte Lungenkapillaren nehmen mehr Blut auf (mmhg) (ml) DIE ATMUNGSPUMPE intrathorakaler Druck Pulsvolumen linker Kammer veniger negativ Lungengewebe ist komprimiert PULSVOLUMEN der LINKEN KAMMER STEIGT erhöhte Pulsvolumen (ml) Pulsvolumen rechter Kammer weniger Pulsvolumen venöser Rückstrom gefordert (ml) venöser Rückstrom EINATMEN AUSATMEN Venöser Rückstrom weniger 31 31

32 ATMUNGSPUMPE MÜLLER: (negativer) Preßversuch: Einatmung bei geschlossener Glottis VALSALVA: Preßversuch: Ausatmung bei geschlossener Glottis Druckschwankungen in den Venen können ein Thrombus mobilisieren; folge: Embolisation! 32 32

33 BLUTRESERVEN Blut kann mobilisiert werden: 1. aus den Venen 2. von der Lunge 3. vom Herzen Spezifische Blutreserven: 1. die Hautvenen (Plexus venosus, ml) 2. abdominale Venen (300 ml) 3. Leber ( ml) 4. Milz (rote Pulpe) (150 ml) 33 33

34 Regulation des Herzzeitvolumens Herzzeitvolumen, Herzindex, Metabolismus, Alter das Herzzeitvolumenwird durch den venösen Rückstrom reguliert Regulation im Herz: Frank-Starling Mechanismus Bainbridge Reflex venöser Rückstrom ~ Gewebe Metabolismus Herzzeitvolumen = Druck / TPW 34 34

35 Regulation des Herzzeitvolumens (DAS GUYTON-MODELL) der zentraler Venendruck der mittlerer Füllungsdruck Faktoren die das Herzzeitvolumen bestimmen 35 35

36 Der mittlerer Füllungsdruck (6-12 Hgmm): der Druck im Kreislaufsystem nach Herzstillstand (Herzversagen) - Blutvolumen (mehr höher) - Compliance (höher niedriger) 36 36

37 In dem menschlichen Kreislauf, wo Röhre (Gefäße) mit Widerstand (TPR) und Pumpe (HERZ)zu finden sind, hängt das Herzzeitvolumen von - der Pumpe ( Pumpenfaktoren ) und - den Röhren ( Gefäßfaktoren ) ab 37 37

38 Pumpenfaktoren 1. sympathische Reize: - positive chronotropie -positive inotropie: systolisches Reservoir nimmt ab 2. der FRANK-STARLING Mech.: diastolisches Reservoir nimmt ab Starling-Mechanismus Herzzeitvolumen Ruhe Herzzeitvolumen nimt zu Pulsvolumen Pulsvolumen (ml/min) Diast. Endvolumen diast. Reserve Frequenz Syst. Endvolumen systol. Reserve sympathische Reize Nullvolumen Residualvolumen 38 38

39 kardiale Funktionskurven (Pumpenfaktor) Herzze eitvolumen (L) Starling- Mechanismus sympathische Reize Normal sympathische Hemmung zentraler Venendruck (Hgmm) 39 39

40 GEFÄßFAKTOREN GEFÄßFAKTOREN bestimmen den venösen Rückstrom(Vorlast ~ das Blutvolumen, welches das Herz mit der nächsten Systole verlassen muss). Blutvolumen Compliance der Venen TPR 40 40

41 VASKULÄRE FUNKTIONSKURVEN: BLUTVOLUMEN UND COMPLIANCE Herzzeit tvolumen (L/min) Hipovolämia oder Venenrelaxation Hipervolämie oder Venenkontraktion 0 Normal zentraler Venendruck (Hgmm) mittlerer Füllungsdruck (beim Herzstillstand) 41 41

42 Arbeitspunkt kardiale Funktionskurve vaskuläre Funktionskurve 42 42

43 VASKULÄRE FUNKZIONSKURVEN : TPW Herzze eitvolumen (L/min) Arteriola Vasokonstriktion Arteriola Vasodilatation normaler TPW zentraler Venendruck (Hgmm) mittlerer Füllungsdruck 43 43

44 DAS GUYTON-MODELL IM PRAXIS Herzze eitvolumen L/min) Hypervolämie + sympathische Reize Hypervolämie Normal zentraler Venendruck (Hgmm) 44 44

45 DAS GUYTON-MODELL : ARBEIT sympatische Reizung des Herzens vasodilatation in Muskel: TPW nimmt ab Venenkontraktion: venöser Rückstrom nimmt zu Herzzeitvolumen L/min zentraler Venendruck (Hgmm) 45 45

46 Herzzeitvolumen -Regulation: Zusammenfassung das Herzzeitvolumen nimmt zu: 1. kardiale Faktoren 1. sympathishce Reizung 2. Frank-Starling Mechanismus 2. vaskuläre Faktoren (venöser Rückstrom erhöht) 1. Venenkontraktion 2. Hipervolämie 3. niedriger TPW 46 46

47 Herzzeitvolumenbestimmung (nach FICK) Lunge Suerstoffverbrauch: 200 ml/min O 2 = 160 ml/l rechter Vorhof O 2 = 200 ml/l linker Vorhof 1 liter Blut nimmt 40 ml O 2 auf. Wieviel Blut wird für200 ml O 2 Trasport gebraucht? Herzzeitvol.= O 2 -Verbrauch/min Arterio-VenöserO 2 -Unterschied = 200 ml/min 40 ml/l = 5 L/min 47 47

48 DAS GUYTON-MODELL : HERZVERSAGEN Herzzei itvolume (L/min) Normal kronisch.versagen akut. Versagen Hypervolämie: Herzzeitvolumen nimmt zu vermindertes Harnvolumen zentraler Venendruck akutes Versagen: Herzzeitvolumen nimmt ab 48 48

49 VENÖSER RÜCKSTROM UND HERZAKTIVITÄT Pulswellen in V. Jugularis: Druckschwankungen Rückwärts vom Herzen isometrische Kontraktion rechter Kammer (Tricuspidalklappe) Vorhof Kontraktion A C V rechter Vorhof Füllung Systole rechter Kammer Tricuspidalklappe öffnet das Herz SAUGT 49 49

50 der JUGULÄRPULS Nur bei gefüllten Jugulärvenen zu sehen. Normalweise gibt es bei stehenden Pazienten kein Jugulärpuls Jugulärpuls bei stehenden Pazienten weist auf verhinderten venösen Rückstrom (erhöhten centralen Druck) hin Jugulärpuls sieht man bei liegendepazienten, oder während Valsalva Versuch 50 50