Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


A szív normális működése

2009.08.22

4. A szív normális és kóros működése

Az emberi szervezetben a vér és a folyadékáramlás fenntartásának legfőbb tényezője a szív munkája. A négyüregű szív működési szempontból jobb és bal szívfélre osztható. A vér egyirányú áramlását a szív belhártyájából (endocardium) kialakult billentyűk biztosítják. A bal kamrából a vér az aortabillentyűk (valvulae semilunares) nyílását követően jut az aortába, s az ebből elágazó artériák révén a nagyvérkör valamennyi szervéhez. Az aortának a szívből való eredése után közvetlenül indulnak el a szív saját vérellátását biztosító koszorús erek (aa. coronariae dextra et sinstra). A koszorús erek szűkületük vagy elzáródásuk esetén a megfelelő szívizomrész vérellátása elégtelenné válik. Emiatt hívjuk a koszorús ereket funkcionális végartériáknak. A nagyvérkör szerveiből összeszedődő vénás vér a vena cava inferior et superior – on keresztül a jobb pitvarba ömlik. A jobb pitvarból a 3 hegyű vitorlás billentyűkön át (valvulae tricuspidales) a vér a jobb pitvarból a jobb kamrába kerül. Innen a vér a tüdők felé vezető truncus pulmonalisba áramlik. A jobb kamrából kiinduló, a tüdőket ellátó, majd innen összeszedődve a bal pitvarba vezető érrendszer a kis vérkör. A bal pitvarból a vér a bal kamra irányába nyitja a kéthegyű vitorlás billentyűket és a bal kamrába jut. A szívizmot belülről a szívbelhártya (endocardium), kívülről a szívburok (pericardium) borítja. Ez utóbbi visceralis és parietalis lemeze között pár csepp folyadék van, mely a súrlódást csökkenti az összehúzódáskor és az ellazuláskor.

 Kép 2.

 A szív ingerképzó és ingervezetó rendszere

Az idegi összeköttetéstől megfosztott (denervált) szív továbbra is működik, ha a szükséges O2 és tápanyag biztosított. A szív ezen képessége az automácia.

A szív periodikus működését a jobb pitvar falában található sinus csomó biztosítja, mely módosult szívizomsejtekből áll. A spontán ingerképzés elektrofiziológiai magyarázata, hogy az ingerképzésre specializálódott sejtek nyugalmi potenciálja kicsi és a membránjuk az ionok számára fokozottan átjárható. Így az ingerképző képességgel rendelkező szövetek nyugalmi potenciálja a fokozott ionpermeabilitás miatt külső behatás nélkül is eléri a küszöbértéket és így spontán létrejön az akciós potenciál. Ez a pacemaker működés.

A sinuscsomóban keletkező ingerület szétsugárzik a pitvar falát alkotó szívizomrostokba és a pitvari pályákon keresztül eléri az atrioventricularis (AV) csomót.

Innen az ingerület a His – kötegeken kerül át a kamrai szeptumba. A His – kötegek a pitvarok és a kamrák közötti egyetlen kapcsolat, mely abból adódik, hogy a kettőt elválasztó anulus fibrosus elektromos szigetelőréteget képez. A kamrai szeptumban a His – köteg egy bal és egy jobb Tawara – szárra oszlik, melyeknek további elágazódásai a Purkinje – rostok. Az AV – csomó módosult szívizomsejtei is képesek spontán ingerképzésre, de ezek ép viszonyok nem juthatnak érvényre. Kóros körülmények között az AV – csomó, a szív ingerületvezető rendszere, és a kamrai izomzat bármely része is képes spontán ingerképzésre.

Az ingerületi folyamat alatt megállapítható, hogy a sinuscsomó aktiválódásától a nyugalmi állapot helyreállásáig 400 – 500 ms telik el. Az ingerképzés mindig a sinuscsomóban történik (nomotop ingerképzés).

 Kép 3.

Elektrokardiográfia

A sinuscsomóból kiinduló és rövid idő alatt az egész szívizomzaton végigterjedő elektromos feszültségváltozás nemcsak magán a szíven, hanem attól távolabb, a testfelszín különböző pontjain is mérhető. Ennek az az oka, hogy testünk nagy részét víz alkotja. A testfelszín 2 különböző pontjára helyezett elektródok között mért potenciálváltozás a szívizomrostok akciós potenciáljainak eredője. Ha két testfelszíni elektródot alkalmas berendezéshez csatlakoztatunk és a potenciálváltozásokat egyenletes sebességgel mozgó papíron regisztráljuk, akkor egy jellegzetes görbét kapunk, amit elektrodiogramnak (EKG) nevezünk.

Kép 4.

Az EKG – elvezetések 3 csoportba sorolhatók:

  1. Einthoven - féle bipoláris: Bipoláris, mert a testfelszínre helyezett mindkét elektród egy – egy elektromosan aktív pólust képvisel.

  2. Goldberg - féle unipoláris: Az egyik végtagra helyezett elektródon mérhető potenciálváltozás egy mesterségesen létrehozott „0” feszültségű ponthoz viszonyítjuk. A „0” pontot úgy hozzuk létre, hogy a másik két végtagra helyezett elektródot (jobb kar esetén bal kar és bal láb) egy – egy ellenálláson keresztül, a vizsgálókészülék kapcsolójának jobb kar helyzetű állásánál egymással összekötjük. Jelölések: VR=jobb kar, VL=bal kar, VF= láb.

  3. Mellkasi elvezetések: A mellkasfalra 6 elektródot helyezünk (V1 – V6), és az itt létrejövő feszültségingadozást, egy mesterségesen létrehozott „0” feszültségű ponthoz viszonyítjuk. A „0” pontot úgy hozzuk létre, hogy egy pontban egyesítjük mindhárom végtagról elvezetett feszültségingadozást.

 Kép 5.

ábra 1: 4 - 5.

Kép 6.

Az EKG – görbe egy szívciklus folyamán létrejövő feszültségingadozásait a 4-5. ábrán figyelhetjük meg. A PQ – távolság azt az időtartamot mutatja, amely alatt a sinuscsomóról az ingerület a kamrákra terjed (pitvar – kamrai átvezetési idő), QRS – komplexus a kamrai elektromos systole kezdetét jelöli, az ST – szakasz a kamraizomzat lassú repolarizációját mutatja. A T – hullám azt jelzi, hogy a kamraizomzat gyors repolarizációjának idején a szívcsúcs elektromosan pozitívabbá válik, mint a még akcióban lévő anulus fibrosus közeli kamraizomzat, elért az elektromos vektorok eredője pozitív. Az U – hullám a szívciklus végén a szívcsúcsban létrejövő elektromos potenciált mutatja.

Az EKG – görbe egyes hullámait az abc nagybetűivel (P, Q, R, S, T, U) jelöljük. A P – hullám kezdetétől a Q – hullám kezdetéig terjedő vonal az izoelektromos vonal, az e vonal feletti hullámokat (P, R, T, U) pozitívnak, a vonal alattiakat (Q, S) negatívnak nevezzük.

 

A szív elektromos és mechanikus működésének kapcsolata

Az EKG – görbén a következőket állapíthatjuk meg:

  • A P – hullám (elektromos pitvari systole) után kezdődik a szív pitvarizomzatának összehúzódása (pitvari systole).

  • A QRS – komplexus (az elektromos kamrai systole kezdete) közben, már az R – hullám leszálló ágának idején megkezdődik a kamraizomzat összehúzódása (kamrai systole), amely a T – hullám lezajlása után fejeződik be.

Az elektromos és a mechanikus működés között ok – okozati összefüggés van.

 

A szívizomzat kontrakciója

A szívizomban létrejött akciós potenciál depolarizációs szakaszának kezdete után azonnal létrejön a szívizom mechanikai kontrakciója, az összehúzódás. A szívizom mechanikai működésére jellemző a „mindent vagy semmit” válasz. A szívizom az akciós potenciál lezajlásának hosszú szakaszában abszolút refrakter fázisban van, azaz újabb ingerre nem reagál.

Ha az akciós potenciál időbeni lezajlását összehasonlítjuk a mechanikus kontrakció történéseivel, jól láthatjuk, hogy a kontrakciós válasz több mint fele lezajlik addig, amíg egy újabb kontrakciós válasz létrejöhet. Ez azt jelenti, hogy a szívizom nem tetanizálható.

 

A szívciklus

Az elektromos szívciklus a pitvarok és a kamrák elektromos jelenségeinek változásait foglalja össze. A mechanikus szívciklusban egy adott szívüreg falának elernyedésekor (diastole) az vérrel telítődik, majd ugyanezen szívrész izomzatának összehúzódásakor (systole) az üregben lévő vér, a megfelelő billentyűket kinyitva a szívüregből kiürül.

Kamrai diastole késői fázis. A pitvar – kamrai vitorlás billentyűk nyitva vannak, a nagy ereken át áramlik a vér a pitvarokba, ezt a belégzés negatív nyomása segíti. A teljes kamrai telítődés 70% - a ezen a módon történik, oka, hogy a pitvarokat a beléjük nyíló nagy vénáktól nem választják el billentyűk. Az aortába, illetve a truncus pulmonalisba vezető szájadékok zártak.

A pitvarok systoleja. A pitvarok falának összehúzódásakor válik teljessé a kamrák telődése, így a teljes kamrai telődés 30% - a aktív pitvari izommunka eredménye.

A kamrák systoleja. A kamrákat a pitvaroktól elválasztó billentyűk szélei a kamrákban növekvő nyomás miatt szorosan egymáshoz préselődnek. A vitorlás billentyűk záródása meggátolja a vérnek a pitvarba történő visszáramlását (regurgitatio). Amikor a kamraizomzat összehúzódása miatt a kamrák üregében a nyomás meghaladja az aorta nyomását, a semilunaris billentyűk kinyílnak, és megkezdődik a vér a kamrákból aortába való áramlása. Ez a kilövelés (ejectio) fázisa. Nyugalomban egy kamrai systole alkalmával egy kamra 70 – 90 ml vért lő ki, de a kamrai systole befejeződésekor még 50 ml vér marad a kamrában.

A kamrai diastole korai fázisa. Az ellazuló kamrai izomzat miatt a kamrákban csökken a nyomás. A nagyerekben a nyomás nagyobb, mint a kamrákban, így az aortában a semilunaris billentyűk a kamrák irányába zárnak. Ez a fázis az izometriás relaxáció. Ez addig tart, míg a kamrákban kisebb lesz a nyomás, mint a szívpitvarokban uralkodó vérnyomás. A pitvar – kamrai szájadékot elválasztó vitorlás billentyűk kinyílnak, és a pitvarok irányából a kamrák telődésének első szakasza ismét megkezdődhet.

A mechanikai szívciklus során a billentyűk mechanikai záródását, illetve a véráramlás létrejövő turbulenciáját hangjelenségek kísérik, melyeket a mellkasfalon a szív fölött hallgatózva jól meg lehet különböztetni.

 

A szív vizsgálata

Normális szívhangok         Kép 7.

  • I. szívhang: az atrioventricularis vitorlás billentyűk záródása következtében jön létre. Tompább, mélyebb és tovább hallható, mint a II. szívhang.

  • II. szívhang: a semilunaris billentyűk becsapódása miatt jön létre. Magasabb színezetű, és rövidebb az elsőnél.

  • III. szívhang: Ritkán hallható, csak gyermek és fiatal felnőtt vizsgálatakor fiziológiás jelenség. Oka, hogy a mitralis billentyűk kinyílásakor a vér hirtelen áramlik a bal kamrába, turbulencia keletkezik, és az örvényképződés okozza a halk, mély színezetű, rövid ideig tartó hangjelenséget.

Élettani körülmények között előfordulhat, hogy a II. szívhangot kettőzötten (hasadtan) halljuk. Oka: mély belélegzéskor az aortabillentyűk záródása megelőzi a truncus pulmonalisba vezető billentyűk becsapódását, ezért e billentyűk záródását külön halljuk. Kilégzéskor, vagy légzéstől függetlenül mindig kóros állapotra utal.

A szívhangok fonokardiográf (PKG) segítségével láthatóvá (fonokardiogram) tehetők.

Mivel a pitvarokba beszájadzó vénáknál nincsenek külön billentyűk, ezért a szívpitvarokban a szívciklus során létrejövő nyomásváltozások a pitvarhoz közeli nagy vénákban is nyomásváltozásokat hoznak létre. Így a vena jungularis fölé helyezett készülék mutatja a vena jungularis pulzációját, melyből a jobb pitvari nyomásváltozásokra lehet következtetni. Direkt módon is mérhetőek az egyes szívüregek nyomásváltozásai. Ennek során szívkatétert juttatnak a vizsgálni kívánt üregbe, és a végét elektromanométerrel kötik össze.

 

Echokardiográfia

Megfelelő frekvenciájú ultrahanghullámokat bocsájtunk a mellkasfalon keresztül a szívre, majd képszerűen megjelenítve regisztráljuk ezeket. A létrejövő kép az echokardiogram.

 

A szív röntgenvizsgálata

A mellkasátvilágítás és a kétirányú mellkas – röntgenfelvétel ma sem nélkülözhető vizsgálóeljárás. A szív alakja és mozgása a vizsgálatok során jól megfigyelhető, melyeket szükség esetén röntgensugár – fogó kontrasztanyag nyeletésével is ki lehet egészíteni, ilyenkor a nyelőcső alatt lévő bal pitvar állapotára lehet indirekt módon következtetni. Lehetőség van a röntgenvizsgálat mozgófilmre (kinematográfia) és videoszalagra való rögzítésére is, így a mozgások ismételten és lassítva is tanulmányozhatóak. További képalkotó eljárás a számítógépes röntgenfelvétel, a komputertomográfia (CT), vagy az ultrahangos CT (cine – CT).

Az MRI (mágneses rezonancia megjelenítése) óriási előnye, hogy a beteg számára nem jár semmiféle sugárterheléssel, és kontrasztanyag alkalmazása sem szükséges. A legmodernebb képalkotó eljárás a pozitron kibocsátás vizsgálatán alapuló rétegvizsgálat (pozitronemissziós tomográfia, PET). Ez a szívizom vér- és tápanyagellátásáról ad pontos minőségi és mennyiségi eljárást. A szívizom vérátáramlása izotóptechnika alkalmazásával is vizsgálható, ilyen módszer a tallium 201 – izotóppal végzett szcintigráfia.

 

A szív pumpamúködése

Egy szívösszehúzódás során egy kamra kb. 70 – 80 ml vért lök ki magából. Az egy kamra által egy systole alatt kilökött vérmennyiség a pulzusvolumen, más néven verőtérfogat. Ha a pulzustérfogatot (pl.: 70 ml) megszorozzuk a percenkénti szívösszehúzódások számával (pl.: 70/min), akkor megkapjuk a perctérfogatot (4900 ml/min). Ha a perctérfogatot egységnyi (1m2) testfelszínre vonatkoztatjuk, megkapjuk a szívindexet, mely egy fiatal felnőttben 3,21/min/m2.

 

A perctérfogatot befolyásoló tényezők

  1. A pitvarokba történő vénás beáramlás üteme. Függ:

  • keringő vérmennyiségtől

  • testhelyzettől

  • fizikai munkavégzéstől

  • légzéstől

  1. A szívizom pillanatnyi állapota. Függ:

  • vér és O2 ellátástól

  • ionkoncentrációtól

  • a szívizom edzettségi fokától

  • vegetatív beidegzés hatásától

  1. Aortában illetve a truncus pulmonalisban uralkodó nyomás

 

A szív alkalmazkodóképessége

Fizikai és pszichés nyugalomban a bal kamra a benne lévő teljes vérmennyiség kb. 75% - át löki ki az aortába egy systole alatt. Szükség esetén a szívizom iontropiája (összehúzódásának ereje) képes fokozódni, és egy systole alatt 20 – 30 ml - rel több vér lökődik ki a kamrából, ez a systoles vagy első tartalék.

A második lehetőség a diastoles tartalék. Megértéséhez ismerni kell a Starling - féle szívtörvényt, melynek értelmében, ha több vér áramlik az adott szívüregbe, akkor az üreg falát képező rostok jobban megnyúlnak, és a systole idején ezek a rostok nagyobb erővel fognak összehúzódni. Ily módon a systole során a szív a diastole idején bekerült többletvérmennyiséget maradéktalanul képes továbbítani. Így a diastoles tartalék nagyobb mennyiséget jelent, mint a systoles. A szív megfelelő ürege a diastoleban belé áramló nagyobb vérmennyiség miatt kitágul (dilatatio).

Ha a szívüreg dilatatio – ja a szívizom tónusának fokozódásával jár, akkor tonogén dilatatióról beszélünk. A szív ezt a nagyobb megterhelést még képes kompenzálni. Fontos megjegyezni, hogy ez a fokozott szívizomnyújtás csak egy határig érvényes, mert ezután a szívizom túlnyúlik, és összehúzódásának ereje csökken. Ezt miogén dilatatiónak nevezzük, ilyenkor a szív a systole idején már nem képes teljesen továbbítani a diastole ideje alatt a szívüregbe került vérmennyiséget. Gyakran pangás jön létre, és a szív működése dekompenzálttá válik. A fokozott terheléshez a szív a perctérfogat, a frekvencia növelésével is tud alkalmazkodni, de ez sok tényezőtől függ.

 

A szív beidegzése

A paraszimpatikus idegrendszer hatása

A jobb oldali nervus vagus a sinuscsomót, a bal oldali az AV – csomót látja el paraszimpatikus hatással. Vagusizgalom hatására a 2 csomóban a K+ a sejtekből könnyebben kiáramlik az extracelluláris térbe, így az e¯ negativitása fokozódik és a sejtmembrán hiperpolarizálódik. Ily módon a nodalis szövetekben nehezebbé válik az ingerképzés. Élettani körülmények között fizikai és pszichés nyugalomban a szíven egy bizonyos mértékű állandó vagustónus érvényesül (a normális, nyugalmi sinuscsomóból kiinduló spontán ingerképzést a nervus vagus kissé lassítja). Tekintettel arra, hogy az AV – csomóhoz is futnak vagusrostok, ezért a vagustónus fokozódása a pitvar – kamrai átvezetésre lassító hatású.

 

A szimpatikus idegrendszer hatása

A szívet a Th1 – 5 gerincvelői szegmentumokból kiinduló szimpatikus rostok látják el, melyek a plexus cardiacusban érik el a szívet. A hatásmechanizmus valószínű magyarázata, hogy a szimpatikus idegrendszeri izgalom esetén az idegvégződéseken felszabaduló ingerületátvivő anyag a noradrenalin. Ez a szívizomsejtek β – receptoraihoz kötődik, és így növekszik a szívizomsejtek Na+- és Ca2+-permeabilitása. A sejtbe történő fokozott Ca2+-áramlás magyarázza a kontrakciók erejének fokozódását.

A szimpatikus tónusfokozódás hatásai a szívre:

  • Pozitív kronotrop hatás. Nő a percenkénti szívösszehúzódások száma.

  • Pozitív dronotrop hatás. Nő az ingerületvezetés sebessége.

  • Pozitív batmotrop hatás. Fokozódik a Purkinje – rostok és a kamraizomzat ingerlékenysége.

  • Pozitív inotrop hatás. Nő a kontraktilitás ereje.

Mindezeken túl a szívizom képes a rendszeresen, periodikusan jelentkező fokozott megterheléshez más módon is alkalmazkodni. Az egyes szívizomrostok megvastagodnak, erejük nő, a szív tömege is megnagyobbodik (szívizomrost – hypertrophia), ezt a szívet sportszívnek nevezzük. A nyugalmi pulzusszám a szokottnál alacsonyabb, akár 60/min is lehet (bradycardia). A fizikai terhelés idején megnagyobbodott, erősebb izomzatú szív kisebb pulzusszám növekedéssel (mérsékelt tachycardia) tud nagyobb perctérfogatot továbbítani, de ez a tömegnövekedés is csak egy bizonyos határig kedvező. Hypertrophia alakul ki akkor is, ha valamilyen tényező miatt a szívizom állandó kompenzálásra kényszerül, azaz tonogén dilatatió állapotában működik. Az egyes szívizomrostoknak az ideálisnál nagyobb mértékű megvastagodása azonban már káros, hiszen terheléskor a kapillárisokból már nem képes a megfelelő mennyiségű O2 -t és tápanyagot megkapni.

 

A szívizom O2 és energiaszükséglete

Az O2 – fogyasztást befolyásoló tényezők:

  • a szív nyugalmi O2 – fogyasztása

  • a szívizom által végzett munka (volumen- vagy nyomási munka)

  • a szívizom összehúzódásának energetikai szintje (inotropia)

  • a szívműködés frekvenciája

  • a szívizomrostok feszültségének mértéke

  • a szívizom kontraktilitásának pillanatnyi állapota

Egy nyugalomban lévő, fekvő testhelyzetben pihenő férfi szíve a teljes O2 – fogyasztás 12% - át fogyasztja el. A szívizomban anaerob anyagcsere zajlik, sok O2 raktárként szolgáló mioglobin van a sejtekben. A szívizomsejtek nyugalomban is az arteria coronariákon érkező vér O2 – tartalmának kb. 75% - át használják fel. Ezáltal a szívet ellátó artériák és vénák között nagy az arteriovenosus oxigéndifferencia (AVDO2).

A pulzustérfogat - növekedés a szívet mérsékelten terheli meg, azaz a szív O2 – igénye kevésbé növekszik, mint amikor a bal kamrának a systole idején nagyobb nyomással szemben kell a vért továbbítania. A szívizom energiafogyasztása tekintélyes, nyugalomban a teljes test 20% - a, így ezt az intenzív működést csak intenzív anyagcserével lehet biztosítani.

A szívizomban gyakorlatilag tökéletes aerob égés folyik, éppen ezért a szívizomban nem keletkezik tejsav, sőt a harántcsíkolt izmok működésekor felszabaduló és a vérárammal a szívizomsejtekhez is eljutó tejsavat képes a szívizom elégetni. Emiatt a szív nem fárad el, és nem jöhet létre benne izomláz.

A keringő vérmennyiség növekedése hatására a pitvarok falában egy peptidhormon termelődik, melyet hatásáról natriuretikus faktornak (ANF) neveztek el, valószínűleg a só- és vízháztartás szabályozásában van szerepe. Termelődését a pitvar falára gyakorolt feszítő hatás váltja ki. Hatásai:

  • vese glomerulusai→fokozott filtráció

  • vese juxtaglomerularis apparátusának sejtjei→renintermelés mérséklése

  • erek falának simaizmai→a simaizmok vazokonstriktor anyagokkal szembeni érzékenységét csökkenti

  • mellékvesekéreg→aldoszterontermelés mérséklése

 

 

 

Hozzászólások

Hozzászólás megtekintése

Hozzászólások megtekintése

Nincs új bejegyzés.