Prof. dr Slavica Suzić

Kardio-vaskularni sistem

CiljeviPregled građe i funkcije KVSSrčana frekvencijaObjasniti srčani ciklusObjasniti odgovor KVS na različite tipove f.a. Pobrojati i diskutovati o faktorima koji utiču i

one koji regulišu minutni volumen tokom f.a. Objasniti redistribuciju protoka tokom f.a.

Kardiovaskularni sistem

Zatvoren sistem krvnih sudova sa srcem kao pumpom

Uloge1. Transport O2 do tkiva i odvođenje CO2 2. Transport hranjivih materija do tkiva3. Regulacija telesne temperature

Kardiovaskularni sistemSrce

Pumpa krvArterije i arteriole

Nosi krv od srca do ciljnih tkiva Kapilari

Izmena nutritijenata krv-tkivoVene i venule

Nose krv od tkiva ka srcu

Građa srčanog mišića

Fig 9.1

Atrijumi(pretkomore)

Ventrikuli(komore)

Srčani zalisci

Miokard

Građa srčanog mišića Mitohondrija

Jedro

Srčana mišićna ćelija

Kontraktilna vlakna

Interkalatni diskovi

Akcijski potencijal ćelijasprovodnog sistema

Akcijski potencijalkontraktilnih ćelija

Ćelije SA čvora

Kontraktilne ćelije

Međudiskovi sa Gap junction

Trikuspidalni zalistak

Pulmonalnevene

V. cava sup. i inf.

Sistemska cirkulacija

Leva predkomora

Leva komora

Aorta

Plućnostablo

Pulmonalnearterije

Plućnacirkulacija

Semilunarni plućni zalistak

Bikuspidalni zalistak

Semilunarni aortni zalistak

Desna komora

Shema cirkulacije

Desna predkomora

Plućna i sistemska cirkulacija

Sistemska cirkulacija

Leva strana srcaNosi oksigenisanu krv

do tkiva sistemom arterija

Vraća krv od tkiva ka srcu sistemom vena

Plućna cirkulacija Desna strana srcaNosi deoksigenisanu

krv u pluća preko pulmonalne arterije

Vraća oksigenisanu krv u levo srce preko pulmonalne vene

Srčani predvodnikSA čvor

SA čvor

Internodalni putevi

AV čvor

AV čvor

SA depolarizacija

Električna aktivnost se širi do AV čvora preko internodalnih puteva

Depolarizacija se širi napretkomore. Zadržavanje u AV čvoru

Depolarizacija se brzo širi kroz provodni sistem do vrha srca

Depolarizacija se širi od vrha srca kroz komoru

Hisov snop

Hisove grane

Purkinjeova vlakana

Provodni sistem

SA čvorAV čvor

AV snop

Purkinjeova vlakna

Srčana frekvencijaBroj srčanih ciklusa u jednoj minuti

SF; HR; fc

Fiziološke varijacije 60 – 90 (100) min -1

tahikardija > 100 min -1

bradikardija < 60 min -1

Srčana frekvencija u mirovanju

Utiču:Uzrast, polPoložaj telaFaza disanja (povećanje SF u inspiraciji, smanjenje

ekspiraciji)Psihičko stanje (uzbuđenost)Telesna temperatura, temperatura okolineRalativna vlažnost i brzina kretanja vazduhaDoba dana (cirkadijalni ritmovi, najmanja ujutru)ZamorUnošenje hrane, neki napici, pušenjeHormoni (tireoidne žlezde, nadbubrega)Zdravstveno stanje, uzimanje medikamenata

Kako i kada se meri SF?Fiziološke vrednosti se odnose na SF u

mirovanju, minimalnu, tj. jutarnju frekvenciju posle buđenja

Može se odrediti: palpacijom udara srčanog vrha, auskultacijom srca ili analizom EKG-a

Nije isto što i puls (p) ali se u praksi određuje kao puls a.radialis ili a.carotis

Srčana frekvencija u različitim periodima života

uzrast SF (min -1)Novorođenčad 100 - 160

deca 1 to 10 godina 70 - 120

Deca preko 10 g., odrasli (uključujući stare)

60 – 90(100)

sportisti (“aerobni”) 40 - 60

Fiziološka bradikardijaSportisti u mirovanjuTokom spavanja (određene faze)

Fiziološka tahikardijadecatokom fizičke aktivnosti

SF tokom fizičke aktivnostiSF raste tokom fizičke aktivnosti

maksimalna: 220 – godine starosti +/- 10

(student 20 godina, SFmax = 200 +/- 10)

SF tokom fizičke aktivnostiUtiču:

Psihički faktori predstartna groznicaOpterećenjePeriferni impulsi (receptori u mišićima i

zglobovima)Promenjena kiselost krvi (CO2 i mlečna kiselina)Hormon adrenalinTelesna temperaturaImpulsi iz provodne muskulature srca

SF tokom fizičke aktivnosti

Dinamički rad – proporcionalni raste sa intenzitetom fizičke aktivnosti

Statički rad – neproporcionalno, znatno veća SF u odnosu na intenzitet rada

Intermitentni rad – menja se rad-oporavak

Srčani ciklusVremenski period između dve uzastopne

srčane kontrakcije

Srčani ciklus

Faza sistole: skraćenje i kontrakcija miokarda krv se istiskuje iz srca

Faza dijastole: opuštanje miokarda srce se puni krvlju

Srčani ciklus• U fiziološkim uslovima, trajanje srčanog trajanje srčanog

ciklusa se konstantno menjaciklusa se konstantno menja u određenim fiziološkim granicama

• Ova varijabilnost je rezultat integrativnih neurohumoralnih uticaja

Srčana frekvencija: trajanje srčanog ciklusa

srčana frekvencija

trajanje srčanog ciklusa

40 min -1 1,5 s

60 min -1 1 s

80 min -1 0,75 s

100 min -1 0,6 s

120 min -1 0,5 s

! Trajanje sistole i dijastole ne skraćuju se proporcionalno

Srčani ciklus ako je SF=75 min-1

PKK

Srčani ciklus levog i desnog srca

0,8 s

0,7 s0,1 s

0,3 s 0,5 s

S

S

D

D

Obuhvata: sistolu i dijastolu pretkomore (PK)

sistolu i dijastolu komore (K) (sve levog i desnog srca)

Srčani ciklus tokom fizičke aktivnosti

SistolaFaza kontrakcije

DijastolaFaza relaksacije

Skraćuje se faza punjenja komora

Inervacija srca ANS

Uticaji na rad srca mogu biti:

Pozitivni ili negativni:hronotropni (frekvencija)inotropni (snaga)batmotropni (razdrazljivost,

podrazljivost)dromotropni (sprovodljivost, brzina

provođenja impilsa)

Regulacija rada srcaFaktori koji utiču na rad srca:

Lokalni heterometrijska autoregulacija (Frank-Starlingov

zakon)K + i Ca++

temperaturaNervni

simpatikus i parasimpatikus Humoralni

kateholaminiglukagontiroksinhormon rastaglukokortikoidimineralokortikoidi

Udarni volumen srca UV

Zapremina krvi koju komore tokom sistole istisnu u velike arterije

70 ml (60-100 ml)Utiču:

UzrastPolPoložaj tela

Minutni volumen srca MVSZapremina krvi (u litrima) koju svaka

komora istisne u cirkulaciju u toku 1 minuta

MVS = UV x SF 5000 ml = 70 ml x 72 min-1

Udarni volumen UV

Srčana frekvencija SF

Minutni volumen srca MVS

Faktori koji utiču na minutni volumen

Minutni = srčana frekvenca x udarni volumenvolumen

Srednji arterijski pritisak

EDVSnaga kontrakcije

Frank-Starling

Rastegljivost

simpatikus

parasimpatikus

end-dijastolni volumen (EDV) oko 120 ml zapremina krvi u komori na kraju dijastole

end- sistolni volumen (ESV) oko 50 ml zapremina krvi u komori na kraju sistole

UV = EDV - ESV = 120 -50 = 70 ml

UV udarni volumen

Ejekcijska frakcija

EF = UV / EDV

fiziološke varijacije: 65 +/- 10 %

Minutni volumen srca MVS kod sportista u mirovanju SF ↓UV ↑

MVS = UV x SF 5000 ml = 100 ml x 50 min-1

Udarni volumen UV

Srčana frekvencija SF

Minutni volumen srca MVS

MVS tokom fizičkog naporaSF ↑UV ↑MVS 20-22 L (zdravi, netrenirani),

30-40 L (vrhunski sportisti) (200 x 200 ml)

ESV pada na 10-30 mlEDV raste na 200-250 mlKod utreniranih MVS više raste na račun

UV, a kod netreniranih na račun SF

mirovanje fizička aktivnost oporavak

Trenirani : netrenirani U miru:

Trenirana osoba ima SF ↓

Pri istom intenzitetu opterećenja:Trenirana osoba ima SF ↓

Pri maksimalnom intenzitetu opterećenja:Maksimalna srčana frekvencija je ista , ali

trenirana osoba je dostiže pri većem opterećenju

Sportsko srceZavisno od

Vrste sportske aktivnostiIntenziteta i obima treningaDužine sportskog stažaPolaKonstitucije

Dolazi do povećanja srcaPovećava se

Zapremina (tonogena dilatacija)Masa (hipertrofija)

Pražni intenzitet treninga

Intenzitet treninga koji dovodi do pozitivnih adaptacija KVS i može da se izdrži duže vreme i ne pretstavlja opterećenje

Najmanje 70% SFmax Karvonenov metod

HRR Heart Rate Reserve = ((SFmax – SFmir) x željeni %) + Sfmir

(željeni % = 0.6)

Pr. (200 – 60) x 0,6 + 60= 144 c / min

Srčani rezervni kapacitet Zavisi od:

Rezerva frekvencije srcaRezerva udarnog volumenaPovećano korišćenje kiseonika

SRČANI MIŠIĆ

AEROBNI METABOLIZAM MASNE KISELINE KAO PRIMARNI

ENERGETSKI SUPSTRAT ISKORIŠĆAVA I:

GLUKOZU (IZ MALIH DEPOA GLIKOGENA)

KETONSKA TELA PIRUVAT I LAKTAT “PEĆ NA SVA GORIVA”

Energetski Energetski izvorizvor

Beli skeletni Beli skeletni mišićimišići

Crveni skeletni/ Crveni skeletni/ srčanisrčani

Glavni Glavni supstratisupstrati GlukozaGlukoza Masne kiselineMasne kiseline

Glavni Glavni metabolimetabolički čki puteviputevi

AnaerobniAnaerobni AerobniAerobni

Glavni Glavni produkti produkti metabolizmametabolizma

Mlečna kiselinaMlečna kiselina COCO22 i H i H22OO

OO2 2 dugdug SignifikantnoSignifikantno MinornaMinorna

Funkcija u Funkcija u odsustvu Oodsustvu O22

DobraDobra SlabaSlaba

Energetski izvori za kontrakciju crvenih i belih skeletnih i srčanog mišića

Srce i homeostaza ATPa

Težina: 0.35kg“ATP turnover” 10mM/sU toku 24h srce

stvara 35kg ATPa

Količina ATPa u srcu je 3.5g

Skeletni mišići i homeostaza ATPa

“ATP turnover” 10g/s (maraton)U toku trke

maratonac “iskoristi” 75 kg ATPa

Količina ATPa u mišićima je 60-100g (nesportisti-sportisti)

Ishemija miokarda

Akumulacija mlečne kiselineSmanjenje pHInhibicija glikolizeSmanjenje utilizacije masnih

kiselina(porast odnosa NADH/NAD i ADP/ATP)

Smanjenje sinteze proteina, kontrole volumena ćelije, kontraktilnosti

Promena strukture i funkcije membrana

Osnovni elementi programa f.a.

učestalost intenzitet trajanje oblik

Fizička aktivnost se dozira kao svaki lek

Programiranje fizičkih aktivnosti

Postupak prilagođavanja:

polu godinama starosti stepenu fizičke sposobnosti zdravstvenom stanju

Učestalost

skoro svakog, po mogućstvu svakog dana u nedelji

150min/nedeljno umerene f.a.

90 min/nedeljno intenzivne f.a.

Trajanjeduže od 30 minuta u jednoj sesiji

ili

ukupno preko 30 minuta fizičke

aktivnosti dnevno u više sesija

Oblik

OPŠTI ZAHTEVI: - angažovanje velikih mišićnih grupa - kontinuiranost - ritmičnost

OSNOVNI OBLICI: hodanje, džoging, trčanje, plivanje,vožnja bicikla, kućna vesla

Intenzitet

Vežbanje se ne bi smelo meriti samo kroz

predjenu distancu ili utrošeno vreme, već je napor

neophodno meriti i nekim fiziološkim parametrima

SRČANA FREKVENCIJA

Intenzitet

umerenog intenziteta

50 - 70% HRmax (90)

40 - < 60 VO2max (85)

40 - < 60 HRR

Ciljna srčana frekvencija

70

80

90

100

50

60

% HRmax

red line zone

anaerobic treshold zone

aerobic zone

weight mesurement

moderate activity

Redistribution of Blood Flow During Exercise

Krvni pritisak (KP)Sila koju vrši krv po jedinici površine krvnog

suda Izražava se u milim. živinog stuba (mm Hg)Meri se arterijski KP ( TA= tensio arterialis) u

velikim arterijama blizu srcaRazlika u KP u vaskularnom sistemu

obezbeđuje pokretačku silu za kretanje krvi iz područja sa visokim u područje sa niskim KP

Arterije – sudovi visokog pritiska Vene – sudovi niskog pritiska Kapilari – sudovi razmene

Protok krvi, krvni pritisak i otpor

Protok krvi (Q) je direktno proporcionalan razlici KP (P) između dve tačke u cirkulacijiAko se P povećava, Q se ubrzava; a ako se

P smanjuje, Q se smanjuje i usporavaQ je obrnuto proporcionalan otporu (R)

Ako se R povećava, Q se smanjuje. R je važniji od P na vrednost lokalnog KP.

Sistemski Krvni Pritisak ( SKP)Pumpna aktivnost srca stvara E za kretanje

krvi kroz krvne sudove sa mesta većeg ka mestu manjeg KP

KP je proizvod Q ( MVS) i RSKP je:

Najveći u aortiPošto se E za kretanje krvi troši na

savladavanje R , pritisak se postepeno smanjuje duž krvnih sudova

Ima vrednost 0 mm Hg u desnoj pretkomoriNajveće smanjenje KP se dešava u arteriolama

koje pružaju najveći otpor prolasku krvi

Sistemski Krvni Pritisak

Figure 19.5

Arterijski Krvni Pritisak ( TA )TA zavisi od dva faktora:

Elastičnosti zidova arterija (kompliansa ili distenzibilnost)

Količine krvi u njima u svakom momentuTA u elastičnim arterijama blizu srca je

pulzatilan (KP raste i pada)

Arterijski Krvni Pritisak ( TA)Sistolni pritisak (gornji) – pritisak krvi na

zid arterija za vreme kontrakcije srca ( sistole) Dijastolni pritisak ( donji) – najniža

vrednost TA za vreme srčane relaksacije ( dijastole)

Pulsni pritisak ( PP) - razlika između sistolnog i dijastolnog pritiska

Srednji AP (SAP) – pritisak koji pokreće krv u tkivima

SAP = dijastolni pritisak + 1/3 pulsnog pritiska

Održavanje KP

Glavni faktori koji utiču na vrednost KP su:Minutni volumen srca ( MVS)Periferni otpor (PR)Volumen krvi

KP = MVS x PR KP varira u zavisnosti od vrednosti MVS, PR, i

volumena krvi

InterActive Physiology®: Cardiovascular System: Factors that Affect Blood PressurePLAYPLAY

Merenje AKP ( TA )Sistemski AKP se meri indirektno pomoću

auskultatorne metodeAparat sfingmomanometar se postavlja na

nadlakticu iznad lakta.Pritisak u manžetni se postepeno povećava sve

dok on ne bude veći od sistolnog pritiska u brahialnoj arteriji.

Pritisak se u manžeti polako otpušta , a prvi ton koji se čuje preko stetoskopa označava vrednost sistolnog ( gornjeg) pritiska,; poslednji ton koji se jasno čuje, iza koga sledi tišina, označava vrednost dijastolnog ( donjeg) pritiska.

Varijacije KP AKP varira u toku 24-h perioda.AKP dostiže najviše vrednosti ujutru due to waxing and

waning levels of retinoic acidZavise i od spoljašnjih faktora: uzrast, pol, TM, rasa,

položaj tela,raspoloženje ( emocionalno stanje ), socioekonomski status, FIZIČKA AKTIVNOST.

U toku dinamičkog rada, srazmerno opterećenju raste vrednost AKP ( posebno sistolnog); pri radu rukama vrednosti AKP su veće nego pri radu nogama ( istog intenziteta); ako je angažovana veća mišićna masa , izraženija je vazodilatacija, manji otpor i vrednost KP

U toku statičkog rada, dolazi do naglog povećanja i sistolnog i dijastolnog pritiska (↑TA u grudnoj duplji i ↓ venskog priliva). Rizik od pucanja krvnih sudova je pojačan ( oprez kod starih i srčanih bolesnika)

Promene KP

Hipotenzija – nizak KP pri čemu je sistolni AKP ispod 100 mmHg

Hipertenzija – stanje povišenog AKP = 140/90 mm Hg ili višeAkutna prolazna povišenja AKP su normalna i

mogu biti uzrokovana: povećanom temperaturom ( groznica), psihičkim promenama, fizičkom aktivnošću, uzimanjem hrane, napitaka – kafa, čaj, pušenje ....

Hronični porast AKP se dešava uglavnom zbog: oštećenja srca, krvnih sudova, poremećaja rada bubrega i moždanog udara.

Ispitati funkcionalnu sposobnost srca i krvotoka u uslovima fizičkog opterećenjaLorencov test – procena na osnovu brzine oporavka

srčane frekvence ( SF) odn. vremena potrebnog da posle zadatog fizičkog napora ponovo uspostavi SF u miru.

Način rada: ispitaniku se naloži da uradi 10 ( 20) čučnjeva za 20 s ( zavisno od zdravstvenog stanja, kondicije...). FS se meri pre i posle fizičkog napora, sve do postizanja SF u mirovanju.

Oporavak kod sportista traje 15-30s, kod zdravih netreniranih 60s.Vrednosti preko 60s ukazuju ili na potpuni nedostatak kondicije ili na neko srčano oboljenje.

Postoje i drugi testovi: na step-klupici ( step-ergometru), bicikl ergometru i pokretnoj traci “treadmill”-u.