Slajd 1

Podstawy patofizjologii

układu sercowo-

naczyniowego (wybrane

zagadnienia)

Jacek M. Witkowski

2012

Cel perfuzji:

• Dostarczanie tlenu i

substancji odżywczych

do tkanek i narządów

• Usuwanie produktów

odpadowych

• Transport komórek i

substancji

kontrolujących

integralność organizmu

Niedostateczna perfuzja…

…

niedokrwienie…

…

niewydolność (wielo)narządowa...

…

WSTRZĄS (różne typy)...

…

ŚMIERĆ.

Prawidłowe krążenie krwi i perfuzja

tkanek wymaga:

• Prawidłowo zbudowanego i działającego

SERCA

– Anatomia
– Właściwości bodźcotwórcze
– Kurczliwość mięśniówki

• Prawidłowo zbudowanych i działających

NACZYŃ

krwionośnych

– Oporność
– Podatność
– Kurczliwość

• Prawidłowej

OBJĘTOŚCI KRWI

w stosunku do pojemności

systemu

– Gra naczyniowa
– Nawodnienie organizmu (równowaga wodno-elektrolitowa)

• Odpowiednich

WŁAŚCIWOŚCI KRWI

(lepkość, gęstość,

krzepliwość…)

– Hematokryt
– Stężenia i skład białek osocza

• Prawidłowych

INTERAKCJI

serca i naczyń z systemem

neurohormonalnym (

regulacji

)

• Odpowiednich właściwości perfundowanych tkanek.

Serce jest 3

konsumentem tlenu w

organizmie

Nerki 10%

Inne

38%

SERCE 7%

Wątroba 20%

Mózg 25%

139 L

90 L

72 L

36 L

25 L

Dzienne

zużycie O

16 moli

lub 360

litrów

Serce jako pompa: co może się

popsuć?

• Anatomia

– zaburzenia

rozwojowe, przetrwałe połączenia

jam serca, zwężenia ujść

(STENOZY, NIEDOMYKALNOŚCI;

wrodzone lub nabyte -

pozapalne), inne problemy z

zastawkami

• Kurczliwość

kardiomiocytów

– przewlekła

niewydolność, kardiomiopatie,

choroba wieńcowa (miażdżyca!),

zaburzenia rytmu… (rola

infekcji i procesów zapalnych)

• Przeciążenie

– zaburzenia

obciążenia wstępnego (preload) i

następczego (afterload),

nadmierny opór obwodowy

(NADCIŚNIENIE)

ZMIANY REDUKUJĄ

OBJĘTOŚĆ MINUTOWĄ!

Determinanty objętości

minutowej

WSPÓŁCZULNY

AKCJA SERCA

OBJĘTOŚĆ

KOŃCOWOSKURCZOWA

OBJĘTOŚĆ

KOŃCOWOROZKURCZOWA

OBJĘTOŚĆ

SKURCZOWA

OBJĘTOŚĆ MINUTOWA

PRZYWSPÓŁCZULNY

CZYNNIKI RYZYKA CHORÓB KRĄŻENIA

• Genetyczne
• Płeć męska, ale…
• Wiek, ale…

• Zespół metaboliczny
• Otyłość
• Choroba nadciśnieniowa

• Hiperlipidemie

• Cukrzyca typu II

• Palenie papierosów
• Nieaktywny tryb życia

• PEWNE INFEKCJE

– HERPESVIRUS
– CHLAMYDIA

= CZYNNIKI RYZYKA MIAŻDŻYCY!

Definicja

Niewydolność serca – niewystarczające działanie
serca jako pompy.

Patofizjologia niewydolności serca – interakcja między

a)Spadkiem pojemności minutowej

konsekwencja – spadek przepływu krwi do nerek i
innych tkanek.

b)Uruchomieniem kompensacyjnych

mechanizmów

– przeznaczonych do utrzymania

perfuzji tkanek.

Przyczyny niewydolności serca

Zaburzona funkcja
serca

Zwiększone
zapotrzebowanie

Choroby mięśnia sercowego

• Kardiomiopatie
• Zapalenia mięśnia serca
• Niewydolność wieńcowa
• Zawał m. serca

Zastawkowe choroby
serca

• Zwężenie zastawek
• Wypadanie zastawek

Wrodzone choroby
serca

Zaciskające zapalenie
osierdzia

Zwiększone obciążenie
ciśnieniem

• Nadciśnienie tętnicze
• Nadciśnienie płucne
• Koarktacja aorty

Zwiększone obciążenie
objętością

• Przetoki tętniczo-żylne
• Nadmierna podaż płynów
dożylnych

Zwiększona perfuzja

• Tyreotoksykoza
• Anemia

CHOROBA WIEŃCOWA

19%

40 %

NADCIŚNIENIE

CHOROBA WIEŃCOWA

INNE

11 %

NADCIŚNIENIE

30 %

Przyczyny niewydolności serca

NIEWYDOLNOŚĆ SERCA

SKURCZOWA

ROZKURCZOWA

NISKA

< 50%

Frakcja

wyrzutowa

NORMALNA

> 50%

objętość krwi wyrzucanej przez serce

Frakcja wyrzutowa =

---------------------------------------------------

x 100 %

objętość obecna w komorze przy końcu rozkurczu

Skurczowa

Rozkurczowa

Niewydolność

Skurczow
a

Rozkurczow
a

Upośledzony wyrzut

krwi z

serca podczas

skurczu

Upośledzone wypełnianie

komór

podczas

rozkurczu.

1. Zmniejszona kurczliwość serca

2. Zmniejszona frakcja wyrzutowa

Konsekwencje:

Wzrost:

• objętości rozkurczowej,
• napięcia ścian komór,
• końcowego ciśnienia w
komorze.

Rozszerzenie komór

Konsekwencje:

Mały rozmiar komór

Przerost komór

Słaba podatność komór (zdolność
do rozciągania podczas
wypełniania)

Główne przyczyny niewydolności

skurczowej

Zaburzona
kurczliwość

Choroba niedokrwienna
serca

Zawał m. serca

Przewlekłe obciążenie
objętościowe

Niedomykalność z. aortalnej

Niedomykalność zastawki
mitralnej

Defekt przegrody
międzykomorowej

Przetoki tętniczo-żylne

Kardiomiopatia
rozstrzeniowa

Wirusowe zapalenie m. serca

Kokaina, nadużywanie
alkoholu

Toksyny

Idiopatyczna

Przewlekły stan
wysokiego wyrzutu

Anemia

Tyreotoksykoza

Przeciążenie
ciśnieniem

Niekontrolowane nadciśnienie
tętnicze

Zwężenie zastawek
aorty

Prawo Franka-Starlinga

• Rozciągnięcie mięśnia

sercowego

(kardiomiocytu) w

zdrowym sercu powoduje

wzrost siły skurczu i

powiększa pojemność

minutową.

ALE

• NADMIERNE

ROZCIĄGNIĘCIE

zmniejsza siłę skurczu

nawet w zdrowym

mięśniu serca!

Składniki systemu neurohormonalnego

wpływające na serce i naczynia

• Układ współczulny

i przywspółczulny

• Renina-Angiotensyna-Aldosteron

• Peptydy natriuretyczne

• Endoteliny

• Tlenek azotu

ZABURZENIA RÓWNOWAGI POWYŻSZYCH SYSTEMÓW

MOGĄ PROWADZIĆ DO PRZEWLEKŁEJ NIEWYDOLNOŚCI SERCA

Unerwienie autonomiczne a praca

serca:

• Układ przywspółczulny

– Zwalnia akcję serca

– Redukuje objętość wyrzutową

– Działanie chrono-, ino- i dromotropowe UJEMNE

Działanie ochronne przy małym obciążeniu

• Układ współczulny  STRES

– Przyspiesza akcję serca

– Zwiększa siłę skurczu

– Podnosi objętość wyrzutową

– Działanie chrono-, ino- i dromotropowe DODATNIE

Niezbędne w przypadku krótkich okresów stresu,
szkodliwe jeśli długotrwałe!

Mechanizmy kompensujące

Pojemność minutowa (CO)

RAA SYSTEM

PRELOAD

Pojemność minutowa

KATECHOLAMINY

Akcja serca
Kurczliwość

… kiedy mechanizmy kompensujące

są za SILNE

lub

trwają zbyt

DŁUGO

nie są efektywne

i mogą być szkodliwe

A System

Silna - przedłużona reakcja

neurohormonalna

Uszkodzenie

Pojemność minutowa

PRELOAD
AFTERLOAD

+ +

Nagła

śmierć

KATECHOLAMINY

AFTERLOAD
Akcja serca

Pojemność minutowa

Patogeneza przewlekłej niewydolności

serca

Uszkodzenie mięśnia sercowego

Zmniejszenie pojemności

minutowej

Zmniejszenie perfuzji

Czujniki RR i pO

rozpoznają

utratę krwi krążącej

Wzrost objętości krwi i

Aktywacja

systemów

oszczędzania wody

i sodu (RAA)

Aktywacja

systemów

obkurczania naczyń

(u. sympatyczny)

Zapaln

Wro

dzo

Nadmierne

obciążenia

wstępne i/lub

następcze

• W uszkodzonym mięśniu sercowym prawo

Franka-Starlinga przestaje działać:

• Ze wzrostem objętości krwi krążącej

serce ulega rozszerzeniu

, w konsekwencji

dochodzi do

osłabienia siły skurczu

dalszego zmniejszenia objętości
minutowej

• Co z kolei aktywuje system RAA…

Patogeneza przewlekłej niewydolności

serca – cd.

Konsekwencje przewlekłej

niewydolności serca

• Osłabienie serca (↓ objętość

minutowa) =

objawy niedokrwienne

• Postępujące zatrzymanie soli i wody

obrzęki

obrzęk płuc

• Postępujące uszkodzenie kardiomiocytów

(także niedokrwienne) =

śmierć

komórek kurczliwych, zwłóknienie

Konsekwencje przewlekłej

niewydolności serca - cd

• Zespół zmian:

– Zaburzenie czynności pompującej serca

(zmniejszona pojemność minutowa)

– Duszność
– Męczliwość
– Dalsze zaburzenia neurohormonalne
– Nagła śmierć

Patogeneza przewlekłej niewydolności

serca – cd.

• Zatrzymanie

soli i wody

(↑RAA, ↓ANF),

• Skurcz naczyń

(↑ NA, A, endoteliny, ↓NO)

• Hipertrofia kardiomiocytów i

• Zwłóknienie

mięśnia sercowego =

• DALSZE OSŁABIENIE MIĘŚNIA SERCA

Główne przyczyny niewydolności

rozkurczowej

Przerost lewej komory

Patofizjologia

Przykład

Zwężenie aorty

Choroba nadciśnieniowa

Kardiomiopatie
naciekające

Sarkoidoza

Amyloidoza

Hemochromatoza

Procesy
restrykcyjne

Zwłóknienie endocardium
Promieniowanie zewnętrzne

Niedotlenie
nie

Ostre niedokrwienie m. serca

Przewlekła choroba wieńcowa

Różne

Kardiomiopatia przerostowa, cukrzyca

Prawo-

versus

Lewo-komorowa

niewydolność

serca

Prawokomorowa

Lewokomorowa

Zaburzona

zdolność

przemieszczania odtlenowanej
krwi

z systemowego

krążenia żylnego do
krążenia płucnego

Wynik:

Gromadzenie krwi w

systemowym krążeniu

żylnym

Konsekwencje:
Wzrost ciśnienia:

-w

prawym

przedsionku

-końcowo-
rozkurczowego w
prawej komorze

-w systemie żylnym

Zaburzone

pompowanie krwi

nisko-ciśnieniowego

krążenia

płucnego do

wysoko ciśnieniowego

krążenia tętniczego
systemowego.

Wynik:

Zmniejszona objętość

minutowa

Zastój w krążeniu płucnym

Konsekwencje:
Wzrost ciśnienia :

- w

lewym przedsionku

-końcowo-
rozkurczowego w lewej
komorze

Niewydolność prawokomorowa

Prawokomorowa
niewydolność
serca

Zastój w tkankach
obwodowych

Obrzęki,
wodobrzus
ze

Zastój w
wątrobie

Zastój w
przewodzie
pokarmowym

Anoreksja, zaburzenia
czynnościowe w
układzie pokarmowym,
utrata wagi

Zaburzenia
funkcji wątroby

Lewokomorowa niewydolność serca

Lewokomorowa

niewydolność serca

Zmniejszona
pojemność minutowa

Zastój w płucach

Nietolerancja
wysiłku

Objawy zmniejszonej
perfuzji tkanek

Zaburzona wymiana
gazowa

Obrzęk płuc

Sinica i objawy
hipoksji

Kaszel z pianową
wydzieliną

Ortopnea

Paradoksalna nocna
duszność

Klasyfikacja NYHA

New York Heart Association

Zmęczenie i duszność

Spowodowana

przez:

Dużą aktywność

(wejście na 2-3 piętro)

Umiarkowaną aktywność

(wejście na 1 piętro)

Minimalne (zwykłe) aktywności

(ubieranie)

III

Spoczynkowa

Kardiomiopatie

Kardiomiopatie – grupa chorób, które dotyczą mięśnia serca.

Pierwotne – nieznane przyczyny

Wtórne – choroby serca będące
wynikiem innej choroby układu
krążenia – ex. MI.

1. Rozstrzeniowa – postępujące

rozszerzenie

i ew. przerost m. serca,

upośledzona zdolność pompowania
przez jedną lub obie komory.

2. Przerostowa –

przerost

lewej,

prawej lub obu-komór i upośledzone
wypełnianie rozkurczowe komór.

3. Restrykcyjna – zmniejszone

wypełnienie komór spowodowane

nadmierną sztywnością ścian

komór,

ale zdolności kurczliwe serca
pozostają normalne.

4. Takotsubo

Przyczyny – czynniki

etiologiczne

•

Idiopat

yczne

— 50

• Zapalenie mięśnia serca — 9 %
• Choroba niedokrwienna – 7%
• Kardiomiopatia okołoporodowa – 4%
• Nadciśnienie — 4 %
• HIV / AIDS – 4%
• Kolagenozy – 3%
• Alkohol, narkotyki - 3%
• Doxorubicyna — 1 %
• Inne > 10 %

Najczęstsze przyczyny kardiomiopatii

rozstrzeniowej I

Genetyczne:

Dystrofie mięśniowe (Duchenne’a i Beckera, twarzowo-

łopatkowo-ramieniowa, miotoniczne)

- Aktynopatie (mutacje w genie kodującym aktynę)
- Desminopatie
- Laminopatie (mutacje genu kodującego laminy A i C)
- Mutacje w innych genach, np. kodującym tafazzynę, łańcuch
ciężki beta sercowej miozyny, sercową troponinę

- Miopatie mitochondrialne

Najczęstsze przyczyny kardiomiopatii

rozstrzeniowej II

Infekcyjne:

- Wirusy (Coxackie, Adenowirusy, Parwowirus B19, Herpes wirusy, HIV),
- Bakterie (Maczugowce błonicy)
- Pasożyty (toksoplazmoza, glistnice, owsica, włośnica)

Leki i toksyny

- Etanol, kokaina, doksorubicyna, cyklofosfamid, kobalt

Immunologiczne

- Narządowe – np. choroba trzewna
- Układowe: toczeń układowy trzewny, twardzina
- Sarkoidoza

Co dolega kardiomiocytom?

• Niedostatek substratów energetycznych (kreatyna,

fosfokreatyna, ATP)

– Obniżona aktywność Na,K-ATPazy

– Zaburzenia mitochondrialne.

• Wyczerpanie (np. ischemia  tachykardia)

• Zaburzenia Ca

i regulacji beta-adrenergicznej

– Zabuzrenia działąnia kanałów i/lub pomp wapniowych

– Obniżona ekspresja ekspresji receptorów beta-adrenergicznych

• Stres i działanie ROS

Rola Ca

w niewydolności serca -

Fala zmiany stężenia Ca

w żywym kardiomiocycie

kanał ryanodynowy

Ca-ATPaza SERCA

Genetic modifiers and pathways for dilated cardiomyopathy.
Asterisks indicate genes that are either human disease genes and/or
strong genetic in vivo modifiers of dilated cardiomyopathy and/or heart
failure in gene-targeted mice. (Nature 2000)

Kardiomiopatie - przyczyny genetyczne

Mutacje skojarzone głównie z kardiomiopatią rozstrzeniową

…a być może także z kardiomiopatią przerostową

Kardiomiopatia Takotsubo (od 1991, Hikaru

Sato)

• Inne nazwy:

– Zespół balonującego koniuszka
– Kardiomiopatia indukowana stresem (SICM),
– Zespół złamanego serca,
– Kardiomiopatia bańkowata

Naśladuje ostry atak choroby
wieńcowej (zawał serca)

• Epidemiologia: głównie kobiety w wieku

postmenopauzalnym (60+); rola stresu psychicznego lub
fizycznego (katecholaminy) i redukcji estrogenów (wpływ na
śródbłonek)

Tako-tsubo - Objawy:

• silny ból dławicowy i/lub duszność,
• uniesienie odcinka ST,
• odwrócone załamki T,
• akineza lub dyskineza obejmująca dystalne

segmenty i koniuszek lewej komory

• nieznaczne podwyższenie markerów martwicy

mięśnia sercowego

• brak odchyleń w badaniu koronarograficznym

• OBJAWY PRZEJŚCIOWE- ZWYKLE SAME MIJAJĄ PO

KILKU DNIACH

Tako-tsubo patomechanizm

• Skurcz tętnicy wieńcowej ?
• Nadmiar katecholamin (stres) –

toksyczny wpływ hiperstymulacji
na mięśniówkę serca  zmiany

mikroarchitektoniki m.
sercowego  śródkomorowe

pogrubienie dystalnego
segmentu przegrody  zmiana

układu ciśnień w lewej komorze
 balonowate uwypuklenie

koniuszka

Epidemiologia

• Najczęstsza przyczyna śmierci w „krajach

rozwiniętych” (do 35% zgonów)

• Dotyczy ponad 20% mężczyzn poniżej 60 r.ż.

• Ankieta zdrowotna w UK (Health Survey For

England) (1993 ):

• 3% dorosłych cierpi na dusznicę bolesną (w Polsce około

1.5 miliona)

• 1% miało zawał mięśnia sercowego w ostatnich 12

miesiącach

Choroba niedokrwienna serca

• Ostra

– Zawał mięśnia

sercowego

• Przewlekła

– Dusznica bolesna

Angina pectoris

– Nieme niedokrwienie

Silent Ischaemia

Przewlekła choroba niedokrwienna

serca

• Przewlekła IHD jest wynikiem braku

równowagi pomiędzy

ilością

dostarczanej

krwi (tlenu) do mięśnia serca a

zapotrzebowaniem...

• A ostra?...

• Ataki dusznicy mogą być wywołane przez

jakikolwiek stres, który zwiększa pracę serca

i zapotrzebowanie mięśnia serca na tlen

Dusznica bolesna (angina

pectoris)

Jest objawem, a nie

chorobą definiowanym

jako:

Dyskomfort w klatce

piersiowej związany z

nienormalną funkcją

mięśnia serca przy braku

martwicy mięśnia serca

Dusznica bolesna

•

Może być

stabilna

(mniejsze

ryzyko MI):

• stałe zmniejszenie przepływu

wieńcowego na tle miażdżycowym

• stabilne blaszki miażdżycowe

•

albo

niestabilna

(wysokie ryzyko

MI):

• Niestabilne blaszki miażdżycowe
• Przejściowa agregacja płytek i

zakrzepy wieńcowe

• Skurcz naczyń wieńcowych (angina

Prinzmetala)

– nadmierne pobudzenie współczulne
– czynniki kurczące naczynia wydzielane

w miejscu uszkodzeń śródbłonka

Przyczyny choroby niedokrwiennej

serca

• Niewystarczający dowóz utlenowanej

krwi do mięśnia sercowego:

– pęknięta blaszka miażdżycowa, zakrzepica,

skurcz, zator

• Zwiększone zapotrzebowanie na

utlenowaną krew:

– Anemia, nadciśnienie tętnicze, wysoki rzut

minutowy serca (tyreotoksykoza, przerost

mięśnia serca)

Choroba niedokrwienna serca –

patofizjologia

• Miażdżyca jako odpowiedź na uszkodzenie

Nagromadzenie cholesterolu w obrębie warstwy

wewnętrznej naczyń.

• Zapalenie

komórki zapalne migrują do ściany naczynia,

uwalniając

• Czynniki wzrostu/mediatory procesu zapalnego,

które powodują...

• ...przerost tkanki włóknistej i proliferację mięśni

gładkich = zwężenie i stwardnienie ściany tętnicy

Patogeneza ostrego zespołu

wieńcowego

• Fatalny ostry zespół wieńcowy (zawał

mięśnia sercowego, MI)

• Blaszki miażdżycowe drobne, bogate w lipidy pękanie

blaszek  zakrzep w rdzeniu lipidowym oraz na

powierzchni blaszek  zamknięcie światła naczynia.

• Nie-fatalny MI

• Blaszki miażdżycowe ulegają raczej EROZJI, a nie

PĘKANIU (powierzchowne wykrzepianie  wolniejszy

przebieg)

• Niestabilna dusznica

• Objawy zwykle średnio nasilone. Dotyczy licznych naczyń.

Często powstaje krążenie oboczne. W przypadku powstania

skrzepliny i skurczu tt. Wieńcowych może dojść do MI

Powikłania zawału mięśnia sercowego

• Śmierć (

18% w ciągu 1 godziny,

36% w ciągu 24

godzin)

• Zaburzenia rytmu serca
• Ostra niewydolność lewokomorowa
• Wstrząs kardiogenny
• Pęknięcie mięśnia brodawkowego -

niedomykalność mitralna

• Pęknięcie mięśnia serca i tamponada
• Tętniak ściany komory serca
• Skrzeplina wewnątrzkomorowa

Document Outline