SZÍV- ÉS ÉRRENDSZER: ÉLETTAN, SZERVEK FUNKCIÓI, SZÖVETTAN - ANATÓMIA ÉS FIZIOLÓGIA - 2026

A szív- és érrendszer egy komplex érrendszer, amely szállítja az anyagokat a sejtek és a vér, valamint a vér és a környezet között. Komponensei a szív, az erek és a vér.

A kardiovaszkuláris rendszer funkciói a következők: 1) elosztja az oxigént és a tápanyagokat a test szöveteiben; 2) szén-dioxid és anyagcsere-hulladék termékek szállítása a szövetekből a tüdőbe és az ürítő szervekbe; 3) hozzájárul az immunrendszer működéséhez és a hőszabályozáshoz.

Forrás: Edoarado

A szív két szivattyúként működik, az egyik a tüdőkeringésben, a másik a szisztémás. Mindkét keringés megköveteli, hogy a szív kamrái szabályos módon összehúzódjanak, és a vért egyirányban mozgatják.

A tüdőkeringés a vér áramlása a tüdő és a szív között. Lehetővé teszi a vérgázok és a tüdő alveolusok cseréjét. A szisztémás keringés a vér áramlása a szív és a test többi része között, a tüdő kivételével. Ez magában foglalja a szervek belsejében és kívül található ereket.

A veleszületett szívbetegségek vizsgálata nagy előrelépést tett lehetővé az újszülöttek és felnőttek szívének anatómiájának, valamint a veleszületett rendellenességekben részt vevő gének vagy kromoszómák megértésében.

Az élet során szerzett számos szívbetegség olyan tényezőktől függ, mint az életkor, a nem vagy a családi anamnézis. Az egészséges táplálkozás, a testmozgás és a gyógyszerek megakadályozhatják vagy leküzdhetik ezeket a betegségeket.

A keringési rendszer betegségeinek megbízható diagnosztizálását a képalkotó technológiai fejlődés tette lehetővé. Hasonlóképpen, a műtéti előrelépések lehetővé tették a legtöbb veleszületett hiányosság és számos nem veleszületett betegség orvoslását.

A szív anatómiája és szövettana

fényképezőgépek

A szívnek funkcionálisan eltérő bal és jobb oldala van. A kamra mindkét oldala két kamrára van felosztva: egy felső a pitvarra, az alsó a kamra. Mindkét kamra elsősorban egy speciális izomtípusból áll, úgynevezett szív.

A pitvarokat vagy a felső kamrákat elválasztja az intertriális septum. A kamrákat, vagy az alsó kamrákat elválasztják az intertricularis septum. A jobb oldali pitvar fala vékony, három vénája üríti a vér belsejét: a felső és alsóbbrendű vena cava és a koszorúér sinus. Ez a vér a testből származik.

A szív részei. Forrás: Diagram_of_the_human_heart_ (levágva) _pt.svg: Rhcastilhos származékos munka: Ortisa

A bal atrium fal háromszor vastagabb, mint a jobb. Négy tüdővénás oxigénnel oxigénezett vért ürít a bal pitvarba. Ez a vér a tüdőből származik.

A kamrai falak, különösen a bal oldali, sokkal vastagabbak, mint a pitvarok. A tüdő artéria a jobb kamrából indul, amely a vért a tüdőbe irányítja. Az aorta a bal kamrából indul, amely a vért a test többi részéhez irányítja.

A kamrai belső felület bordázott, kötegekkel és izomszalagokkal, trabeculae carneae néven. A papilláris izmok kihúzódnak a kamrai üregbe.

szelepek

A kamrák minden nyílását egy szelep védi, amely megakadályozza a véráramlás visszatérését. Kétféle szelep létezik: az atrioventricularis (mitralis és tricuspid) és a semilunar (pulmonáris és aorta).

A mitális szelep, amely bicidpid, összeköti a bal pitvarot (atriumot) az ugyanazon az oldalon található kamrával. A tricuspid szelep a jobb pitvarot (atriumot) az azonos oldalon lévő kamrával köti össze.

A csomók az endokardium (a rostos kötőszövettel megerősített membrán) levél alakú redői. Az atrioventrikuláris szelepek csúcsait és papilláris izmait vékony zsinór alakú, chordae tendinae-nek nevezett struktúrák egyesítik.

A félig szelepek zseb alakú szerkezetek. A két szórólapból álló tüdőszelep a jobb kamrát a tüdő artériával köti össze. A három szórólapból álló aorta szelep a bal kamrát az aortával köti össze.

A rostos kötőszövet (valenus fibrosus) sávja, amely elválasztja a pitvart a kamráktól, felületeket biztosít az izmok rögzítéséhez és a szelep beillesztéséhez.

Fal

A szív fala négy rétegből áll: endokardiumból (belső réteg), szívizomból (belső középső réteg), epikardiumból (külső középső réteg) és szívizomból (külső réteg).

Az endokardium egy vékony sejtréteg, amely hasonló az erek endotéliumához. A szívizom a szív összehúzódó elemeit tartalmazza.

A szívizom izomsejtekből áll. Ezen sejtek mindegyike rendelkezik myofibrillumokkal, amelyek összehúzódó egységeket alkotnak, úgynevezett sarkomerének. Minden sarkomernek aktin filamentái vannak, amelyek ellentétes vonalaktól vetődnek ki, és vastag miozin filamentumok körül vannak elrendezve.

Az epikardium egy mezoteliális sejtréteg, amelyet a szívizomhoz vezető koszorúér behatol. Ezek az érök artériás vért szolgáltatnak a szívhez.

A szívizom a hámsejtek laza rétege, amely a kötőszövetre nyugszik. Membrán zsákot képez, amelyben a szív fel van függesztve. Az alábbiakban a membránhoz, a mellhártya oldalához és a szegycsonthoz rögzítjük.

Az érrendszer szövettana

A nagy ereknek háromrétegű szerkezete van, nevezetesen: tunica intima, tunica media és tunica adventitia.

A tunica intima, amely a legbelső réteg, az endotélsejtek egyrétegű, elasztikus szövettel borítva. Ez a réteg az érrendszer permeabilitását, az ér-összehúzódást, az angiogenezist és az alvadást szabályozza.

A karok és a lábak érének intézetében olyan szelepek vannak, amelyek megakadályozzák a vér visszatérő áramlását, és a szív felé irányítják. Ezek a szelepek endotéliumból és kevés kötőszövetből állnak.

A tunica közeget, amely a közbenső réteg, az intimtől elválasztják egy belső elasztinból álló belső lemez. A tunica táptalaj simaizomsejtekből, egy extracelluláris mátrixba ágyazott, és rugalmas rostokból áll. Az artériákban a tunika közeg vastag, míg az erekben vékonyak.

A tunica adventitia, amely a legkülső réteg, a három réteg közül a legerősebb. Kollagénből és elasztikus szálakból áll. Ez a réteg korlátozó akadály, védi az edényeket a tágulástól. A nagy artériákban és erekben az adventitia vasa vasorumot, kisméretű ereket tartalmaz, amelyek oxigénnel és tápanyagokkal látják el az érfalat.

A szív élettana

Vezetési rendszer

A szív rendszeres összehúzódása a szívizom velejáró ritmusának eredménye. A kontrakció a pitvarban kezdődik. Ez a kamrai (pitvari és kamrai szisztolák) összehúzódását követi. A pitvari és kamrai kamrák (diasztole) relaxációja következik.

Egy speciális szívvezető rendszer felelős az elektromos aktivitás kigyújtásáért és a szívizom minden részébe továbbításáért. Ez a rendszer a következőkből áll:

- Két apró tömegű speciális szövetek, nevezetesen: szinoatriális csomópont (SA csomópont) és atrioventrikuláris csomópont (AV csomópont).

- Az ő kötege az ágakkal és a kamrákban található Purkinje rendszer.

Az emberi szívben az SA csomópont a jobb pitvarban helyezkedik el, a felső vena cava mellett. Az AV csomópont az intertriális septum jobb hátsó részében található.

A ritmikus szív összehúzódások egy spontán generált elektromos impulzusból származnak az SA csomópontnál. Az elektromos impulzusgenerálás sebességét a csomópont pacemaker cellái szabályozzák.

Az SA csomópontban generált impulzus áthalad az AV csomóponton. Ezután az õ és ágainak kötegén keresztül folytatódik a kamrai izomban a Purkinje rendszer felé.

Szívizom

A szívizomsejteket interkalált korongok kapcsolják össze. Ezek a sejtek sorosan és párhuzamosan kapcsolódnak egymáshoz, és így izomrostokat képeznek.

Az interkalált korongok membránjai összeolvadnak, és áteresztő réseket képeznek, amelyek lehetővé teszik az ionok gyors diffúzióját és ezáltal az elektromos áramot. Mivel az összes sejt elektromosan csatlakozik, a szívizomról azt mondják, hogy funkcionálisan elektromos syncytium.

A szív két szintetikus elemből áll:

- Az átrium egy, amelyet az atriumok falai alkotnak.

- A kamra, amely a kamrai falakból áll.

A szív ilyen megosztása lehetővé teszi, hogy a pitvarok röviddel a kamrai összehúzódása előtt összehúzódjanak, és így hatékonyan működik a szív.

A szívizom akciós potenciálja

Az ionok eloszlása ​​a sejtmembránon keresztül különbséget okoz az elektromos potenciálban a sejt belseje és külseje között, ezt membránpotenciálnak nevezzük.

Az emlős szívsejtének nyugalmi membránpotenciálja -90 mV. Egy stimulus akciós potenciált hoz létre, amely a membránpotenciál megváltozása. Ez a potenciál elterjed és felelős a összehúzódás kialakulásáért. Az akciópotenciál fázisokban történik.

A depolarizációs fázisban a szívsejtet stimulálják, a feszültségfüggő nátriumcsatornák nyitva vannak, és a nátrium belép a sejtbe. A csatornák bezárása előtt a membránpotenciál eléri a +20 mV-t.

A kezdeti repolarizációs szakaszban a nátriumcsatornák bezáródnak, a sejt repolarizálódni kezd, és a káliumionok a káliumcsatornákon keresztül távoznak a sejtből.

A fennsík szakaszában a kalciumcsatornák megnyílása és a káliumcsatornák gyors bezárása zajlik. A gyors repolarizációs szakasz, a kalciumcsatornák bezárása és a káliumcsatornák lassú kinyílása visszatér a sejt nyugalmi potenciáljához.

Összehúzódó válasz

A feszültségtől függő kalciumcsatornák megnyitása az izomsejtekben a depolarizáció egyik eseménye, amely lehetővé teszi, hogy a Ca ⁺² belépjen a szívizomba. A Ca ⁺² effektor, amely összekapcsolja a depolarizációt és a szív összehúzódását.

Utódepoiarizáció sejtek, Ca ⁺² belép, amelyek felszabadulását váltja ki a további Ca ⁺², keresztül a Ca ^{+ 2-} érzékeny csatornák, a szarkoplazmatikus retikulumból. Ez százszor növeli a Ca ⁺² koncentrációt.

A szívizom összehúzódó reakciója a depolarizáció után kezdődik. Amikor az izomsejtek repolarizálódnak, a zsákoplazmás retikulum újrafelszívja a Ca ^{+ 2} feleslegét. A Ca ⁺² koncentráció visszatér az eredeti szintre, lehetővé téve az izom pihenését.

Starling szívtörvényének kijelentése: "A összehúzódás során felszabaduló energia a kezdeti rost hosszától függ." Nyugalomban a rostok kezdeti hosszát a szív diasztolés kitöltésének mértéke határozza meg. A kamrában kialakuló nyomás arányos a kamra térfogatával a töltési fázis végén.

Szívműködés: szívciklus és elektrokardiogramok

A késői diasztolában a mitrális és a tricuspid szelepek nyitva vannak, az aorta és a pulmonális szelepek pedig zárva vannak. A diasztole során a vér belép a szívbe, és kitölti a pitvarokat és a kamrákat. A töltési sebesség lecsökken, amikor a kamrák tágulnak és az AV szelepek bezáródnak.

A pitvarizmok összehúzódása, vagy a pitvari szisztolé csökkenti a felső és alsó vena cava foramináját és a tüdővénát. A vért általában a szívben tartja a bejövő vér mozgásának tehetetlensége.

Megkezdi a kamrai összehúzódás, vagy a kamrai szisztolé, és az AV szelepek bezáródnak. Ebben a fázisban a kamrai izom alig rövidül, és a szívizom megnyomja a vért a kamrán. Ezt izovolum nyomásnak nevezzük, addig tart, amíg a kamrai nyomás meghaladja az aorta nyomását, és a tüdő artériája és szelepei nyitva vannak.

A szívciklus potenciáljának ingadozásait az elektrokardiogram tükrözi: a P hullámot a pitvar depolarizációja hozza létre; a QRS komplexet a kamrai depolarizáció uralja; a T hullám a kamrai repolarizációja.

A keringési rendszer működése

Alkatrészek

A keringést szisztémás (vagy perifériás) és tüdőre osztják. A keringési rendszer alkotóelemei: erek, venulák, artériák, arteriolák és kapillárisok.

A vénák kapillárisokból vért kapnak, és fokozatosan összeolvadnak a nagy vénákkal. A vérek visszaszívják a vért a szívbe. A vénás rendszerben a nyomás alacsony. Az érfal vékony, de izmos ahhoz, hogy összehúzódjon és kibővüljön. Ez lehetővé teszi számukra, hogy ellenőrizhető vértartályok legyenek.

Az artériák feladata a vér magas nyomás alatt a szövetekbe juttatása. Emiatt az artériáknak erős érfalai vannak, és a vér nagy sebességgel mozog.

Az arteriolák az artériás rendszer kicsi ágai, amelyek ellenőrző vezetékekként működnek, amelyeken keresztül a vér a kapillárisokba kerül. Az arterioláknak erős izomfalai vannak, amelyek többször összehúzódhatnak vagy kitágulhatnak. Ez lehetővé teszi az artériák számára, hogy szükség szerint megváltoztassák a véráramot.

A kapillárisok az arteriolák kicsi erek, amelyek lehetővé teszik a tápanyagok, elektrolitok, hormonok és más anyagok cseréjét a vér és az intersticiális folyadék között. A kapilláris falak vékonyak, és sok pórusuk átjárható a vízre és a kis molekulákra.

Nyomás

Amikor a kamrák összehúzódnak, a bal kamra belső nyomása nulláról 120 mm Hg-ra növekszik. Ennek következtében az aorta szelep kinyílik, és a vér áramlik az aortába, amely a szisztémás keringés első artériája. A szisztolés során elért maximális nyomást szisztolés nyomásnak nevezzük.

Az aorta szelep ezután bezárul, és a bal kamra ellazul, így a vér a bal pitvarból juthat be a mitrális szelepen keresztül. A pihenés periódusát diasztole néven hívják. Ebben az időszakban a nyomás 80 mm Hg-ra esik.

A szisztolés és a diasztolés nyomás közötti különbség tehát 40 mm Hg, amelyet impulzusnyomásnak nevezzük. A komplex artériás fa csökkenti a pulzációk nyomását, kevés pulzálás mellett a szövetek véráramlása folyamatos.

A jobb kamra összehúzódása, amely egyidejűleg történik a bal oldali kamrával, a vért a tüdőszelepen átjuttatja a tüdő artériába. Ez a tüdőkeringés kicsi artériáira, arterioláira és kapillárisaira oszlik. A tüdőnyomás sokkal alacsonyabb (10–20 Hgmm), mint a szisztémás nyomás.

Keringési válasz vérzésre

A vérzés lehet külső vagy belső. Ha nagyok, azonnal orvosi segítséget igényelnek. A vérmennyiség jelentős csökkenése miatt csökken a vérnyomás, amely az az erő, amely a vér a keringési rendszerben mozgatja az oxigént, amely a szöveteknek életben maradásához szükséges.

A vérnyomáscsökkenést a baroreceptorok érzékelik, amelyek csökkentik a kiürülési sebességet. Az agytörzs kardiovaszkuláris központja, amely az agy alapjában található, csökkenti az alapreceptorok aktivitását, ami felszabadít egy sor homeosztatikus mechanizmust, amelyek célja a normál vérnyomás helyreállítása.

A medullaáris kardiovaszkuláris központ növeli a jobb oldali sinoatrialis csomópont szimpatikus stimulációját, amely: 1) növeli a szívizom összehúzódási erejét, növelve az egyes impulzusokban pumpált vér mennyiségét; 2) növeli az egységenkénti ütések számát. Mindkét folyamat növeli a vérnyomást.

Ezzel egyidejűleg a medullaáris kardiovaszkuláris központ stimulálja az egyes erek összehúzódását (ér-összehúzódást), és arra kényszeríti a vér egy részét, hogy a keringési rendszer többi részébe, a szívbe is mozogjon, növelve a vérnyomást.

Keringési válasz a testmozgásra

Edzés közben a testszövetek növelik az oxigénigényüket. Ezért a szélsőséges aerob testmozgás során a szívbe szívódó vér sebességének percenként 5–35 literre kell emelkednie. Ennek elérése a legkézenfekvőbb mechanizmus az időegységben fellépő szívverések számának növekedése.

A pulzáció növekedését az alábbiak kísérik: 1) artériás értágítás az izmokban; 2) érrendszeri összehúzódás az emésztőrendszerben és a vesében; 3) a vénák vasokonstrikciója, amely növeli a vénás visszatérést a szívhez, és ennélfogva azt a vérmennyiséget, amelyet a szivattyúzhat. Így az izmok több vért kapnak, és ezért több oxigént

Az idegrendszer, különösen a medullaáris kardiovaszkuláris központ, alapvető szerepet játszik ezekben a reakciókban, szimpatikus stimulációk révén.

Embriológia

Az emberi embrionális fejlődés 4. hetében a keringési rendszer és a vér "vér-szigetekké" kezd kialakulni, amelyek a tojássárgák mezodermális falában jelennek meg. Addigra az embrió már túl nagy ahhoz, hogy az oxigén eloszlása ​​csak diffúzió útján történjen.

Az első vér, amely nukleáris vörösvértestekből, például hüllőkből, kétéltűekből és halakból áll, hemangioblasztoknak nevezett sejtekből származik, amelyek a "vér-szigeteken" találhatók.

A 6–8. Héten a vértermelés, amely tipikus emlős mag nélküli vörösvértestekből áll, elkezdi mozogni. A 6. hónapra az eritrociták kolonizálják a csontvelőt, és a májban történő termelésük csökkenni kezd, és a kora újszülöttkorban megszűnik.

Az embrionális erek három mechanizmusból állnak:

- In situ koalescencia (vaszkulogenezis).

- Az endoteliális prekurzor sejtek (angioblastok) migrációja a szervek felé.

- Fejlődés meglévő erekből (angiogenezis).

A szív a mezodermából származik, és a terhesség negyedik hetében kezd verni. A nyaki és a cephalic régió kialakulása során az embrió első három ágívje a nyaki artériás rendszert alkotja.

Betegségek: részleges lista

Aneurizmus. A vérnyomás okozta artéria gyenge szegmensének kiszélesedése.

Aritmia. A szív ritmusának normális szabályosságától való eltérés a szív elektromos vezetőképességének hibája miatt.

Érelmeszesedés. Krónikus betegség, amelyet lipidek, koleszterin vagy kalcium lerakódása (plakkok) okoznak a nagy artériák endotéliumán.

Veleszületett hibák. A keringési rendszer genetikai vagy környezeti eredetű rendellenességei születéskor.

Dyslipidemiák. Kóros vér lipoproteinszint. A lipoproteinek átjuttatják a lipideket a szervek között.

Endokarditisz. Az endokardium gyulladása bakteriális és néha gombás fertőzés miatt.

Agyi érrendszeri betegség. Hirtelen károsodás az agy részének csökkent véráramlása miatt.

Valvularis betegség. A mitrális szelep hibája a nem megfelelő véráramlás megakadályozására.

Kudarc szív. A szív nem képes hatékonyan összehúzódni és pihenni, csökkentve a teljesítményét és veszélyeztetve a keringést.

Magas vérnyomás. Vérnyomás nagyobb, mint 140/90 Hgmm. Atherogenezist hoz létre az endothelium károsodásával

Infarktus. A szívizom egy részének halála a véráramlás megszakításával egy koszorúérban beragadt trombus miatt.

Varikoos erek és aranyér. A bárányhimlő olyan vénája, amelyet a vér kiszélesített. Az aranyér a végbél varikoózisának csoportja.

Irodalom

1. Aaronson, PI, Ward, JPT, Wiener, CM, Schulman, SP, Gill, JS 1999. A kardiovaszkuláris rendszer áttekintése Blackwell, Oxford.
2. Artman, M., Benson, DW, Srivastava, D., Joel B. Steinberg, JB, Nakazawa, M. 2005. Kardiovaszkuláris fejlődés és veleszületett rendellenességek: molekuláris és genetikai mechanizmusok. Blackwell, Malden.
3. Barrett, KE, Brooks, HL, Barman, SM, Yuan, JX-J. 2019. Ganong áttekintése az orvosi élettanról. McGraw-Hill, New York.
4. Burggren, WW, Keller, BB 1997. Kardiovaszkuláris rendszerek fejlesztése: molekulák az organizmusokhoz. Cambridge, Cambridge.
5. Dzau, VJ, Duke, JB, Liew, C.-C. 2007. Cardiovascularis genetika és genomika a kardiológusnak, Blackwell, Malden.
6. Farmer, CG1999. A gerinces kardio-pulmonális rendszer evolúciója. Éves áttekintés a fiziológiáról, 61, 573–592.
7. Gaze, DC 2012. A kardiovaszkuláris rendszer - fiziológia, diagnosztika és klinikai vonatkozások. InTech, Rijeka.
8. Gittenberger-de Groot, AC, Bartelings, MM, Bogers, JJC, Boot, MJ, Poelmann, RE 2002. A közös artériás törzs embriológiája. Előrelépés a gyermekgyógyászati ​​kardiológiában, 15, 1–8.
9. Gregory K. Snyder, GK, Sheafor, BA 1999. Vörösvértestek: központi elem a gerinces keringési rendszer fejlődésében. American Zoologist, 39, 89–198.
10. Hall, JE 2016. Guyton és Hall tankönyv az orvosi fiziológiáról. Elsevier, Philadelphia.
11. Hempleman, SC, Warburton, SJ 2013. A nyaki test összehasonlító embriológiája. Légúti élettan és neurobiológia, 185, 3–8.
12. Muñoz-Chápuli, R., Carmona, R., Guadix, JA, Macías, D., Pérez-Pomares, JM 2005. Az endotélsejtek származása: evo-devo megközelítés a keringési rendszer gerinctelen / gerinces átmenetéhez. Evolution & Development, 7, 351–358.
13. Rogers, K. 2011. A szív- és érrendszer. Britannica Oktatási Kiadó, New York.
14. Safar, ME, Frohlich, ED 2007. Érelmeszesedés, nagy artériák és kardiovaszkuláris kockázat. Karger, Bázel.
15. Saksena, FB 2008. A szív- és érrendszeri betegségek helyi és szisztémás jeleinek színes atlasza. Blackwell, Malden.
16. Schmidt-Rhaesa, A. 2007. A szervrendszerek evolúciója. Oxford, Oxford.
17. Taylor, RB 2005. Taylor szív- és érrendszeri betegségek: Kézikönyv. Springer, New York.
18. Topol, EJ, et al. 2002. Cardbook of Cardiovascular Medicine. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
19. Whittemore, S., Cooley, DA 2004. A keringési rendszer. Chelsea ház, New York.
20. Willerson, JT, Cohn, JN, Wellens, HJJ, Holmes, DR, Jr. 2007. Cardiovascularis orvoslás. Springer, London.