MİKRODOLAŞIM DOLAŞIM SİSTEMİ FİZYOLOJİSİ III Dr. Nevzat KAHVECİ Düz kas lifleri Endotel Arteriol Metarteriol Prekapiller sfinkter Kapiller Venül Kapiller yatak Düz kas lifleri Endotel Kapiller Membrandan Diffüzyon Prekapiller sfinkter kapiller İNTERSTİSYUM VE İNTERSTİSYEL SIVI İnterstisyum: Hücreler arası boşluk 1- Kollagen lif demetleri arteriol venül 2- Proteoglikan demetler -%98 hyalüronik asit -%2 protein İnterstisyel sıvı Kapiller Endotelin Damar Aktivitesinde Aktif Rolü Endotel hücresi vasküler düz kasın kasılmasına ve gevşemesine neden olan maddelerin önemli bir kaynağıdır. * Prostasiklin * Nitrik oksit * Endotelin Por Endotel hücresi Kapiller Endotelin Pasif Rolü Kapiller üzerinden maddelerin değiş-tokuşu * Diffüzyon * Filtrasyon * Pinositoz Sıkı bağlantı Eritrosit Hücrelerarası açıklık Endotel hücresinin nükleusu Eritrosit Perisit Endotel hücresinin nükleusu Plazma Endotel hücresi Hücrelerarası açıklık 1
Molekül Büyüklüğü Por-Yarık genişliği 6-7 nanometre Konsantrasyon farkı YAĞDA ERİYEN MADDELER Oksijen Karbondioksit KAPİLLER MEMBRANDAN SIVI GEÇİŞİ KAPİLLER BASINÇ (Pk) PLAZMA KOLLOİD OSMOTİK BASINÇ ( P) İNTERSTİSYEL SIVI İNTERSTİSYEL SIVI BASINCI (P if ) KOLLOİD OSMOTİK BASINCI ( if ) NET FİLTRASYON BASINCI= (Pk + if ) ( P + P if ) SUDA ERİYEN MADDELER Su molekülü Sodyum iyonu Klor iyonu Glikoz ARTERİYAL UÇ Pk=35 P =28 P if =-3 if =8 VENÖZ UÇ Pk=10 P =28 P if =-3 if =8 KAPİLLER MEMBRANDAN SIVI GEÇİŞİ LENFATİK SİSTEM KAPİLLER BASINÇ (Pk) PLAZMA KOLLOİD OSMOTİK BASINÇ ( P) İNTERSTİSYEL İNTERSTİSYEL SIVI BASINCI SIVI (P if ) İNTERSTİSYEL SIVI KOLLOİD BASINCI (P if ) OSMOTİK BASINCI ( if ) İNTERSTİSYEL SIVI KOLLOİD OSMOTİK BASINCI ( if ) NET FİLTRASYON BASINCI= (Pk + if ) ( P + P if ) ARTERİYAL UÇ VENÖZ UÇ Pk=35 P =28 Pk=10 P =28 P if =-3 if =8 P if =-3 if =8 LENFATİK KAPİLLER LENFATİK DAMARLAR LENFATİK KANAL TOPLAYICI KANAL Torasik kanal (Sol int. juguler ven + Subklavian ven) Sağ lenf kanalı (Sağ int. juguler ven + Subklavian ven) VENÖZ SİSTEM NET FİLTRASYON BASINCI [35 + 8] [28 + (-3)]= 18 mmhg NET FİLTRASYON BASINCI [10 + 8] [28 + (-3)]= -7 mmhg LENFATİK SİSTEM 2
DIŞ İÇ Lenf, interstisyel sıvıdan oluşarak lenfatikler içinde akar. Proteinler Yağlar (GIS) Bakteriler LENF AKIM HIZI LENF AKIM HIZI Kapiller basınç Plazma kolloid osmotik basınç Torasik kanal Sağ lenf kanalı 100 ml/saat 20 ml/saat İnterstisyel sıvı proteini 120 ml/saat 2-3 litre/gün Kapiller permeabilite LENF AKIMI Lenf damarları duvarındaki düz kasın sıvı ile gerilmesi sonucunda spontan olarak kasılması Lenf damarlarının sıkışması Çevredeki vücut kaslarının kasılması Arteriyel pulsasyonlar ml/dk KAN AKIMI KAN AKIMI Beyin Kalp Kas KAS DOKUSU 4 ml/dk/100g (Dinlenim durumu) Beyin Kalp Debisi 25 lt/dk. Deri Böbrekler Böbrekler Abdominal organlar 80 ml/dk/100g (Ağır egzersiz) GİS Deri Diğer dokular İskelet Kasları Diğer Total Ağır egzersiz 3
Q = V x A Q = P / R Q = x r 4 x P / 8 l V= Q / A V = P / A x R V = x r 4 x P / A x 8 l Q = Akım (cm 3 /sn) V = Hız (cm/sn) A = Enine kesit alanı (cm 2 ) P = Damarın iki ucu arasındaki basınç farkı (mmhg) R = Direnç r = Damarın yarıçapı (cm) = Kanın viskozitesi l = Damarın uzunluğu (cm) KAN AKIMININ KONTROLÜ Nöronal Humoral Lokal Otonom Sinir Sistemi Plazma Epinefrin, Anjiyotensin II, Vazopressin, İyonlar KAN AKIMINDA DEĞİŞİKLİK Akut Kontrol Uzun Süreli Kontrol 1- Akut kontrol Arteriyol, metarteriyol ve prekapiller sfinkterlerdeki düz kaslar 2- Uzun süreli kontrol 1- Otoregülasyon veya Miyojenik Regülasyon 2- Metabolik Regülasyon Otoregülasyon veya Miyojenik Regülasyon Metabolik Regülasyon Doku metabolizması sabit olduğu zaman, perfüzyon basıncındaki (arteriyal kan basıncı) değişmeler sabit kan akımını devam ettirmek için vasküler direnç değişikliğine neden olur. Perfüzyon basıncı değiştiği zaman kan akımının hala sabit kalmasının nedeni miyojenik mekanizma ile açıklanabilir. Vasküler düz kas, kan damarı duvarına uygulanan basınç artışına cevap olarak kasılır, azalmaya cevap olarakta ise gevşer. Eğer kişi ayakta dururken arteriyoler direnç artmaz ise, bacakların alt kısımlarında hidrostatik basınç o kadar yükselir ki fazla miktarda sıvı kapillerlerden interstisyel aralığa geçer ve ödem gelişir. Dokudaki kan akımı metabolik aktivite ile kontrol edilir. Yetersiz O 2 sağlanmasına yol açan herhangi bir neden vazodilatatör Vazodilatatör teori ADENOZİN CO 2 LAKTİK ASİT ADENOZİN FOSFAT BİLEŞİKLERİ HİSTAMİN K + H + metabolitlerin oluşumunu tetikler. Oksijen gereksinim teorisi Oksijen ve diğer besin maddelerinin eksikliği 4
Metabolik Regülasyon O 2 Metabolitler Arteriyel Kan Basıncı Organ Kan Akımı Vazodilatasyon Miyojenik Regülasyon Vasküler Duvar Gerilmesi KAPİLLERLERDE KAN AKIMI Kapillerlerde kan akımının ortalama hızı yaklaşık olarak 1 mm/sn kadardır, fakat kısa süre içerisinde bazı damarlarda saniyede sıfırdan birkaç milimetreye kadar olabilir. Bu aralıklı olaya metarteriyollerin ve prekapiller sfinkterlerin aralıklı kasılması anlamına gelen vazomosyon adı verilir. Normal Kan Akımı REAKTİF HİPEREMİ Kan akımı bir süre kesildikten sonra tekrar kanlandırılırsa dokuya giden kan akımı normale göre dört/yedi kat artar. Kesinti süresi Hiperemi süresi AKTİF HİPEREMİ Bir doku aktif hale geldiğinde dokuya giden kan miktarı artar. Yoğun egzersizde lokal kan akımı 2-20 kat artabilir. 1- Akut kontrol 2- Uzun süreli kontrol Damarların sayısında veya fiziksel boyutlarında artma veya azalma KAN AKIMININ UZUN SÜRELİ KONTROLÜ Saatler, günler, aylar içinde gelişir. Akut mekanizmalara göre daha etkili bir regülasyon sağlar. Doku damarlanmasında artış Oksijen KAN AKIMININ UZUN SÜRELİ KONTROLÜ Anjiojenik faktörler Endoteliyal hücre büyüme faktörü Fibroblast büyüme faktörü Anjiojenin Kollateral Dolaşımın Gelişimi Kan akımının kesildiği bölgenin altında ve üstünde kalan alanlar arasında bağlantıyı sağlayan çevre vasküler yatakta genişleme meydana gelmesidir. 5
KAN AKIMININ KONTROLÜ Nöronal Humoral Lokal Otonom Sinir Sistemi Plazma Epinefrin, Anjiyotensin II, Vazopressin, İyonlar KAN AKIMINDA DEĞİŞİKLİK Akut Kontrol Uzun Süreli Kontrol KAN AKIMININ HUMORAL KONTROLÜ I Hormonlar Vazokonstriktör Ajanlar Norepinefrin/Epinefrin *Sempatik Sinir Sistemi *Adrenal medulla Anjiotensin Vazopressin (Antidiüretik Hormon) Endotelin Vazodilatatör Ajanlar Bradikinin Histamin Prostoglandinler Serotonin (5-hidroksitriptamin) (?) KAN AKIMININ HUMORAL KONTROLÜ II İyonlar Vazokonstriktör Kalsiyum Vazodilatatör Potasyum Magnezyum Sodyum Asetat Sitrat Karbondioksit Vazodilatatör Vazomotor Merkez Sempatik Etki Vazokonstriksiyon Hidrojen Orta derecede azalma vazokonstriksiyon İleri derecede artma vazodilatasyon KAN AKIMININ KONTROLÜ Nöronal Humoral Lokal Otonom Sinir Sistemi Plazma Epinefrin, Anjiyotensin II, Vazopressin, İyonlar KAN AKIMINDA DEĞİŞİKLİK Akut Kontrol Uzun Süreli Kontrol KAN AKIMININ NÖRONAL KONTROLÜ OTONOM SİNİR SİSTEMİ OTONOM SİNİR SİSTEMİ Medulla N. vagus Korteks, limbik sistem ve hipotalamus Volüm ve basınç reseptörlerinin afferentleri Karotis Sempatik Sinir Sistemi GİS Kalp Parasempatik Sinir sistemi Medulla spinalis Sempatik ganglionlar Damarlar Sempatik preganglionik lifler Sürrenal Epinefrin Norepinefrin 6
Parasempatik nöron KAN AKIMININ NÖRONAL KONTROLÜ Parasempatik stimülasyon Kalp hızı Kalp hızı azalır Zaman Parasempatik nöron Kalp hızı Sempatik stimülasyon Kalp hızı artar Sempatik Sinir Sistemi Metarteriyoller, kapillerler ve prekapiller sfinkterlerin çoğunun sempatik innervasyonu yoktur. Küçük arter ve arteriyollerin (direnç damarları) sempatik innervasyonu, kan akımının kontrolünde rol oynar. Büyük damarların, özellikle venlerin sempatik innervasyonu hacim değişikliklerine neden olur. Zaman Sempatik Sinir Sistemi NOREPİNEFRİN Nöronda meydana gelen sinyaller zaman Normal sinyal frekansı Sinyal frekansında değişiklik EPİNEFRİN SEMPATİK SİNİR SİSTEMİ ADRENAL MEDULLA NOREPİNEFRİN EPİNEFRİN zaman Sinyal frekansında artma Vazokonstrüksiyon zaman Sinyal frekansında azalma Vazodilatasyon Vazokonstriktör İskelet Kası Arteriyol Düz Kası Vazodilatatör İskelet Kası Arteriyol Düz Kası Korteks Limbik sistem Hipotalamus Baroreseptörler Kimoreseptörler Vazokonstriktör Parasempatik nöron Kalp hızı azalır EPİNEFRİN Kalp hızı ve kasılma gücü artar Vazokonstrüksiyon Vazodilatatör A1 Vazodilatatör alan C1 Vazokonstriktör alan İskelet kaslarında, epinefrin düşük konsantrasyonlarda direnç damarlarını gevşetir ( adrenerjik etki), fakat yüksek konsantrasyonlarda kasılmaya ( adrenerjik etki) neden olur. A2 Duysal alan (Baroreseptör Refleks) 7
KAN AKIMININ NÖRONAL KONTROLÜ VAZOKONSTRİKTÖR ALAN 1,5-2 impuls/saniye Sempatik Vazokonstriktör Tonus Vazomotor Tonus Spinal Anestezi KB 100 mmhg 50 mmhg Norepinefrin Enjeksiyonu KB KAN AKIMININ NÖRONAL KONTROLÜ Refleks Mekanizmalar 1- Arteryel Baroreseptör Kontrol Sistemi (Baroreseptör Refleksler) 2- Karotis ve Aort Kemoreseptörleri Tarafından Kontrol BARORESEPTÖRLER İnternal Karotid Arter BARORESEPTÖRLER N. vagus N. glossofaringeus Kommon Karotid Arter Karotis sinüs baroreseptörleri Karotid sinus siniri İnternal karotid arter Kemoreseptörler Baroreseptörler Gang. nodoza Eksternal Karotid Arter Aortik baroreseptör Sol Kommon Karotid Arter Aortik baroreseptör Aortik sinir Aort Kalp Korteks Limbik sistem Hipotalamus Baroreseptörler Kimoreseptörler Baroreseptörler (karotid arter) Vazomotor Merkez N. glossofaringeus Baroreseptörler (arkus aorta) Parasempatik nöron Kalp hızı azalır Medulla oblongata N. vagus SA düğüm Kalp hızı ve kasılma gücü artar Vazokonstrüksiyon AV düğüm Ventriküler miyokard A1 Vazodilatatör alan M. spinalis Sempatik lifler C1 Vazokonstriktör alan A2 Duysal alan Duysal nöron Motor nöron Aranöron Sempatik ganglionlar (Baroreseptör Refleks) 8
BARORESEPTÖRLER BARORESEPTÖR REFLEKS Karotis sinüsünde bulunan baroreseptörler 60-180 mmhg basınçları arasında uyarılırlar. Aortik baroreseptör 30 mmhg ve daha yüksek basınçta uyarılırlar. ARTERİYAL BASINÇ ARTERİYAL BARORESEPTÖRLER UYARI FREKANSI A1 VAZODİLATATÖR ALAN UYARILMASI Hızlı değişen basınçlara durağan basınçlardan çok daha fazla yanıt verir. Eğer basınç düşüyorsa uyarı hızı, sabit düzeydeki uyarı hızının dörtte biri kadardır. C1 VAZOKONSTRİKTÖR ALAN İNHİBİSYONU SEMPATİK UYARI PARASEMPATİK UYARI (KALP) (KALP, ARTERİOLLER, VENLER) BARORESEPTÖR REFLEKS 1- Periferik dolaşımdaki arterlerin ve venlerin dilatasyonu 2- Kalp hızında ve kasılma gücünde azalma Hem periferik dirençte hemde kalp debisinde meydana gelen azalma ile arter basıncı düşmektedir. ARTERİYAL BASINÇ ARTERİYAL BARORESEPTÖRLER UYARI FREKANSI BARORESEPTÖR REFLEKS SEMPATİK UYARI (KALP, ARTERİOLLER, VENLER) C1 VAZOKONSTRİKTÖR ALANIN İNHİBİSYONU ORTADAN KALKAR A1 VAZODİLATATÖR ALANIN UYARILMASI ORTADAN KALKAR PARASEMPATİK UYARI (KALP) Düşük Normal BARORESEPTÖRLERİN ADAPTASYONU ARTERİYAL BASINÇ Artmış Baroreseptörler etkilendikleri basınç ne KAROTİS SİNÜS SİNİR İMPULSLARI NERVUS VAGUS İMPULSLARI SEMPATİK KARDİAK LİFLER SEMPATİK VASKÜLER LİFLER Hızlanma Artış Kalp Hızı Kasılma Gücü Yavaşlama Azalma düzeyde olursa olsun bir iki gün içinde adapte olur. Bu arter basıncının uzun süreli düzenlenmesinde öneminin olmadığını göstermektedir. Artış Konstr. Azalma 9
KEMORESEPTÖR REFLEKS KEMORESEPTÖRLER İnternal Karotis Arter Kemoreseptörler, kimyasal duyarlılığı olan * * hücrelerdir. Kan basıncı 80 mmhg nin altına düştüğünde uyarılırlar. Kommon Karotid Arter Karotis Sinüsü 1- Oksijen yokluğu 2- Karbondioksit artışı Arkus Aorta * Kemoreseptör *** 3- Hidrojen iyonlarının artışı KEMORESEPTÖR REFLEKS ARTERİYAL BASINÇ Kemoreseptörlere Ulaşan KARDİYOPULMONER BARORESEPTÖRLER (DÜŞÜK BASINÇ RESEPTÖRLERİ) 80 mmhg Kan Miktarı Atriyum, ventrikül ve pulmoner damarlarda O 2 H + CO 2 yerleşmişlerdir. C1 VAZOKONSTRİKTÖR ALANIN UYARILMASI SEMPATİK UYARI (KALP, ARTERİOLLER, VENLER) A1 VAZODİLATATÖR ALANIN İNHİBİSYONU PARASEMPATİK UYARI (KALP) Vagus ve sempatik sinir lifleri ile innerve edilirler. İntrakardiyak, venöz ve pulmoner basınç değişmelerine cevap olarak periferik direnci değiştirirler. KARDİYOPULMONER BARORESEPTÖRLER (DÜŞÜK BASINÇ RESEPTÖRLERİ) Atriyumlar 2 tip kardiyopulmoner baroreseptör içerirler: A reseptörler: Atrial kontraksiyon sırasında gelişen gerim ile aktive olan reseptörler. B reseptörler: Atrial dolma sırasında gerilme ile uyarılan reseptörler. Bu reseptörler uyarılınca oluşan impulslar vagal sinirler aracılığı ile vazomotor merkeze iletilir. Bunun sonucunda böbrekte sempatik aktivite azalırken sinüs düğümünde artar. Sempatik aktivitedeki bu değişim; renal kan akımı, idrar akımı ve kalp hızını artırır. KARDİYOPULMONER BARORESEPTÖRLER (DÜŞÜK BASINÇ RESEPTÖRLERİ) Kardiyopulmoner reseptörlerin aktivasyonu vazomotor merkezde bulunan vazokonstriktör alanı, anjiyotensin, aldosteron ve ADH salınımını inhibe eder. Kardiyopulmoner reseptörlerin inhibisyonu (hemoraji, hipovolemi) ise tam ters etkiye sahiptir. 10