Dr. Adelina Vlad,
Conf. univ. Disciplina Fiziologie II
UMF ‘Carol Davila’ Bucuresti
Reglarea Presiunii Arteriale si a
Debitului Cardiac
Principii Generale ale Reglarii
Circulatiei Sangelui Rata fluxului sangvin catre fiecare tesut este modificata in functie
de nevoile metabolice locale
Debitul cardiac este controlat in primul rand de suma fluxurilor
sanguine locale (intoarcere venoasa)
In general, presiunea arteriala este reglata independent de
controlul local al fluxului sau de modificari ale debitului cardiac,
prin mecanisme nervoase ori renale
Presiunea arteriala este mentinuta la valori relativ constante, in
timp ce debitul cardiac si rezistenta periferica variaza in
functie de nevoile metabolice si/sau functionale ale tesuturilor
Prin controlul presiunii arteriale, sistemul circulator confera o
mare flexibilitate pentru distributia fluxului sanguin:
Toate organele primesc aproximativ aceeasi presiune de
perfuzie
Fiecare organ controleaza fluxul propriu prin ajustarea
rezistentei arteriolare locale
Daca presiunea este mentinuta in limite fiziologice, o
modificare de flux intr-un pat vascular nu va afecta perfuzia
altor teritorii vasculare
Presiune = Flux x Rezistenta in circulatie P = DC x RPT
Reglarea Presiunii Arteriale Se realizeaza prin:
Mecanisme pe termen scurt (secunde - minute):
Reflexe nervoase
Efectori:
o Cord
o Vase de sange
o Medulosuprarenala
Mecanisme pe termen lung (ore, zile):
Control umoral
Efectori:
o Vase de sange
o Rinichii, pt. controlul volumului extracelular
Reglarea Debitului Cardiac Este importanta pentru
mentinerea presiunii arteriale in limite normale
asigurarea unui flux sanguin corespunzator necesarului
metabolic
Debitul cardiac este reglat prin mecanisme cardiace
intrinseci: presarcina, postsarcina, contractilitate etc.
extrinseci: cai nervoase si umorale
Debitul cardiac este controlat in special prin suma fluxurilor
tisulare locale (intoarcere venoasa); mecanismele reflexe intervin
nu pt a mentine constant DC, ci pt a readuce in limite normale
valorile TA
Reglarea pe Termen Scurt a
Presiunii Arteriale
Control baroreceptor
Control chemoreceptor
Control prin receptori de presiune scazuta
Reglarea pe Termen Scurt a TA Mediata prin reflexe nervoase, baroreceptoare, chemoreceptoare,
voloreceptoare:
Receptori
Baroreceptori (receptori pentru presiuni mari) – receptori de intindere
Chemoreceptori – percep modificari ale O2, CO2 si pH-ului sanguin
Receptori de presiune scazuta – receptori de intindere, sensibili la
modificari de volum in teritoriile vasculare cu presiuni joase
Cai aferente
Centri nervosi
Proceseaza informatia si genereaza raspunsuri adecvate
Localizati in trunchiul cerebral, hipotalamus, cortex
Cai eferente
Efectori
Cord: fibre de lucru si celule pacemaker
Artere si vene: celule musculare netede vasculare (CMNV)
Medulosuprarenala
Controlul Baroreceptor al Presiunii
Arteriale
Este mecanismul principal prin care TA este mentinuta la valori
normale pe termen scurt
Produce vasodilatatie si bradicardie ca raspuns la cresteri ale TA
Baroreceptorii Tip: mecanoreceptori
Localizare: sinusul carotidian, arcul aortic
Stimul: distensia peretelui vascular; baroreceptorii nu sunt
sensibili la presiune, ci la intindere
Raspuns:
Cresterea ratei de descarcare a impulsurilor
Recrutarea unui numar mai mare de unitati
Fata de receptorii sinusului carotidian, cei aortici au un prag mai
inalt si un nivel saturare superior = opereaza la niveluri
presionale mai inalte
Raspunsul Baroreceptorilor la
Presiune Mecanismul de feedback al baroreceptorilor functioneaza cel mai
eficient in intervalul valorilor normale ale TA – aici variatii
presionale mici induc modificari consistente ale semnalului
baroreceptor sunt meniti sa actioneze maximal la variatii cat
de mici ale TA pt a initia f. rapid reflexe reglatorii
Rata de descarcare a
baroreceptorilor este mai mare
la crestere bruste ale TA (de ex.
de la 100 la 150 mm Hg) decat
sub actiunea constanta a unei
valori crescute (150 mm Hg)
DI, nr. impulsuri/sec. in nervii sinusurilor
carotidiene
Caile Aferente
Centrul Cardiovascular Bulbar Centrul principal de coordonare a homeostaziei cardiovasculare
Cuprinde:
Aria vasomotorie, dispusa ventrolateral, formata din:
Ariile A1 si C1 in bulbul ventrolateral rostral
Complexul olivar inferior si alti nuclei
- Aria C1 descarca spontan impulsuri tonice catre CMNV din
circulatia sistemica – induc vasoconstrictie
Aria cardioinhibitorie include:
Nucleul ambiguu
Nucleul dorsal al vagului – induce bradicardie
Aria cardioacceleratoare , dorsala – induce cresterea
frecventa cardiaca (FC) si a contractilitatii
Coordonarea Bulbara a
Semnalelor Baroreceptoare Impulsurile baroreceptoare sunt transmise catre nucelul tractului
solitar (NTS)
De la nivelul NTS se proiecteaza
Interneuroni inhibitori inspre aria vasomotorie :
TA crescuta baroreceptori neuronii NTS inhiba neuronii
C1 vasodilatatie
Interneuroni excitatori catre aria cardioinhibitorie:
TA crescuta baroreceptori neuronii NTS stimuleaza aria
cardioinhibitorie bradicardie
Interneuroni inhibitori catre aria cardioacceleratorie:
TA crescuta baroreceptori neuronii NTS inhiba aria
cardioacceleratorie scaderea frecventei cardiace si a
inotropismului
Calea EferentaEferenta simpatica
Neuroni din aria vasoconstrictoare C1 si din aria
cardioacceleratoare trimit axoni catre centrii spinali:
neuroni simpatici preganglionari localizati in substanta
cenusie intermediolaterala, T1 – L3 neuroni simpatici
postganglionari localizati in ganglionii lantului simpatic
paravertebral
- fibre postganglionare inerveaza arterele, arteriolele si venele
sau, prin nervii cardiaci, cordul;
- cateva fibre preganglionare inerveaza medulosuprarenala prin
nervii splanhnici
! Stimularea activitatii simpatice produce vasoconstrictie; reflexul
baroreceptor produce vasodilatatie prin inhibarea ariilor C1 si
cardioacceleratoare
Eferenta parasimpatica
Aria cardioinhibitorie activata de impulsuri baroreceptoare
stimuleaza fibrele parasimpatice preganglionare ale vagului
neuroni postganglionari in peretele vascular si atrial
fibre scurte postganglionare catre NSA, atrii, NAV ori CMNV
Efectori CORD
Stimulare simpatica (nervi cardiaci)
Prin eliberea norepinefrinei la nivelul NSA, atriilor, ventriculilor
creste frecventa cardiaca si contractilitatea
In conditii de repaus au o rata de descarcare mai mica decat
cea a vagului efect tonic si cardioacelerator scazut
Stimularea parasimpatica (nervul vag)
elibereaza acetilcolina la nivelul NSA (vagul drept), NAV
(vagul stang), atriilor;
Efect intens: scade frecventa cardiaca, viteza de
conducere la nivelul NAV, si intr-o mica masura
contractilitatea
VASELE DE SANGE
Stimulare simpatica
Vasoconstrictie (mediator: norepinefrina, receptori
vasculari: a1); fibrele postganglionare se distribuie catre vasele
din piele si rinichi, putine catre vasele coronare si cerebrale,
absente in placenta;
Vasodilatatie in muschiul scheletic (mediator: acetilcolina,
receptori vasculari: M2); fibrele simpatice vasodilatatoare
transmit impulsuri primite de la cortexul cerebral –
hipotalamus – maduva spinarii – neuronii simpatici
preganglionari – ganglionii simpatici – fibre postganglionare –
CMNV din peretele vaselor musculaturii scheletice
vasodilatatie in reactia de “fuga sau lupta”
VASELE DE SANGE
Stimulare parasimpatica
Raspuns vasodilatator (mediator: acetilcolina; receptori
vasculari: M2 si M3);
fibre mult mai putine la numar fata de cele simpatice;
deservesc glandele salivare si in parte, glande
gastrointestinale; importante pentru vasodilatatia tesutului
erectil genital
Tonusul Vasoconstrictor Descarcarea continua a impulsurilor din aria C1 = tonus
vasoconstrictor simpatic mentine o stare de contractie
partiala a vaselor de sange, numita tonus vasomotor
Efectele Simpaticului Asupra
Tonusului Vascular
MEDULOSUPRARENALA
Fibrele simpatice preganglionare elibereaza acetilcolina si
stimuleaza celulele cromafine ale medulosupranalei (= neuroni
postganglionari modificati)
eliberare de epinefrina si norepinefrina efecte
generalizate asupra cordului si vaselor
Epinefrina se leaga mai ales la
Receptori vasculari b2 (muschi scheletic, coronare) si
produce vasodilatatie
Receptori cardiaci b1, creascand debitul cardiac
RASPUNS EFECTOR CALE
ANATOMICA
NEUROTRANSMIT
ATOR
RECEPTOR
Tahicardia Simpatic Norepinefrina b1 – celule
pacemaker cardiace
Bradicardia Parasimpatic Acetilcolina M2 - celule
pacemaker cardiace
Cresterea contractilitatii
cardiace
Simpatic Norepinefrina b1 - cardiomiocite
Scaderea contractilitatii
cardiace
Parasimpatic Acetilcolina M2 - cardiomiocite
Vasoconstrictie in majoritatea
teritoriilor vasculare (piele,
rinichi)
Simpatic Norepinefrina a1 - CMNV
Vasodilatie in majoritea vaselor
sistemice (mushi scheletic,
miocard)
Medulosupra
renala
Epinefrina b2 - CMNV
Vasodilatatie in raspunsul de
“fuga sau lupta” (muschi
scheletic)
Simpatic Acetilcolina M2 - CMNV
Vasodilatatie in vasele de sange
ale glandelor salivare si t. erectil
Parasimpatic Acetilcolina M2 si M3 – CMNV
EFFECTELE STIMULARII SIMPATICE SI PARASIMPATICE ASUPRA
SISTEMULUI CARDIOVASCULAR
Raspunsul baroreceptor
la valori mari ale TA
Raspunsul baroreceptor
la valori mici ale TA
Action potentials
(AP)
Functia de ‘Tampon’ a Reflexului
Baroreceptor buffering
Sistemul baroreceptor se opune
variatiilor presiunii arteriale
sistemice este numit sistem de
‘tampon’ al TA
Cainele denervat prezinta o
variabilitate extrema a TA,
determinata de evenimente
cotidiene comune: schimbari de
postura, emotie, alimentatie,
defecatie, sunete etc.
scopul principal al sistemului
baroreceptor este sa reduca
variatiile momentane ale TA
Resetarea Baroreceptorilor Baroreceptorii tind sa isi reseteze rata descarcarii impulsurilor la
un nivel nou de presiune daca expunerea dureaza mai mult de
24 – 48 de ore
acest raspuns de adaptare limiteaza capacitatea de sistem de
control a baroreceptorilor pt corectarea TA pe durate mai mari de
1 - 2 zile
Totusi, baroreceptorii intervin si in reglarea pe termen lung a
TA, daca TA se mentine la valori crescute pe durate lungi de
timp:
reflexele baroreceptoare mediaza scaderea tonusului simpatic
renal vasodilatatia a. renale cresterea excretiei renale a
sodiului si a apei scadere gradata a volemiei cu revenirea TA
la valori normale
`
Centrii Nervosi Superiori Neuroni localizati in substanta reticulata din punte, mezencefal si
diencefal influenteaza activitatea centrului vasomotor:
Regiunile laterala si superioara din substanta reticulata au
efecte excitatorii
Regiunile mediala si inferioara produc inhibitie
Hipotalamusul – exercita efecte puternice excitatorii (ariile
posterolaterale) si inhibitorii (nucleii anteriori) asupra reflexelor
cardiovasculare; integreaza multe reactii adaptative
cardiovasculare (la efort fizic, etc)
Cortexul cerebral – influenteaza integrarea efectelor
hipotalamice inhibitorii ori excitatorii (emotii lesin); reflexe
conditionate raspunsuri cardiovasculare (modificarea
frecventei cardiace)
Raspunsul la Efort Fizic Hipotalamusul, sub influenta cortexului
cerebral, coordoneaza raspunsul
precoce la activitatea fizica = alerta
crescuta ce anticipeaza efortul, generand:
- Creasterea debitului cardiac
- Vasoconstrictia in musculatura inactiva,
si in teritoriile vasculare renal, splanhnic
si cutanat
- Vasodilatatie precoce in
muschii activi, mediata
de acetilcolina
Raspunsul cardiovascular
intarziat la exercitiu – este
indus de contractia
musculara, in timp ce
raspunsul precoce precede
contractia
Raspunsul la Stres
Emotional Acut Sincopa vasovagala (lesinul)
Indusa de activarea specifica a
ariilor din girul cingulat anterior
Se produce prin stimulare
parasimpatica importanta si
inhibiarea tonusului simpatic
Raspuns la Stres
Emotional Acut Reactia de fuga sau lupta este
controlata in intregime de SNC, fara
implicarea senzorilor sau a reflexelor
periferice; este o reactie de aparare
care produce o crestere generalizata
a tonusului musculaturii scheletice si
a atentiei
Sub control cortical, hipotalamusul
actioneaza asupra:
- centrului cardiovascular bulbar
- neuronilor simpatici
postganglionari colinergici
Controlul Chemoreceptor al Tensiunii
Arteriale
Controlul Chemoreceptor al TA Mecanism secundar de reglare nervoasa a TA, care opereaza
asemeni sistemului baroreceptor, dar este initiat de
chemoreceptori
Chemoreceptorii
Sunt celule sensibile la deficitul sanguin de oxigen, precum si
la excesul de dioxid de carbon si de protoni
Sunt in primul rand implicati in reglarea ventilatiei
In functie de localizare, se impart in
Chemoreceptori periferici
Chemoreceptori centrali
Chemoreceptorii Periferici Sensibili in special la PO2 scazute
Sunt localizati in cateva mici
organe chemeroceptoare:
Doi corpi carotidieni (glomus
caroticum) la bifurcatia a.
carotide comune; celulele
glomice fac sinapsa cu fibre ale
n. glosofaringian
Unu – trei corpi aortici dispusi
la nivelul crosei aortice; fac
sinapsa cu fibre ale n. vag
Fibrele aferente de la chemoreceptorii periferici se proiecteaza
in NTS si cresc TA prin:
dezinhibarea centrului vasomotor de sub influenta NTS
vasoconstrictie;
tahicardie (raspunsul fiziologic net la hipoxie)
Fluctuatiile PO2 care apar de obicei in organismul uman nu
induc modificari ale TA ori ale frecventei cardiace
chemoreceptorii periferici intervin numai in cursul hipoxiei
severe (de ex. hipotensiune hemoragica)
Chemoreceptorii Centrali Localizati in bulbul ventrolateral, sensibili mai ales la cresteri ale
PCO2 si la pH scazut
Stimularea lor produce dezinhibarea ariilor vasomotoare de
sub influenta NTS vasoconstrictie si cresterea TA
Controlul Presiunii Arteriale prin
Receptori de Presiune Scazuta
Baroreceptori de Presiune Scazuta
Sunt receptori de intindere localizati
in zone de presiune joasa: artera
pulmonara, jonctiunea dintre atrii
si vene, atrii
Gradul de distensie al acestor
structuri depinde de intoarcerea
venoasa detecteaza gradul de
umplere al sistemului vascular =
senzori de volum
Stimularea lor genereaza reflexe care
Contribuie la controlul volemiei
Intervin in reglarea debitului
cardiac
Regleaza indirect TA
Receptorii Atriali Sunt receptorii de presiune joasa cei mai studiati
Sunt fibre A sau B care se alatura nervului vag
Fibrele A – emit impulsuri sincrone cu sistola atriala
monitorizeaza frecventa cardiaca
Fibrele B – emit impulsuri cu frecvente crescute cand atriile isi
maresc volumul monitorizeaza volumul atrial si presiunea
venoasa centrala (PVC)
Caile aferente, eferente si efectorii sunt similari reflexului
baroreceptor
Efectele Stimularii Fibrelor B Cord
Umplerea atriala creste frecventa cardiaca = reflexul Bainbridge
debit cardiac crescut ca urmare a cresterii intoarcerii venoase
Unul dintre mecanismele care previn acumularea sangelui in vene,
atrii si circulatia pulmonara
Vase
Alungirea fibrelor B scade tonusul simpatic vasoconstrictor numai la
nivel renal vasodilatia vaselor renale diureza crescuta =
receptorii de presiune joasa contribuie la eliminarea apei cand
creste intoarcerea venoasa ↓TA
ADH
Fibrele aferente ale receptorilor atriali se proiecteaza si la nivelul
hipotalamusului inhiba eliberarea hormonului antidiuretic la
cresteri ale intoarcerii venoase creste diureza ↓TA
Intinderea fibrelor atriale are si efecte umorale: eliberarea
peptidului natriuretic atrial (PNA) din miocitele atriale, urmata
de cresterea diurezei scaderea TA
In concluzie:
Cresterea umplerii atriale stimularea mecanoreceptorilor
atriali diureza crescuta cu reducerea volumului extracelar
prin trei mecanisme diferite:
- 2 nervoase:
- Tahicardie combinata cu vasodilatatie renala, care conduce la
cresterea fluxului sanguin renal
- Inhibiarea eliberarii ADH
- 1 umoral: eliberarea PNA
Reglarea Debitului Cardiac
Reglarea Debitului Cardiac Cordul este un organ efector important in buclele de feedback
care controleaza TA
Mecanismele reglatoare ale TA modifica DC numai in masura in
care aceast demers este necesar pt mentinerea TA in limitele
dorite
DC = VS x FC
Atat VS cat si FC sunt controlate de mecanisme reglatoare
intrinseci si extrinseci cordului
Controlul Intrinsec al Frecventei
Cardiace Rata de descarcare a NSA
depinde de:
Potentialul maxim diastolic
Panta depolarizarii
diastolice
Valoarea prag de
declansare a PA
[K+]o si [Ca++]o sunt parametri
intrinseci care influenteaza
activitatea NSA si nu fac parte
din bucle de feedback
cardiovascular
Controlul Intrinsec al Volumului
Bataie VB = VTD – VTS
VTD depinde de:
Presiunea de umplere – cresterea intoarcerii venoase creste
presiunea atriala creste VTD
Timpul de umplere – cresterea FC poate scadea VTD
Complianta ventriculara – pentru o presiune de umplere data,
cresterea compliantei produce o crestere a volumului ventricular
VTS depinde de:
Postsarcina – determina cresterea VTS
FC – cresterea FC are efect inotrop pozitiv, si poate reduce VTS
Contractilitatea – agentii inotropi pozitivi cresc forta de
contractie si scad VTS
Controlul Extrinsec al FC si VB Raspunsul baroreceptor – modifica debitul cardiac numai ca
raspuns la variatii ale TA:
Baroreceptorii nu raspund la cresteri ale debitului cardiac care
compenseaza o scadere a rezistentei periferice si mentin
constanta TA
Daca rezistenta periferica modifica TA, reflexul baroreceptor
ajusteaza debitul cardiac si tonusul arterial pentru a readuce
TA la valori normale
Raspunsul chemoreceptor – modifica debitul cardiac numai ca
raspuns la alterari ale pH-ului, PO2, PCO2 :
DC scazut TA scazuta perfuzie scazuta scad PO2 si pH-
ul, creste PCO2 stimularea chemoreceptorilor periferici si
centrali tahicardie cresterea debitului cardiac
Raspunsul receptorilor de presiune scazuta – monitorizeaza
FC, volemia si intoarcerea venoasa
Intoarcerea venoasa influenteaza debitul cardiac prin
modificarea VB (mecanism Frank-Starling) si FC (reflex
Bainbridge, reflex baroreceptor)
Debitul Cardiac Este Proportional
cu Intoarcerea Venoasa Frecventa cardiaca si intoarcerea venoasa
Scaderea intoarcerii venoase si a TA (hipovolemie) creste
frecventa cardiaca datorita scaderii ratei de descarcare a
impulsurilor baroreceptoare
Cresterea intoarcerii venoase determina cresterea
frecventei cardiace prin stimularea senzorilor de presiune
joasa (reflex Bainbridge )
Frecventa cardiaca se mentine in limite normale cand volemia
si intoarcerea venoasa sunt normale
Volumul bataie si intoarecerea venoasa
VB creste gradat la cresteri ale intoarcerii venoase in timpul
corectiei unei pierderi de volum sanguin – datorita
mecanismului Starling si scaderii ratei de descarcare a
impulsurilor baroreceptoare, care va determina o crestere a
stimularii simpatice
VB ramane constant in cursul supraincarcarilor volemice –
pentru ca efectul Starling este diminuat, iar reflexul
baroreceptor reduce contractilitatea
In concluzie, debitul cardiac (CO = HR x SV) creste liniar cu
volumul circulant
Dependenta debitului
cardiac de intoarcerea
venoasa este
rezultatul
interferentelor intre:
1. Reflexul Bainbridge
2. Reflexul
baroreceptor
3. Legea Starling
Raspunsul SNC la Ischemie
Raspunsul SNC la Ischemie Scaderea presiunii de perfuzie in regiunea inferioara a
trunchiului cerebral (ischemie cerebrala) stimularea directa
centrilor vasomotori si cardioacceleratori (probabil prin
acumularea CO2, a acidului lactic si a altor cataboliti la nivel
cerebral) cresteri abrupte ale TA pana la valori extreme (250
mm Hg), vasoconstrictie periferica puternica = reactia SNC la
ischemie
Devine semnificativa la TA < 60 mm Hg, este maxima la TA =
15–20 mm Hg
Nu este un mecanism uzual de control al TA
Are rolul de a creste TA la valori care sa amelioreze perfuzia
tesutului cerebral
Reactia Cushing Raspuns la ischemie cerebrala determinat de compresia t.
cerebral si a a. cerebrale prin cresterea presiunii LCR pana la
valori egale cu ale TA
reactie simpatica tonica si cardioacceleratoare creste TA
peste valorile de compresie perfuzie cerebrala ameliorata
stabilizarea TA la un nou nivel de echilibru
Controlul Presiunii Arteriale pe
Termen Mediu si Lung
• Substante Vasoactive
• Controlul Renal
Opereaza in ore si zile, contribuie la homeostazia circulatorie
prin intermediul a doua categorii de control umoral :
1) Substante vasoactive
• Eliberate in sange in proximitatea CMNV
• Moduleaza tonusul vascular modifica presiunea
sanguina si distributia fluxului in periferie
2) Substante nonvasoactive
• Actioneaza asupra altor efectori decat sistemul
cardiovascular (rinichi)
• Controleaza volumul fluidului extracelular controleaza
volumul circulant moduleaza presiunea arteriala si debitul
cardiac
1. Compusi Vasoactivi
Amine biogene
Peptide
Prostaglandine
Gaze
Ioni
Amine Biogene1. Epinefrina – produsa de medulosuprarenala
- ligand pentru receptorii adrenergici b2 din CMNV (muschi scheletic,
cord, ficat, medulosupranala insasi), produce vasodilatatie
- ligand pt receptorii adrenergici a1 din CMNV (piele), determina
vasoconstrictie
- ligand pentru receptorii b1 din miocard, creasc FC si
contractilitatea
Efectele epinefrinei sunt minore fata de cele ale norepinefrinei
eliberata de terminatiile simpatice postganglionare
2. Serotonina – prezenta in terminatii nervoase, plachete, mastocite
- vasoconstrictor local; important in timpul lezarii peretelui vascular
3. Histamina – prezenta la nivelul terminatiilor nervoase, mastocite
- vasodilatator local, eliberata ca raspuns la injuria tisulara si in
inflamatie; creaste permeabilitatea capilara edem
Peptide1. Angiotensina II (AT II)
• Geneza: angiotensinogen (ficat) clivare sub actiunea
reninei (rinichi), formeaza angiotensina I clivare sub
actiunea enzimei de conversie a angiotensinei (ECA,
produsa de celulele endoteliale, mai ales la nivel pulmonar),
formeaza ATII clivaj sub actiunea aminopeptidazelor, se
formeaza angiotensina III, mai putin vasoactiva decat AT II
• Importanta in hemoragii, efort fizic sau alte circumstante care
reduc fluxul sangvin renal eliberarea reninei sinteza AT
II, care:
Actioneaza ca un vasoconstrictor puternic in teritoriile
vasculare renal si splanhnic; mentine rata filtrarii
glomerulare la niveluri functionale cand presiunea in
artera renala scade
Creste TA si indirect, prin efecte nonvasoactive:
Creaste contractilitatea miocardului
Creste reabsorbtia renala a Na+
AT II si AT III stimuleaza eliberarea aldosteronului
Stimuleaza centrul setei si eliberarea ADH
Faciliteaza eliberarea norepinefrinei
Actioneaza ca factor de crestere miocardica (produce
hipertrofie miocardica)
2. Arginin-vasopresina (AVP) sau hormonul antidiuretic (ADH)
• Eliberat de neurohipofiza
• Vasoconstrictor la concentratii mari (soc hemoragic)
3. Endoteline (ETs)
• Produse de celulele endoteliale
• Vasoconstrictori locali, cei mai puternici
4. Peptidul natriuretic atrial (PNA)
• Eliberat de miocitele atriale ca raspuns la intindere
• Vasodilatator puternic
• Diuretic si natriuretic scade volumul plasmatic si TA
5. Kinine (bradikinina)
• Produse prin liza kininogenilor, catalizata de kalikreine
(enzime prezente in plasma, glandele digestive si rinichi);
produse in timpul inflamatiei si a altor reactii tisulare;
inactivate dupa doar cateva minute de la formare sub
actiunea kininazelor (kininaza II este ECA care genereaza
AT II)
• Vasodilatatori
• Asemeni histaminelor, cresc permeabilitatea capilara
edem (reactii alergice)
Prostaglandine
Derivate din acidul arahidonic produs de multe tesuturi
PGI2 si PGE2 vasodilatatori locali puternici
Gaze
Oxidul nitric (NO)
Produs din arginina in celulele endoteliale sub actiunea
nitric oxid sintazei (NOS)
Vasodilatator local puternic
Dioxidul de carbon produce:
Vasodilatatie moderata in majoritatea tesuturilor
Vasodilatatie la nivel cerebral
Stimularea puternica a centrului vasomotor cerebral cu
vasoconstrictie periferica mediata de eferente simpatice si
cresterea TA (reactia la ischemie a SNC)
Ioni
Calciul – vasoconstrictie, prin stimularea contractiei CMNV
Magneziu – vasodilatatie, inhiba contractia CMNV
Potasiu – vasodilatatie, inhiba contractia CMNV
Ionii de hidrogen – acidoza produce dilatarea arteriolelor, iar
alcaloza discreta produce constrictie arteriolara
2. Controlul Renal al Volemiei Volumul plasmatic si implicit TA depind de volumul lichidului
extracelular (plasma plus lichid interstitial) si de fortele Starling
care actioneaza la nivel capilar
Volemia este mentinuta la valori normale de:
Baroreceptori, pe termen lung regleaza volumul circulator
efectiv
Receptorii pentru presiuni scazute, regleaza volumul
circulator efectiv
Alti senzori: baroreceptorii din artera renala, receptorii de
intindere din ficat, miocitele atriale, osmoreceptorii din SNC
Acesti senzori trimit semnale catre principalul organ efector,
rinichiul
Semnalele catre rinichi sunt transmise prin patru cai eferente:
1. Axa renina - AT II - aldosteron
2. SNV simpatic
3. Neurohipofiza, elibereaza ADH
4. Miocitele atriale, elibereaza PNA
Rinichiul controleaza volumul fluidului extracelular prin reglarea
excretiei de Na+ ajusteaza volemia rinichiul este
principalul actor in reglarea pe termen lung a TA
Reglarea Microcirculatiei
Reglarea Microcirculatiei Fiecare tesut isi ajusteaza fluxul in functie de nevoile metabolice
locale
Metabolitii tisulari regleaza fluxul sangvin local in paturi
vasculare specifice independent de reglarea circulatiei
sistemice
Se realizeaza prin mecanisme care actioneaza:
Pe termen scurt (control acut)
Modificari rapide ale calibrului arteriolelor, metarteriolelor si
ale sfincterelor precapilare
Pe termen lung
Modificari lente ale fluxului in perioade lungi de timp - zile,
saptamani, luni
Creste ori decreste dimensiunea si numarul vaselor tisulare
(angiogeneza, arteriogeneza)
Depinde de mecanisme locale mediate de
Factori metabolici
Factori endoteliali
Procese autoreglatorii
Debitul cardiac este distribuit catre tesuturi in functie de nevoile
instantanee activitatea cordului este optimizata prin ajustarea
distributiei fluxului de sange in periferie
Controlul Acut
Fluxul sangvin in diverse organe si tesuturi inconditii bazale
In cursul activitatii fizice intense, activitatea metabolica
musculara poate creste de peste 60 de ori, iar fluxul de sange de
aprox. 20 de ori (15,000 ml/min sau 80 ml/min/100 g de tesut
muscular)
Creier
Cord
Bronhii
Rinichi
Ficat
Portal
Arterial
Muschi (repaus)
Oase
Piele (la rece)
Glanda tiroida
Suprarenalele
Alte tesuturi
Total
Modularea contractilitatii CMNV in vasele precapilare este
mecanismul principal prin care fluxului capilar este adaptat
nevoilor metabolice tisulare
Fluxul capilar este invers proportional cu Rpre pentru ca
Rcap totala este mica, Rpost/Rpre ≈ 0.3 Rpre > Rcap+ Rpost
Rpre este determinantul principal al rezistentei totale a
teritoriului microcirculatiei (Rtotal)
Rpre este determinat de tonusul musculaturii netede in arteriole, metarteriole si sfincterele precapilare (R = 8hl /pr4)
Rolul Rezistentei in Vasele
Precapilare
Controlul Metabolic Sunt acceptate doua teorii pentru reglarea fluxului local, ca
urmare a modificarii ratei metabolismului, ori a aportului tisular
de oxigen:
Teoria vasodilatatoare
Teoria deficitului de oxigen si nutrienti
Teoria Vasodilatatoare Cresterea ratei metabolismului este urmata de o crestere a ratei
de producere a substantelor vasodilatatoare
Factorii chimici actioneaza direct asupra CMNV
MODIFICARI METABOLICE LOCALE CARE PRODUC
VASODILATATIE IN CIRCULATIA SISTEMICA
PARAMETRU MECANISM
↓ PO2 ↓ [ATP]i, eliberarea adenozinei
↑ PCO2 ↓ pHo
↓ pH ↓ pHo
↑ [lactic acid]o ↓ pHo
↓ [ATP]i Deschiderea canalelor KATP
↑ [Adenozina]o Activeaza receptorii purinergici
Adenozina
Formata prin degradarea nucleotizilor adeninici cand hidroliza
ATP depaseste capacitatea celulara de sinteza a compusilor
fosfatmacroergici, datorita:
- cresterii metabolismului local
- fluxului sangvin local insuficient
- scaderii pO2 sangvine
Adenozina difuzeaza din celule in CMNV activeaza receptorii
adenozinici canalele de K se deschid hiperpolarizare
inchiderea canalelor de calciu voltaj-dependente scaderea
[Ca2+]i vasodilatatie creasterea aportului de O2
Teoria Deficitului de Oxigen Cand aportul tisular al oxigenului, posibil si al unor nutrienti
(glucoza, tiamina, niacina, riboflavina) descreste, vasele de
sange se relaxeaza si se dilata aportul de oxigen si nutrienti
creste vasoconstrictie fluctuatii periodice ale fluxului capilar
(vasomotricitate) reglate de nivelul oxigenului si nutrientilor
Endoteliul vascular este sursa unor compusi vasoactivi importanti
Eliberarea vasodilatatorilor – stimulata de shear-stress sau ca
raspuns la acetilcolina
NO – actioneaza prin GMPc – calea PKG pentru a descreste
interactiunea dintre actina si miozina (scade fosforilarea MLC)
precum si a [Ca2+]i (activarea SERCA )
EDHF – hiperpolarizeaza membrana celulara
Eliberarea vasoconstrictorilor: endotelinele (ETs) – efect puternic si
de durata; creste [Ca2+]i
Factori Endoteliali
VASODILATATORI VASOCONSTRICTORI
Oxid Nitric (NO) Endotelinele (ET)
Endothelium-derived
hyperpolarizing factor (EDHF)
Endothelium-derived
constricting factor-1 (EDCF1)
Prostaciclina (PGI2) Endothelium-derived
constricting factor-2 (EDCF2)
Autoreglarea Fluxul sangvin local poate fi mentinut relativ constant in conditiile
unor modificari importante ale presiunii arteriale
Autoreglarea opereaza la variatii ale presiunii arteriale medii intre
70 si 175 mm Hg prin ajustarea rezistentei, astfel incat fluxul sa
fie mentinut aprox. constant
Autoreglarea este un proces autonom
Se realizeaza prin mecanisme miogene si metabolice
Autoreglarea Controlul miogen: alungirea CMNV prin cresterea presiunii de
perfuzie induce contractia fibrelor, mediata de receptori mecanici
membranari si cresterea influxului de calciu
Controlul metabolic: cresterea PO2 (ori scaderea PCO2, sau
creasterea pH-ului) ce urmeaza cresterii presiunii de perfuzie
induce vasoconstrictia metabolica, care va readuce fluxul local la
valorile initiale
Autoreglarea Importanta
La presiuni de perfuzie crescute, autoreglarea previne
distribuirea unui flux in exces catre organe care sunt deja
suficient irigate
Cand presiunea de perfuzie scade, autoreglarea mentine
fluxul capilar si presiunea capilara la valori adecvate
necesarului metabolic
este foarte importanta pentru organe sensibile la ischemie
(cord, creier) sau pentru cele care filtreaza sangele (rinichi)
Controlul pe Termen Lung La adult dimensiunea si forma microcirculatiei este relativ
constanta
Exceptii: vindecarea ranilor, inflamatia, cresterea tumorala,
vasele endometriale pe parcursul ciclului menstrual, activitatea
musculara sustinuta si sistematica, aclimatizarea la altitudine
Hipoxia pe durate relativ lungi este urmata de expansiunea
patului vascular prin angiogeneza (= dezvoltarea de vase noi) si
prin arteriogeneza (= dezvoltarea circulatiei colaterale prin
remodelare vasculara)
AGENTI CARE AFECTEAZA CRESTEREA VASCULARA
PROMOTORI INHIBITORI
Vascular endothelial growth
factor (VEGF)
Endostatina
Fibroblast growth factors
(FGFs)
Angiostatina
Angiopoietina-1 (ANGPT-1) Angiopoietina-2 (ANGPT2)
Bibliografie
Boron and Boulpaep, Fiziologie Medicala, editia a 3-a, Hipocrate
2017 (pag. 533 – 548, 553 – 555, 575 – 587; 477 - 482)
Guyton and Hall, ‘Tratat de Fiziologie a Omului’, editia a 11-a,
Editura Medicala Calisto, 2007 (pag. 204 – 215; 195 - 201)
Dan Dobreanu, ‘Fiziologia Inimii’, Targu-Mures University Press,
2007 (pag. 131 – 149)
Recomandari bibliografice…pentru vacanta
Linda Costanzo, ‘Physiology – Cases and Problems’, fourth edition, 2012 Lippincott, ISBN 978-1-4511-2061-5:
http://www.medfile.ir/medstudents%20files/
Learning/Physiology/Physiology%20Cases%20and
%20Problems%204th%20Edition%20%28www.
medstudents.ir%29.pdf
‘… the book covers clinically relevant topics in physiology by asking students to answer open-ended questions and solve problems.’
‘… a collection of carefully selected patient case studies that cover the clinically relevant physiology topics that first and second year medical students need to know for physiology coursework and for the USMLE Step 1’.
‘Each chapter presents a series of cases followed by questions and problems that emphasize the most important physiologic principles. The questions require students to perform complex, multistep reasoning, and to think integratively across the organ systems. The problems emphasize clinically relevant calculations.’
Robert G. Caroll, ‘Problem-Based Physiology’, 2010
Saunders, ISBN 978-1-4160-4217-4
https://ricardocurco.files.wordpress.com/
2013/12/problem-based-physiology-carroll
-robert-g_1.pdf
A medical student’s ability to retain and apply
physiological knowledge is improved when information
is presented in a contextual format. For medical
students, clinical scenarios provide an appropriate
springboard for exploring the pathophysiology that
leads to the development of specific symptoms, the
progression of the disease process, and the appropriate
clinical and therapeutic interventions that can be used
to treat a patient.
Fiziologie
AplicataCurs optional pentru anul III
Aprilie – Mai 2019
Coordonator: Conf. dr. Adelina Vlad
Optionalul ‘Fiziologie aplicata’ urmareste sa integreze notiunileunei discipline fundamentale, fiziologia, in programul de
pregatire clinica a studentilor medicinisti din anul III, cu scopul de a relua si actualiza notiuni teoretice utile pentru o intelegereaprofundata a patologiei medicale, dar si de a induce deprinderea abordarii fundamentate a practicii clinice, prin raportarea la mecanismele fiziologice sifiziopatologice care stau la baza diagnosticului, tratamentului si prognosticului diverselor afectiuni.
Tematica se concentreaza asupra aspectelor adaptative si
integrative ale fiziologiei cardiovasculare, respiratorii, renale, neuro-endocrine si a echilibrului acido-bazic, imbinand fiziologiacu biologia celulara si moleculara pentru a raspunde unorintrebari cu relevanta clinica.
Cursurile sunt structurate in doua parti, si anume o expunereteoretica introductiva, urmata de aplicarea notiunilor prezentatein rezolvarea interactiva a unor cazuri clinice.
Succes in vara si pe curand!
Appendix
Notiuni de reglare pe termen lung a TA
NB: Nu sunt incluse in materialul de examen aferent fiziologiei
cardiovasculare
Integrarea Echilibrelor Osmotic si
Volemic
Volumul si osmolaritatea fluidului extracelular (FE) sunt reglate prin
intermediul a doua sisteme de control distincte:
- mentinerea balantei sodiului este responsabila pentru volumul
FE si depinde de semnale cardiovasculare care reflecta gradul de
incarcare volemica si TA; sistemele de control moduleaza excretia
urinara a Na.
- mentinerea balantei hidrice, responsabila pentru osmolaritatea
mediului intern, depinde de osmoreceptorii hipotalamici; sistemele
de control moduleaza excretia urinara a apei.
Aceste doua mecanisme homeostatice folosesc receptori, semnale
umorale si efectori diferiti.
REGLAREA VOLEMIEI REGLAREA OSMOLARITATII
Stimul Volumul circulator efectiv Osmolaritatea plasmei
Receptori Sinus carotidian, arcul aortic, arteriole
aferente renale, atrii
Osmoreceptori hipotalamici
Cai eferente Axa renina-angiotensina-aldosteron,
sistemul nervos simpatic, ADH, PNA
ADH Sete
Efectori Termen scurt: cord, vase de sange
Termen lung : rinichi
Rinichi SNC: aport
lichidian
Parametri
modificati
Termen scurt: TA
Termen lung: excretia renala de Na+
Eliminarea
renala a apei
Ingestie de apa
SISTEME IMPLICATE IN CONTROLUL VOLEMIEI SI AL OSMOLARITATII
Controlul Renal al Volemiei Rinichiul creste excretia sodiului ca raspuns la cresterea
volumului lichidului extracelular, si nu a concentratiei
extracelulare de sodiu, care induce modificari de osmolaritate –
reglata prin controlul balantei hidrice (aport-excretie de apa):
Creasterea aportului de Na osmolaritate crescuta retentia
apei (ADH) cresterea volemiei stimularea mecanismelor
reglatorii care aduc la normal volemia prin excretia renala
crescuta a sodiului.
Cele patru cai efectoare implicate in cresterea excretiei renale de
sodiu (sistemul renina-angiotensina-aldosteron, SNV simpatic,
ADH, PNA) actioneaza asupra rinichiului prin modificari
hemodinamice sau prin modificarea transportului Na+ in tubii
renali.
ACE, angiotensin-converting enzyme; JGA, juxtaglomerular apparatus
1. Sistemul Renina – Angiotensina -
Aldosteron
Eliberarea reninei este stimulata de scaderea presiunii sanguine in
artera renala (volemie scazuta, TA scazuta, stenoza de a. renala)
prin urmatoarele mecanisme:
1. Scaderea TA induce stimulare simpatica prin reflex baroreceptor,
care actioneaza si asupra aparatului juxtaglomerular.
2. Scaderea concentratiei NaCl la nivelul maculei densa.
3. Scaderea presiunii renale de perfuzie stimuleaza baroreceptorii
renali = receptori de intindere prezenti in celulele granulare ale
arteriolelor aferente.
AT II determina:
1. Stimularea eliberarii aldosteronului
2. Vasoconstrictia vaselor sistemice si a arteriolei eferente
3. Cresterea feedbackului tubuloglomerular
4. Intensificarea activitatii schimbatorului de Na-H in tubii renali
5. Hipertrofia celulelor tubulare renale
6. Stimularea centrului setei si a eliberarii de ADH
2. Sistemul Nervos Simpatic
Stimularea simpatica va diminua excretia renala a sodiului prin:
1. Constrictia arteriolelor renale, urmata de scaderea RFG
2. Cresterea reabsorbtiei tubulare a sodiului.
3. Stimularea eliberarii de renina si cresterea formarii de ATII si
aldosteron.
Scaderea volemiei scade TA SNV simpatic este activat prin
diminuarea intinderii baroreceptorilor arteriali.
3. ADH
Controleaza osmolaritatea FE, dar eliberarea ADH este
stimulata si de volume circulante mici prin transmiterea
impulsurilor baro- si voloreceptoare din sistemul circulator
catre nucleii supraoptici si paraventriculari; ADH induce
retentia sodiului, un efect secundar al ADH indus de
scaderea volemiei.
4. PNA
Volulmele circulante mici inhiba eliberarea PNA, scazand
excretia renala a sodiului.
Cand volemia creste, buclele de feedback descrise opereaza in
sensul cresterii excretiei renale de sodiu, prin:
1. Inhibarea sistemului renina-angiotensina-aldosteron
2. Inhibarea SN simpatic
3. Inhibarea eliberarii arginin - vasopresinei
4. Cresterea eliberarii peptidului natriuretic atrial
Diureza Presionala Rinichiul poate creste eliminarea sodiului ca raspuns la
modificari hemodinamice.
Prin diureza presionala, rinichiul creste excretia de sodiu la valori
crescute ale TA.
Diureza presionala are un rol dominant in reglarea pe termen
lung a TA.
Poate fi demonstrata in rinichiul izolat (este un mecanism renal
intrinsec).
Mecanismele Diurezei Induse de
Presiune Cresterea presiunii arteriale creste rata filtrarii glomerulare
(RFG), urmata de filtrarea si eliminarea unei mai mari cantitati de sodiu.
Cresterea presiunii in artera renala inhiba axa renina-angiotensina-aldosteron, reducand reabsorbtia sodiului.
Valori mari ale TA cresc fuxul de sange in vasa recta, reducandhipertonicitatea interstitiului medularei renale.
Cresteri acute ale TA scad numarul transportorilor apicali de Na-H in tubul proximal.
Presiuna arteriala mare creste presiunea hidrostatica in capilarele peritubulare, scazand astfel reabsorbtia tubulara.
Controlul Integrat al Volumului
Extracelular si al TA Cresterea volumului sanguin ori a presiunii arteriale determina:
1. Activarea reflexelor voloreceptoare care inhiba tonusul
simpatic la nivel renal, scazand astfel reabsorbtia tubulara a
sodiului.
-Importanta in primele ore dupa ingestia crescuta de sare si
apa
2. Cresteri discrete ale TA care stimuleaza excretia sodiului prin
diureza de presiune.
3. Supresia formarii AT II, care scade reabsorbtia tubulara a Na,
si descreste secretia de aldosteron urmata de o diminuare
suplimentara a reabsorbtiei de sare si apa.
4. Stimularea sistemelor natriuretice, in special eliberarea PNA,
care va creste excretia sodiului.
5. Inhibarea reflexa a eliberarii ADH .