A.Vahtramäe 2011
1
Südame ja vereringe füsioloogia •
Südame ehitus - Süda on neljakambriline ja on jaotatud vaheseinaga kaheks
pooleks – paremaks ja vasakuks. Kodasid lahutavad vatsakestest hõlmased
klapid .
Need kinnituvad kõõluskeelikute abil vatsakeste sisekihi (endokardi) külge.
Atrioventrikulaarklapid avanevad vaid
ühtepidi – kodadelt vatsakeste suunas. Kui
klapid
verd
tagasi
lasevad,
on
tegemist
patoloogilise
seisundi
–
klapipuudulikkusega.
- Vasaku koja ja vatsakese vahel on
kahehõlmaline e. bikuspidaal- e. mitraalklapp - Parema koja ja vatsakese vahel on
kolmehõlmane e. trikuspidaalklapp - Vasaku vatsakese ja
aordi vahel ning parema vatsakese ja kopsuarteri tüve
vahel paiknevad
poolkuuklapid. Ka need avanevad ühes suunas.
Nii tagatakse vere ühesuunaline liikumine.
Parema ja vasaku vatsakese muskulatuur on erineva läbimõõduga. Kuna vasak
vatsake peab pumpama verd aorti ja tagama suure vereringe, on vasaku vatsakese
sein
paksem . Aordis on juba diastolis rõhk vähemalt kolm korda kõrgem kui
kopsuarteris
•
Suur ja väike vereringe – Suur vereringe algab vasakust vatsakesest, suundub
aorti, sealt hargneb
veri arteritesse, edasi arterioolidesse ja kapillaaridesse, kus
toimub
gaasivahetus .
Kapillaarid ühinevad peenikesteks veenideks e. veenuliteks,
need omakorda veenideks, mis lõpuks ühinevad kaheks suureks veeniks –
alumiseks ja ülemiseks õõnesveeniks – mis mõlemad suubuvad südame paremasse
kotta. Siin lõpeb suur vereringe. Veri laskub
paremast kojast paremasse
vatsakesse, sealt algab väike vereringe e. kopsuvereringe. See kulgeb paremast
vatsakesest läbi kopsuarteri tüve vasakusse ja paremasse kopsuarterisse, sealt
arterioolidesse, edasi kapillaaridesse, mis koonduvad veenuliteks, veenideks ja
ühinevad
neljaks kopsuveeniks, mis kulgevad südame vasakusse kotta. NB! Neis
veenides voolab
arteriaalne veri! Siin lõpeb väike vereringe.
Südame funktsioonid Veri suudab täita oma funktsioone siis, kui ta on pidevalt ringluses. Verd
liikumapanevaks organiks on süda. Südame kui pumba tegevus põhineb tema
vatsakeste
kontraktsiooni (süstoli) ja
lõõgastumise ( diastoli ) rütmilisel
vaheldumisel.
Diastoli ajal täituvad
vatsakesed verega, süstoli ajal aga paisatakse veri
nendest väljuvatesse suurtesse veresoontesse – kopsuarterisse ja aorti. Vere tagasivoolamist
takistavad südames olevad südameklapid.
Kummagi vatsakese ees paikneb koda,
kuhu suubuvad suured veenid. Kodade süstol eelneb vatsakeste süstolile ning
soodustab vatsakeste täitumist verega.
Väljaspool südant voolab veri veresoontes. Veresoonte jaotamisel arteriteks ja
veenideks lähtutakse
vere voolamise suunast aga mitte nendes voolava vere
omadustest. Veenid toovad verd südamesse, arterid aga viivad vere südamest eemale.
A.Vahtramäe 2011
2
Südame tööd iseloomustavad olulisemad mõisted:
1. südame minutimaht – vere maht, mille parem või vasak vatsake paiskab välja ühe
minuti jooksul. Vajadusel võib see maht tõusta kuni 5 korda võrreldes
rahuolekuväärtusega Tavaliselt on südame minutimaht umbes
5 liitrit, tugeval
pingutusel võib aga tõusta kuni 25 liitrini
minutis . Mõlema vatsakese minutimahud
peavad olema võrdsed, et kuskil vereringes ei tekiks verepaisu.
Erinevate
koormustega
kohanemisel
mõjutavad
südant
tema
enda
regulatsioonimehhanism
(intrakardiaalne
e.
südamesisene
regulatsioon )
ja
ekstrakardiaalsed tegurid (vegetatiivne närvisüsteem ja
humoraalne regulatsioon).
2. löögimaht - normaalselt
70 ml - väljendab vere hulka, mis ühe kontraktsiooni ajal
südame vatsakesest välja pumbatakse. See näitaja võib üsna suures ulatuses (~20%)
kõikuda, kuna südame löögisagedus pole ühesugune, süda võib olla erinevatel
inimestel erineva suurusega, koormus ja
treenitus võivad olla erinevad.
3. löögisagedus (frekvents) – normaalselt
60-80 korda minutis – võib ka olenevalt
olukordadest
varieeruda
üsna
suures
ulatuses.
Nii
tõuseb
löögisagedus
kehatemperatuuri tõustes, füüsilisel või psüühilisel pingutusel jne.
Treenitud süda
töötab madalama löögisagedusega
Erutuse teke ja levik südames
Südame tööd teostavateks elementideks on südamelihaskiud. Ehituslikult ja
funktsionaalselt võime eristada kahte tüüpi südamelihaskude
A kodade ja vatsakeste töömuskulatuur – moodustab südame massist peamise osa ja
teostab mehhaanilise pumba tööd.
B. spetsiifilised erutustekke ja juhtesüsteemi kiud, mis kannavad edasi südames endas
tekkinud erutust.
Erutus , mis tekib kusagil kodades või vatsakestes, levib edasi kogu
müokardile. Südame eritudes kehtib kõik või mitte midagi – seadus. See tähendab, et
erutusele vastavad kas kõik südamelihasrakud kontraktsiooniga või kui tegemist on
liiga nõrga erutusega, ei reageeri sellele ükski
rakk .
Südame automatism.
Südame rütmiliste kokkutõmmete vallandajaks on
südames endas tekkivad erutused.
Seda nimetatakse
autorütmiaks.
Erutuse levik südames Normaalselt lähtub südamekokkutõmmet põhjustav
impulss sinuatriaalsõlmest
(siinussõlm), mis paikneb paremas
kojas v.cava superior ´i suudmeala läheduses. Kui
organism on puhkeolekus, käivitab siinussõlmest lähtuv erutus südame sagedusega
60-80 korda minutis. Sinuatriaalsõlmest levib erutus kõigepealt
mõlema koja
töömuskulatuurile. Erutus saab levida kodadelt vatsakestele vaid ühte juhteteed
pidi. Muus osas on kodade ja vatsakeste vaheline ala moodustatud mitteerutuvast
sidekoest. Erutuse levik aeglustub
atrioventrikulaarsõlmes (AV-sõlmes), kuid
järgnevates osades
– His´i kimbus, selle säärtes ja lõppharudes – Purkyné
kiududes - on erutuse levik jälle kiire, nii et erutus haarab vatsakeste erinevaid
piirkondi kiiresti üksteise järel. Purkyné kiudude lõppharudelt, mis paiknevad
endokardi all, levib erutus vatsakeste muskulatuurile kiirusega ~1m/s.
A.Vahtramäe 2011
3
Erutustekke hierarhia
Ka teistel erutusjuhtesüsteemi osadel on võime erutuse automaatseks tekitamiseks.
Erutusimpulsside tekkimise sagedus on aga seda väiksem, mida kaugemal asub
erutust tekitav piirkond sinuatriaalsõlmest. Normaalsetes tingimustes jäävad need
piirkonnad seega alati alla suurema sagedusega funktsioneerivale kõrgemale
eritustekkekeskusele, st – sealt saabuv impulss viib nad erutusse enne, kui nad ise
jõuavad erutuse vallandada. Kõige suurem erutustekke sagedus on sinuatriaalsõlmel.
Nagu kõik teised keharakud, nii omavad ka
südamelihase
rakkude
membraanid
rahuolekus elektrilist laengut. Juhul, kui mingi tegur ei
aktiveeri platoo
rakku, omab
rakumembraan laengut –80 millivolti
(mV), mida nimetatakse
puhke -potentsiaaliks. Näiteks
silelihase puhkepotentsiaal on –30mV. Alati on see näit
n
n
o
negatiivne! Kui närvi- ja
lihasrakud on aktiivsed,
o
toimub neis membraanipotentsiaali lühiajaline muutus
positiivses
suunas
–
tekib
aktsioonipotentsiaal
larisatsio
larisatsio
o
(tegevuspotentsiaal). Nii südamelihases kui, närvirakus
o
rep
ep
kui ka skeletilihases on aktsioonipotentsiaal
+30mV.
d
Seejärel muutub see taas negatiivseks, kuid erineva
kiirusega. Närvirakus on selleks kuluv aeg 1 msek,
refraktaal-
skeletilihases 10 msek, südamelihases aga koguni 200
periood
msek. Aktsioonipotensiaali ajal liigub Na+ rakku ja K+
rakust välja. Perioodil, mil rakk on erutunud ja ka
erutuse vaibumise ajal ei võta rakk vastu uut erutust
tekitavat
impulssi .
Seda
aega
nimetatakse
refraktaalperioodiks.
Erutuse levimisel ja vaibumisel südames tekib elektriväli, mis ulatub kuni
keha välispinnani. Selle välja suuruses ja suunas toimuvaid uutusi on võimalik mõõta
erinevate kehapiirkondade vaheliste potentsiaalierinevuste mõõtmise teel. Selleks
kasutatakse EKG-d.
Elektrokardiogramm (EKG) EKG on südame erutuse ja kontraktsiooni väljendus. EKG-ga registreeritakse vastava
aparatuuriga ja kujutab endast potentsiaalidiferentside kõverat. Normaalsel EKG-l
esinevad positiivse ja negatiivse suunaga väljalöögid (
sakid , lained), mida tähistatakse
tähtedega P kuni T. Kokkuleppeliselt tähistatakse QRS kompleksi piirides esinevad
positiivseid (ülespoole isoelektrilist e. nulljoont) väljalööke alati R-ga, negatiivseid
väljalööke (allapoole isoelektrilist e. nulljoont)
eespool R-sakki Q-ga ja R-sakist
tagapool S-ga. P- ja T-sakid seevastu võivad olla nii positiivsed kui negatiivsed.
Kahe
saki vahemaad nimetatakse lõiguks e. segmendiks (näiteks PQ-
segment algab P-
saki lõpust ja lõpeb Q-saki algusega). Intervalliks nimetatakse sakki koos sellele
järgneva sakiga. R-R intervall kahe teineteisele järgneva R-saki tipu vahel vastab
südameperioodi kestusele ja kujutab endast südame löögisageduse pöördväärtust
(60/RR-intervall (s) = lööki/min).
A.Vahtramäe 2011
4
P- sakk – väljendab erutuse levikut üle mõlema koja
PQ-lõik – mõlemad
kojad on haaratud
tervikuna erutusest
QRS- kompleks - väljendab erutuse levikut üle mõlema
vatsakese. Q-saki alguses kojad lõõgastuvad.
T-laine – vatsakestes
tekkib lõõgastus
ST-segment – näitab, et erutuses on kogu vatsakeste müokard
Südamelihas on võimeline kestvaks kokkutõmbeks e. süstoliks vastusena üheainsale
impulsile. Selline kokkutõmme annab verele sellise rõhu, et veri voolab väikeste
veresoonteni välja. Müokard on võimeline kohanduma organismi vajadustele,
muutma löögisagedust, kokkutõmbe jõudu ja diastolis lõõgastumise kiirust, astet.
Südame tegevus on organiseeritud nii, et diastoli ajal veri läheb nii kodadesse
kui
vatsakestesse . Kodade süstol lisab verd vatsakestesse ja vatsakeste süstol järgneb
alles siis kui veri on täielikult vatsakestes.
Südame töö sagedusel 70 l/min annab ühe süstoli kestvuseks 0,28 s, ühe diastoli kestvuseks 0,58 s – seega 1 minutis on otsest tööaega kokku 70x0,28 =
19,6s.
Vereringe
seisukohast saab vatsakese töös eristada erinevaid faase:
Süstolis –
1. pinguldusfaas
2. väljutusfaas
Diastolis -
3. lõõgastusfaas
4. täitumisfaas
1.
Pinguldusfaas – Vatsakeste süstoli alguses põhjustab vatsakeste sisene rõhu tõus otsekohe AV-
klappide sulgumise. Kuna esialgu on suletud veel poolkuuklapid, pingutub
vatsakeste muskulatuur ja tekitab järsu rõhutõusu. Vatsakesed muutuvad
kerakujuliseks ja sellega seoses muutub vatsakestelihaskiudude pikkus.
Pinguldusfaas südame vasakus vatsakeses kestab 60 msek.
2. Väljutusfaas – Kui rõhk vasakus vatsakeses ületab
diastoolse aordirõhu (80 mmHg),
avaneb aordiklapp ning algab vere väljutamine südamest. Rõhk vatsakestes tõuseb veelgi
kuni jõuab maksimumini – 130 mmHg ning hakkab siis enne süstoli lõppemist
langema . Väljutusfaasi vältel paiskab vatsake aorti ~70 ml verd (löögimaht!),
umbes 60 ml jääb aga vatsakesse jääkmahuna. Aordiklapi sulgus tähendab
vatsakese süstoli lõppu.
3. Lõõgastusfaas – Nii nagu süstol, nii algab ka
diastol lühikese 50 msek faasiga, kus kõik klapid on
veel suletud. Peale seda langeb rõhk vatsakestes 0 mmHg-ni. Kui rõhk vatsakestes
langeb madalamale kodades valitsevast rõhust (~10 mmHg), avanevad
atrioventrikulaarklapid ja algab vatsakeste täitumine süstoli jaoks.
A.Vahtramäe 2011
5
4. Täitumisfaas – Selles faasis tõuseb vatsakestesisene rõhk vaid vähesel määral. Normaalse
südamefrekventsi korral on vatsakeste täitumine kodade kontraksiooni alguseks
peaaegu lõppenud, nii et kodade süstol annab vaid 8%-list mahulisa. Suuremate
südame löögisageduste korral aga lüheneb diastol märgatavalt ja siis aitab kodade
kontraktsioon vatsakeste täitumisele oluliselt kaasa. (Nii näiteks lüheneb süstol
südame löögisagedusel 150 x/min kuni 0,25 sekundini ja diastol 0,15 sekundini –
nii tuleb töötsükli
pikkuseks 37,5 s.)
Seega: südametöö kiirenedes lüheneb
diastol! Südametoonid
Südame töötamisel kanduvad rindkerele ka kuulatlemisel kindlakstehtavad
võnkumised (sagedusega15-400Hz). Neid on võimalik kuulata vastu rindkeret
asetatud kõrvaga või stetoskoobi/fonendoskoobiga. Kuulatlemisel e. auskultatsioonil
võime eristada:
I tooni süstoli alguses, mis tekib peamiselt AV-klappide sulgumisest ja müokardi
võnkumisest. Esimene toon on tumedakõlalisem ja teie tooniga võrreldes kestvam.
Kuulatluskoht on otse vatsakeste kohal umbes 5.roidevahemikus vasakul
medioklavikulaarjoonel ja sternumi paremal
serval .
II toon tekib diastoli alguses ja on tingitud aordi ja pulmonaalarteri poolkuuklappide
sulgumisest. See võnkumine kandub ka verele vatsakestest väljuvates veresoontes.
Seetõttu on selle tooni kuulatlemiseks parim koht mitte südame peal vaid verevoolu
suunas – aordiklapi kuulatluspunkt vasakul sternumi serval teises roidevahemikus ja
sternumist vasakul samal kõrgusel pulmonaalklapi jaoks.
Mõnikord eristatakse ka
III ja IV tooni – III on
kuuldav üksnes lastel ja tekib vere
tõukumisest vastu vatsakeste seina varases täitumisfaasis ja IV toon tekib kodade
kokkutõmbest.
Südametegevusega
kaasnevate
toonide
registreerimist
nimetatakse
fonokardiograafiaks.
Südamelihast iseloomustavad:
1.
erutuvus – s.o. südamelihase võime erutuda
2.
automaatsus – s.o. südamelihase võime perioodiliselt erutuda temas endas
tekkivate impulsside mõjul
3.
kontraktsioonivõime – s.o. südamelihas on võimeline pidevalt maksimaalselt
töötama (“kõik või mittemidagi” – printsiip).
4.
refraktaalsus – s.o. vastuvõtmatus ärritusele, kui
eelmine erutus veel püsib. See
hoiab ära südamelihase kestva kokkutõmbe tekkimise võimaluse.
Südame rütmimuutused
Osa südame rütmimuutusi on füsioloogilised ja seotud emotsionaalse,
füüsilise pingega, eaga, kehatemperatuuriga, hormoonide sisaldusega organismis jne.
1.
Respiratoorne arütmia – väljahingamisel muutub südametegevus aeglasemaks.
2. Tahhükardia – südamefrekvents üle 100 korra minutis
3. Bradükardia – südamefrekvents alla 60 korra minutis.
Lisaks füsioloogilistele rütmimuutustele võib südamerütm muutuda rea haiguste
korral.
A.Vahtramäe 2011
6
Hemodünaamika
Vere voolamine tekib rõhuerinevuste tõttu vereringe erinevates piirkondades.
Veri voolab kõrgema rõhu
piirkonnast madalama rõhu piirkonda. Vere voolamisel
mängib erilist rolli vere
viskoossus , veresoonte arv, läbimõõt ja pikkus. Veri voolab
veresoontes laminaarselt – seega ei teki turbulentsi e. keerisvoolu.
Arterid on kõige paksema seinaga
veresooned . Nende sein sisaldab elastseid kiude.
Siin toimub vere vool pideva joana,
ehkki süda paiskab verd välja portsjonitena. Seda
tänu elastsetele kiududele arterite seinas. Süstoli ajal
venib sein välja ja diastolis
omandab jälle endise kuju ning
surub vere voolama ka diastoli ajal.
Vere voolamisel eristatakse:
1.
Joonkiirust – s.o. osakeste liikumiskiirus piki veresoont (mõõdetakse cm/s; m/s).
Joonkiirus on suurem veresoone keskel.
Kõige aeglasemalt liigub veri
kapillaarides (mõni mm/s), kõige kiiremini aordis
(~0,5 m/s). See võimaldab kapillaarides toimuda gaasi - ja ainevahetusel. Viimast
soodustab ka õhuke kapillaarisein. Läbi veresoone seina ei saa normaalselt minna
suuremolekulilised
valgud (
albumiin , globuliin, erütrotsüüdid)
2. Mahtkiirust – s.o. vere hulk, mis läbib
elundit , kudet ajaühikus (mõõdetakse ml/s,
ml/min.). See näitaja iseloomustab elundi funktsionaalset
seisundit . Nii on lihastes
mahtkiirus töö ajal suurem kui rahuolekus.
Veenide seinad on õhukesed, elastseid kiude ei sisalda. Veenide
sisepinnal on klapid,
mis aitavad verel ühes suunas voolata. Vere liikumine veenides tagavad:
1. Veene ümbritsevate lihaste kokkutõmme.
2. Klappide olemasolu veeni sisepinnal
3. Negatiivne rõhk südameõõntes diastoli ajal
4. Negatiivne rõhk rindkereõõnes
sissehingamise faasis
Pikka aega passiivses asendis jäsemes võib tekkida
venoosne seisak – (käsi v. jalg
“
sureb ära”)
Vereringet veresoontes mõjustavad mitmed ained, mis
toimivad veresoonte lihaskoele
ja sidekoe kiududele ning
kutsuvad nii esile veresoonte ahenemise või laienemise.
Neid aineid nimetatakse
vasoaktiivseteks aineteks .
•
Vasopressiin e. ADH – see on
hormoon , mis põhjustab eriti kapillaaride ja
arterioolide ahenemist ning tõstab seega vererõhku.
•
Histamiin – laiendab kapillaare, tekib järsk vererõhu langus, mis võib viia
eluohtliku seisundini
•
Serotoniin
•
Angotensiin – on normaalselt organismis inaktiivsena, kuid reniini toimel muutub
aktiivseks ning ahendab tugevalt veresooni.
•
Noradrenaliin
•
Adrenaliin Vererõhk – arteriaalne rõhk kujutab endast jõudu pinnaühiku kohta, mida veri
avaldab arterite seinale. Arteriaalset vererõhku mõõdetakse mmHg-tes ja
A.Vahtramäe 2011
7
väljendatakse kahe arvuga. Kõige suurem on rõhk süstoli ajal vasakus vatsakeses,
aordis
arterites . Suurem e.
süstoolne rõhk näitab rõhku südame kokkutõmbe ajal
(110-120 mmHg), väiksem -
diastoolne vererõhk aga on rõhk, mis on
arteris südame
puhkefaasi ajal (60-80 mmHg). Selle tagavad arterite lihaselised elastsed seinad.
Arteriaalne vererõhk oleneb südame jõudlusest aga ka
perifeersete veresoonte
vastupanust. Tervel inimesel on vererõhk üsna
konstantne suurus. Vananemisega
kaasnevad muutused (veresoonte elastsuse vähenemine, perifeerse takistuse
suurenemine) toovad kaasa kalduvuse vererõhu tõusule. Inimese normaalne
vererõhuväärtus on 120/80 mmHg. See on mõõdetav õlavarre arteril. Süstoolse ja
diastoolse vererõhu vahe on
pulsirõhk (normaalselt 40-50 mmHg). Kui pulsirõhk on
alla 30 mmHg, hakkab elundite verevarustus
kannatama .
Teistes veresoontes hakkab rõhk
tasapisi võrdustuma ja pole enam vahet süstoolse ja
diastoolse rõhu vahel. . kapillaarides on rõhk ~15 mmHg ja langeb edasi veelgi, kuni
õõnesveeni suubumiskohal on rõhk isegi negatiivne. Rõhu langus on tingitud vere
hõõrdumisest vastu veresoone seina.
Vererõhu
normaalsest madalamaid väärtusi nimetatakse
hüpotooniaks, kõrgemat
vererõhku aga
hüpertooniaks. Vererõhku saab mõõta otseselt (
andur paikneb otse veresoones) ja
kaudselt (õlavarre
arteril)
Pulsisagedus e. pulss – on arterite rütmiline laienemine, mis on tingitud südame
tööst. Süstoli ajal tekkiv aordi seina võnkumine kandub edasi arteritele. Seda on
võimalik palpeerida (käega
katsuda ) kohtades, kus
arter paikneb pindmiselt ja kus
tema alla jääb mingi tihedam kude:
Randmel – a.
radialis Kaelal – a. carotis
Kubeme piirkonnas – a. femoralis
Jne.
Pulssi saab registreerida ka anduritega, mis
fikseerivad võnkes graafiliselt – s.o.
sfügmograafia.
Sfügmogramm on kahe küüruga kõver:
Veri paiskub vastu aorti
Uus tõus tekib uuest vere
põrkumisest vastu aorti
Veri tõuget ei anna
Poolkuuklapid
sulguvad
Pulsitugevus sõltub veresoone täitumisest verega ja südame kokkutõmbe tugevusest.
Kõik kommentaarid