Fiziologia specială – profesor Gh. Petrescu
30.10.2002 Curs 5
Variaţii ale debitului cardiac
Variabilitate:
» în funcţie de subiect
» condiţii de măsurare
Indicele cardiac:
» egal la sexul masculin şi la cel feminin
» vârstă +30-40% (săptămâna 25-30)
Vârsta = adolescenţă => scădere cu 0,25 l/min pentru un deceniu (4,4 ± 0,4 l/m2)
condiţii de determinare
¶ poziţie => trecere de la ortostatism la poziţia şezând => decubitus => scădere 15-30%
¶ perioadele prandiale (în timpul digestiei şi a absorbţiei => creşterea debitului cardiac)
¶ efort fizic:
o creştere liniară:
§ cu consumul de O2
§ 5-6 l pentru 1 l de O2 consumat
o repartiţie inegală regională a debitului cardiac
¶ temperatură centrală => creşterea debitului cardiac
¶ somn => scăderea debitului cardiac
¶ anxietate => creşterea debitului cardiac
¶ altitudinea:
o modificări nesemnificative
o creştere la trecerea de la joasă altitudine la mare altitudine
modificări patologice
¶ creşteri:
o simpaticotonice
o hipertiroidiene
o febră
¶ scăderi:
o tahicardie peroxistică
o hemoragia
o hipertiroidia
o afecţiuni valvulare: congenitale şi câştigate
o insuficienţă cardiacă
travaliul inimii – multiple metode
Practic:
W = VS × Pej AO (în Jouli şi Pej Ao = presiunea de ejecţie în aortă)
DC = VS × F => volumul sistolic x frecvenţa
Tahicardie peroxistică = creşte frecvenţa (200/min), sistola ventriculară durează puţin (şi reprezintă 65%) => cordul este insuficient irigat, există tahicardie, dar debitul este scăzut.
Unde:
W = travaliul cardiac
VS = volumul sistolic (m3)
Pej AO = presiunea medie în timpul ejecţiei (1 Pascal = 1 mmHg = 133 newtoni/m2)
Utilizând diferenţa presională sistolo-diastolică:
W = (PS + Pd) / 2 × VS
Pentru ventriculul stâng => W = (120+80)/2 × 70 ml = 100 mmHg × 70 ml
100 mmHg = 1,36 m H2O (g.s./mmHg = 13,6 m H2O)
WVS = 1,36 × 70 = 95,2 g×m (gram × metri)
WVS = 20-25 g×m
WC = 125 g×m Watrial = 5-8 g×m
WC (24 h) = 13.000 kg×m
WC (maximal) = 20.000 kg×m/24h
manifestări ale activităţii inimii
» mecanice
» acustice
» electrice
Manifestări mecanice:
1. înregistrarea presiunilor intracavitare
2. înregistrarea variaţiilor de volum
variaţiile presionale intracavitare în timpul revoluţiei cardiace
Cateterism cardiac:
» Chauveau şi Marey
» inima dreaptă => cale venoasă
» inima stângă => cale arterială
Presiune => manometre optice şi electrice
Înregistrarea variaţiilor de volum => cardiograma: intracardiacă şi extracardiacă.
cardiograma intercardiacă
□ înregistrarea variaţiilor de volum (presiune) cavitare în timpul revoluţiei cardiace
□ indicaţii boli cardiovasculare
□ a => sistola atrială (0,1-0,15 s)
□ a-b => contracţe ventriculară izovolumetrică = 0,04-0,06 s
□ b-d => contracţia ventriculară izotonică => sistola ventriculară ~ 0,27-0,30 s
o evacuare rapidă = 0,09-0,14 s
o evacuare lentă = 0,12-0,16 s
□ d-îs => protodiastola – incizura = 0,02-0,04 s
□ îs-c => relaxare izometrică = 0,04-0,05 s
□ e-a => relaxare izotonică => diastola ventriculară ~ 0,5-0,53 s
o umplere rapidă = 0,07 s
o umplere lentă = 0,19-0,20 s
□ ciclul cardiac => 0,80-0,88 s (f = 60-80 /min)
Cardiograma extracardiacă – bătaia vârfului inimii.
Manifestări acustice ale activităţii cardiace
Zgomotele inimii – 20-200 c/s
Auscultaţia => revoluţia cardiacă clinică
Zgomotul I – se ascultă pe întreaga arie precordială (torace):
□ sistola ventriculară – sistolic
□ 1. închiderea valvulelor atrio-ventriculare
□ 2. turbulenţa sanguină
□ 3. contracţia musculară cardiacă
□ caracteristici:
o puternic
o prelung
o de tonalitate joasă
□ focare de ausculataţie maximă:
o închiderea valvulelor nitrale => spaţiu V intercostal pe linia medio-claviculară
o închiderea valvulelor tricupside => baza apendicelui xifoid
□ mica tăcere – 0,23 secunde
Zgomotul II – se ascultă pe întreaga arie precordială
□ diastolic
□ 1. închiderea valvulelor arteriale: aortă şi artera pulmonară
□ 2. vibrarea pereţilor arteriali
□ 3. turbulenţa sanguină
□ caracteristici:
o scurt
o clar
o lovit
□ focare de auscultare => spaţiu I intercostal
□ marea tăcere – 0,55 secunde
Zgomotul III:
□ sfârşitul perioadei de umplere rapidă (ventriculul stâng)
□ vibraţii ale masei ventriculare
□ copil <=> sportivi de performanţă
Fonocardiografia <=> fonocardiograma
» fonocardiografie:
§ microfon
· intracardiac
· extracardiac – focare
§ amplificare
§ redare
· osciloscop – oscilograf
· inscriptor
Zgomotul I:
¶ durată => 0,08-0,10 secunde
¶ frecvenţă => 30-1000 c/s
¶ componente:
§ grup iniţial:
· 1-3 vibraţii
· amplitudine mică
· frecvenţă joasă
§ grup principal:
· 5-6 vibraţii
· frecvenţă – 100 c/s
· subgrupe:
o contracţie izovolumetrică
o primul jet sanguin în artere
§ grup terminal:
· 1-3 vibraţii
· amplitudine mică
· frecvenţă joasă
Zgomotul II:
¶ durată => 0,025-0,05 secunde
¶ frecvenţă => 200 c/s (ciclu/secundă)
¶ compontente:
o pulmonară:
§ amplitudine mare
§ durată lungă
o aortică:
§ amplitudine mare
§ durată scurtă
Zgomotul III:
¶ durată => 0,03-0,04 secunde
¶ vibrarea pereţilor ventriculari:
o masă miocardică
o tonus crescut
Zgomotul IV: – activitatea atriilor
¶ sistola atrială
¶ durată => 0,02-0,03 secunde
¶ amplitudine mică
¶ frecvenţă joasă
¶ unde P => electrocardiogramă
Modificări ale fonocardiogramei:
» dedublări
» sufluri
Balistocardiografia
□ deplasărle corpului:
§ circulaţia sângelui în inimă
§ circulaţia sângelui în arterele mari
Balistocardiografia
Deplasările corpului uman ca urmare a hemodinamicii.
□ masă orizontală mobilă
□ sistem de înregistrare
§ între gambe
§ celulă fotoelectrică
H = contracţia ventriculară izometrică
I = contracţia ventriculară izotonică
J = curgerea sângelui în aortă
reglarea activităţii inimii
Debit cardiac = VS × F
» repaus = 4-6 l/min
» efort = repaus x 5
» necesitatea egalităţii:
o întoarcerea venoasă
o volum sistolic drept şi stâng
» factori de variaţie: VS, F
» mecanisme de adaptare:
o fenomene de autoreglare intrinsecă
o mecanisme extrinseci:
§ reflexe
§ umorale
auroreglarea intrinsecă – legea Frank-Starling
» adaptarea forţei de contracţie la umplerea cavitară: 2-3 l/min ori 25 l/min
» în limite fiziologice – inima pompează tot sângele care i se oferă
Energie mecanică eliberată în timpul contracţiei depinde de suprafaţa zonelor dotate cu activitate chimică adică de lungimea fibrelor mielinice.
» preparat cord-pulmonar:
o izolat
o perfuzat
o absenţa influenţelor extrinseci
Autoreglare heterometrică: => forţa de contracţie / distenia parietală
Autoreglare homeometrică:
» efectul frecvenţei cardiace
» cord izolat => modificarea activităţii inimii => independent de dimensiunile diastolice
» frecvenţă constantă
» creşterea bruscă a rezistenţei la evacuare
» volum sistolic scade => volum telediastolic creşte
» după câteva revoluţii cardiace:
o volumul şi presiunea telediastolică => iniţială
o creşterea presiunii de ejecţie <=> ameliorarea contracţiilor (Ca2+)
Mecanisme extrinseci de reglare a activităţii cardiace
□ modificarea frecvenţei
□ modificare forţei de contracţie:
· mecanisme nervoase reflexe
· mecanisme umorale
I. Mecanisme nervoase reflexe:
□ sisteme aferente:
§ zone reflexogene => artere + ventricule şi vene + atrii => nervi senzitivi
§ zone periferice
□ centru cardio-vascular:
§ cardioaccelerator + vasoconstrictor
§ cardiomoderator + vasodilatator
□ sisteme eferente:
§ simpatic
· măduva cervicală C1-C4
· gol stelat
· nervi cardiaci => plex cardiac
· noradrenalina => b receptori
§ parasimpatic
· nucleul dorsal al vagului
· nervul vag => plex cardiac
· acetilcolina <=> colinesteraza
· nod sinusal şi nod atrio-ventricular
Stimulare vagală – reflexe parasimpatice
¶ efect cronotrop negativ:
§ reduce panta depolarizării lente diastolice => ţesutul nodal
§ creşte polarizarea diastolică maximală
§ deplasarea pacemakerului spre alte celule nodale
¶ efect cronotrop şi inotrop pozitiv:
§ hiperpolarizare membranară
§ dispariţia depolarizării lente diastolice
§ oprirea inimii în diastolă
§ fenomenul de scăpare
§ acetilcolina creşte conductanţa pentru K+
Stimulare simpatică (+ noradrenalina) => reflexe (reacţii) simpatice
» descărcare de impulsuri în mod continuu => 20% din forţa de contracţie
» creşte panta depolarizării lente diastolice => accelerează frecvenţa cardiacă
» creşte forţa de contracţie
Predominanţa efetelor parasimpaticului asupra simpaticului:
» atropina – tahicardie intensă => în condiţii de repaus
» b – blocante – uşoară scădere a frecvenţei
II. Mecanisme umorale de reglare a activităţii inimii:
□ efectul unor ioni => preparatul Langendorf => inima izolată şi perfuzată
K+:
a inima dilatată <=> flaşcă
a blocarea transmiterii potenţialului de acţiune <=> nodulul atrio-ventricular
a scade valoarea potenţialului de repaus
a scade amplitudinea potenţialului de acţiune => contracţia cardiacă cu amplitudine mică
Ca2+:
a contracţie spastică a inimii
a rolul Ca2+ => contracţie (troponina)
Na+:
a deprimă funcţia cardiacă
a acţiune competitivă cu Ca2+
a scădere => moarte prin fibrilaţie
a sarcini acide => tahicardie
a tiroxina, noradrenalina, adrenalina => tahicardie
a temperatura sângelui:
o modifică permeabilitattea membranară => frecvenţa pacemakerului
o cald => creşte forţa de contracţie
