Kardiovaskulární systém
Brno, Květen 2024
• Celkový koncept
• Cévy
• Artérie - Tepny
• Mikrocirkulace
• Vény - Žíly
• Lymfatické cévy
• Srdce
• Převodní systém srdce
Přednáška
Kardiovaskulární systém
Lymfatický systém
Kardiovaskulární systém
= součást oběhového systému
Oběhový systém = Uzavřený systém „trubic“
(rozvádí tekutiny (krev, lymfu) ve specializovaných „trubicích“)
Kardiovaskulární systém – obecná stavba
Srdce
PUMPA
• žene krev se všemi jejími
elementy do celého těla
Krevní cévy
„TRUBICE“
• distribuují krev k buňkám v celém
těle a vedou ji zpět do srdce
Tři základní typy cév
Arterie - Tepny
• přivádějí krev ze srdce do kapilár
Kapiláry
• v těsné blízkosti buněk ve tkáních
– místo výměny látek mezi krví a
tkání
Vény - Žíly
• vedou krev zpět do srdce
Krevní cévy – několik různých podob
Žíly
Vždy vracejí krev do srdce
(v každém čase obsahují 2/3 objemu krve)
Arterie
Vždy vedou krev ze srdce do
periferie
LARGE
MEDIUM + SMALL
Mikrovaskulatura–<0.1mmMakrovaskulara–diametr>0.1mm
Kapiláry
Anastomózující spojky mezi
arteriemi and vénami
= terminální řečiště
Například
V diastole:
•poloměsičité chlopně jsou uzavřeny
•arterie nejsou plněny krví ze srdce
•krev proudí díky působení elasticity arterií
Krevní cévy – tok krve
Pulzace Spojitý tok
Díky specifické
morfologii cév
Typ cévy Diametr
(mm)
Rycholst
proudění krve
(mm/sec)
Aorta 25 1 200 (systola)
Arterioly 0.02-0.05 15
Kapiláry 0.005-0.010 0.4
Venuly 0.02 5
Vena cava inferior 30 80
…odráží se v nejednotné distribuci krve v cévách
65 – 70% v žilách
• zásobárna krve
• lumen je větší než
u korespondujících arterií
Kapiláry
~ 100 tisíc km (odhad)
&
pouze 5% objemu krve
&
největší povrch (~ 600 m2)
&
většina buněk není dále než
50 mm od kapiláry
Krevní cévy – jednotný stavební plán
(trojvrstevnost)
Lumen
Endotel
Bazální membrána +
Subendotelium
Lamina elastica interna
Lamina elastica externa
Svalová vrstva
Adventicia
Tunica intima
Endotelové buňky:
• polygonální, dlaždicovité, protáhlé
• negativně nabitá glycocalyx (0.5 mm)
• odpudivý povrch (neadherentní)
• glycocalyx – vazebné místo pro regulátory,
regulátor permeability, …
• produkuje regulační molekuly (interleukiny,..)
Tunica media
• hladkosvalové buňky (cirkulárně ve vrstvách)
• kolagenní a elastická vlákna (lamely), retikulární
vlákna
• proteoglykany
• pevnost a vasomotorika cév
Tunica externa
• pojivová tkáň (kolagen 1 + elastin)
• vasa vasorum a nervová vlákna
• přechází do stromatu okolní tkáně
Arterie
Několik kategorií podle jejich: velikosti + struktury + funkce
Velké arterie elastického typu
(aorta, truncus pulmonalis, a. carotis, a. subclavia, ….)
Arterie svalového typu (D > 1 mm)
(a. brachialis, a. ulnaris, a. femoralis, a. renalis, …)
Malé arterie (D = 0.1 -1 mm)
Arterioly (D < 0.1 mm)
Arterie elastického typu
• vedou krev ze srdce
• absorbují a ukládají kontraktilní energii komor a vyhlazují pulzatilní tok krve
• během kontrakce komor (systola) se rozpíná elastická vrstva arterií a
omezuje tak změny tlaku
• během relaxace komor (diastola) klesá tlak v komorách a tlak krve v arteriích
je udržován tenzí dilatovaných arterií
• arteriální tlak a rychlost proudění krve tak méně kolísá s rostoucí vzdáleností
od srdce
Lumen
Endotel
Nervy
Bazální membrána +
Subendotel
Tunica media
Vasa
vasorum
Tunica adventitia (externa)
Tunica intima
100 mm
0.15mm2mm
Endotel
• protáhlé buňky – v podélné ose cévy
Subendotelové vazivo (vrstva)
• řídké vazivo
• mnoho jemných podélně
orineotvaných elastických vláken
• podélně orientovanná hladkosvalová
vlákna na hranici s t. media
• místo aterosklerotickcýh změn
Lamina elastica interna
• méně zřetelná
• elastická vlákna uspořádaná
cirkulárně – tvoří nesouvislé lamely
(membrány) tlusté cca 2.5 mm - cca
50 lamel ve stěně aorty
• hladsvalosvé buňky – cirkulárně mezi
elastickými membránami
• relativně tenká
• řídké vazivo
• občasná elastická vlákna – podélně
vasa vasorum a lymfatické cévy
(pronikají do t. media)
• nervy
Relativně tenká stěna ve srovnání s vnitřním průměrem (1/10 průměru).
Arterie elastického typu
Tunica intima
Tunica media
Arterie elastického typu
Tunica intima
Opice
H & E
x540
Tunica media
přechod
Arterie elastického typu
Arterie - Endotel
Weibel-Paladeho tělíska
• organely, které jsou unikátní pro endotelové buňky
• obsahují von Willebrandův faktor (aktivuje koagulační faktor VIII) + P-selectin
Arterie – Aterosklerotické změny
Poškození endotelu
(predisponující faktory)
Produkce ROS Oxidace LDL Vstup monocytů Tvorba plaku
(přeměna na pěnové buňky) (nekróza + akumulace lipidů)
subendotel
Ateromatózní plát
Ucpání arterie
Arterie – Aterosklerotické změny
Arterie svalového typu = „distribuční“ arterie
• rozvádějí krev do specifických orgánů (destinací)
• průměr od jednoho centimetru až po sotva viditelné pouhým okem
• regulují zásobování krví jednotlivých částí těla
Endotel
• protáhlé buňky ve směru osy cévy
• dobře vyvinuté adhezní, těsnící a GAP spoje
• glycocalyx
Subendotel
• tloušťka roste s věkem
• řídké vazivo
• mnoho podélně orientovaných elastických
vláken
• vmezeřené hladkosvalové buňky
Lamiona elastica interna
• dobře vyvinuta
• relativně tlustá (~ ½ tunica media)
• kolagenní a elastická vlákna
• fibroblasty a adipocyty
• vasa vasorum and lymfatické cévy (až do t.
media)
• nervy – eferentní – zejména v arteriích
malého kalibru
• velmi tlustá
• hladkosvalové b. – koncentricky uspořádané
• až 50 vrstev hladkosvalových buněk
• ECM s elastickými, kolagenními a
retikulárními vlákny
• GAP spoje mezi hladkosval. b. (koordinace)
Lamina elastica externa
• dobře vyvinuta
Lumen
Endotel
Subendotel
Tunica media
Tunica adventitia
Tunica intima
Internal elastic lamina
Lamina elastica externa
Arterie svalového typu
Arterie svalového typu
Arterie svalového typu
Zvlnění - Artefakt
(díky postmortem contrakci hladkosvalových buněk)
Arterie svalového typu
Barvení na elastin
Arterie svalového typu
- periferní cévy (spolu s arteriolami)
- Lamina elastica interna dobře definovaná x Lamina elastica externa není vyvinuta
-
Tunica media - 3 až 10 vrstev hladkosvalových buněk
Arterie svalového typu - malý kalibr
Arterie svalového typu - malý kalibr
Arterie svalového typu x Arterie elastického typu
V jejich stěně převládají elastické elementyV tunica media převládají hladkosvalové buňky
Arterioly
- periferní cévy (spolu s arteriemi malého kalibru)
- součást mikrocirkulace (terminální řečiště)
- vnitřní průměr < 0.1 mm
- regulují průtok krve kapilární sítí
Endotel
• buňky protáhlé v podélné ose
Subendotel
• není vyvinut
Internal elastic lamina
• není vyvinuta
• pouze vrstva kolagenních vláken
• nejsou vasa vasorum
• tenká (přesto stále nejtlustší vrstva)
• 1 až 2 vrstvy hladkosvalových buněk
External elastic lamina
• není vyvinuta
Lumen
Endotel
Subendotel
Tunica media
Tunica adventitia
Tunica intima
Lamina elastica interna
Lamina elastica externa
Arterie svalového typu
Arterioly
Kapiláry
- jsou místem kde dochází k výměně látek mezi krví a okolními strukturami
- jsou nejtenčí, nejjednodušší, nejrozsáhlejší a nejdelší funkční jednotky cévního sytému
- jsou vloženy mezi a arteriální a venózní větve cévního systému
- široce se větší a vytváří složitou síť (pleteně), jejíž rozsah odráží funkci tkáně / orgánu
- jsou klíčovou částí mikrocirkulace (spolu s arteriolami and venulami)
Celková délka kapilár v lidském těle =
přibližně 100 000 km
Maximální vzdálenost buněk od kapilár
=
přibližně 50 mm
Délka kapilár je obvykle
přibližně od 0.25 do 1 mm
Celková plocha průřezu kapilárami =
přibližně 800 x
větší než aorta
Extenzivní vaskulatura kůry ledviny (napuštěno červeným barvivem)
Paritubulární kapiláry
Velmi řídké v: šlachy, vazy
Zcela chybí v: chrupavka, epidermis, cornea
Kapiláry
Stěna kapilár
Endotel
• jedna vrstva, dlaždicovité buňky
• zubaté hranice buněk
• zonulae ocludentes + desmozomy + GAP junctions
Bazální lamina
„Obal“
• pericyty (+ retikulární vlákna a makrofágy)
průměrný diametr 8 mm
Bazální lamina
Endotel
Pericyty
Kapiláry
Mezenterium – králík (H+E; 600x)
Arteriole
Prekapilární
svěrač
Capillary
Pouze asi 25 - 50 % celkového objemu kapilár je naplněno krví
(za normálních podmínek)
Kapiláry
Arteriovenózní zkraty
(anastomózy)
Prearterioly
20-30
Kapiláry – Regulace průtoku krve
Pericyt
Kosterní svalovina
Mozeček (monkey)
Kapiláry
Podle integrity endotelu a bazální membrány – TEM:
• Kapiláry se souvislou výstelkou
• Fenestrované kapiláry
• Sinusoidy
Kapiláry
Kapiláry se souvislou výstelkou
Typické znaky
• nepřerušovaná výstelka
• endotel + bazální membrána + pericyty
Lokalizace
• nejrozsáhlejší typ
• svaly, pojivová tkáň, nervová tkáň
(hemato-encefalická bariéra), exokrinní
žlázy
Fenestrované kapiláry
Typické znaky
• perforované endotelové buňky (diametr ~60-
80 nm; diafragma 4-6 nm)
• nepřerušovaná bazální membrána
Lokalizace
• ve strukturách, kde je nutná rychlá a
masivní výměna látek mezi krví a okolím
• sliznice střeva, některé endokrinní žlázy,
pankreas, plexus choroideus, řasnaté
těleso, …
• glomeruly ledvin (bez diafrgamy)
Fenestrae with diaphragm
Fenestrovaná kapilára - ledvina
Diafragma
Sinusoidy
Typické znaky
• větší diametr (až 40 mm)
• endotelové buňky s velkými póry bez
diafragmy
• štěrbiny mezi endotelovými buňkami
• přerušovaná bazální membrána
(dokonce chybějící)
• chybí pericyty (místo nich makrofágy)
Lokalizace
• játra (póry 100 nm)
• oblasti hematopoézy (kostní dřeň)
• endokrinní žlázy (adenohypofýza,
Langerhansovy ostrůvky)
Sinusoida
Kostní dřeň
Sinusoidy
Krevní cévy – několik různých podob
Žíly
Vždy vracejí krev do srdce
(v každém čase obsahují 2/3 objemu krve)
Arterie
Vždy vedou krev ze srdce do
periferie
LARGE
MEDIUM + SMALL
Mikrovasculatura–<0.1mmMakrovasculara–diametr>0.1mm
Kapiláry
Anastomózující spojky mezi
arteriemi and vénami
= terminální řečiště
Žíly
- slouží jako zásobárna krve – díky tenté stěně mají při daném průměru větší objemovou kapacitu než
korespondující artérie
- mají nižší tlak krve (10 mm Hg with little fluctuation)
- jsou opatřeny chlopněmi pomáhajícími zajistit prodění krve (typicky dolní končetiny – vény s průměrem > 2 mm)
Trojvrstevná stavba
= paired duplication
of t. intima
Endotel
• velmi tenký
Subendotel
• velmi tenký
Lamina elastica interna
• chybí nebo velmi tenká
• dobře vyvinuta – nejtlustší vrstva
• časté svazky hladkosvalových buněk podélně
uspořádané
• rozsáhlé vasa vasorum (často
zasahují do t. media)
• relativně tenká (kromě dolních končeti)
• hojná vlákna
External elastic lamina
• není vyvinuta
Obecné znaky
Žíly – kategorie podle průměru
Postkapilární venuly
• endotelové buňky + pericyty
• odvádějí krev z kapilár
• více porézní než kapiláry
• větší vnitřní průměr než kapiláry (15-20 mm)
Žíly malého a středního kalibru
• pojmenované žíly
• probíhají paralelně s korespond. tepnami
• mnohé z nich mají chlopně
Velké žíly
• blízko srdce
(v.cavae, pulmonary veins, internal jugular veins)
• párovány s tepnami elastického typu
• diameter > 10 mm
• s chlopněmi
• tenká t. media (svalové b. + pojivo)
• tlustá t. externa (svazky hladkosvalových buněk
– podélně orientované)
Sběrací venuly
• větší počet kontraktilních buněk
• rozeznatelná tunica media
Artery Vein
Žíly – střední kalibr
Žíly – velký kalibr
Vena cava
Svazky hladkosvalových buněk
Žíly - Chlopně
Vzhled vnitřního povrchu chlopně Histologický řez chlopní
- vakovité výchlipky tunica intima, které brání zpětnému toku krve
- pouze v žilách, které jsou v dolních částech těla nebo které jsou
hodně vzdáleny od srdce
Lymfatické cévy
Ductus thoracicus
Ductus lyphaticus
dexter
- vrací tekutinu z tkání do oběhového systému
- pohyb tekutiny v nich je závislý na kosterní svalovině
Lymfatické kapiláry
•slepě zakončeny
•velmi jednoduchá stavba
•endotelové buňky + jemná retikulární vlákna (cirkulárně orientovaná)
•chybí bazální membrána
Lymfatické cévy a kmeny (ductus)
•tenkostěnné trubice
•stavba podobná žilám (intima+media+adventitia)
•mají chlopně
Lymphatic vessels
Srdce - Anatomie
- dutý orgán, který se rytmicky stahuje
- funguje jako pumpa
- je tvořeno dvěma dvojicemi dutin:
Síně
Pravá Levá
Komory
Pravá Levá
- je vybaveno čtyřmi chlopněmi
(zajišťují jednosměrný pohyb krve)
Aortální poloměsičitá
Plicní poloměsičitá
Atrioventrikulární trojcípá
(pravostranná)
Atrioventrikulární dvojcípá
(levostranná)
Plicní oběh
Tělní oběh
Srdce – stavba stěny
Endokard
• endotel
• subendotelové vazivo
• subendokardové vazivo
Myokard
Epikard
• mezotel
• subepikardové vazivo
vnitřní povrch
vnější povrch
Srdce - Endokard
inner surface
- spojitě navazuje na tunica intima cév
- chlopně jsou deriváty endokardu
Subendotelové vazivo
• connective tissue
• collagen, elastics, solitary smc, small blood vessels, nerves
Subendokardové vazivo
• loose connective tissue
• continuous with endomysium of the myocardium
• nerve fibers, vessels, převodní systém srdce
Purkyňova vlákna
Endotel
• with continuous basal membrane
Srdce - Myokard
- v různých oblastech má různou tloušťku (nejtlustší - levá komora; nejtenčí - předsíně)
- velmi bohaté krevní zásobení (mnoho kapilár)
- nemá schopnost regenerace
- kardiomyocyty jsou uspořádány cirkulárně kolem komor
- akumulace pojivové tkáně mezi svaly – srdeční skelet
(anuli fibrosi v chlopních, trigonum, septum membranaceum)
inner surface
left
ventricle
wall
right
ventricle
wall
interventricular
septum
Interkalární disky
Atriální natriuretický peptid
(endokrinní funkce kontraktilních buněk; působí na ledviny)
Srdce - Epikard
- serózní blána, představuje viscerální vrstvu perikardové dutiny
inner surface
Mesothelium
Mezotel
• jednovrstvý dlaždicový epitel
• bazální membrána
• produkuje perikardiální mok
Subepikardové vazivo
• řídká pojivová tkáň
• elastická vlákna
• nervy
• krevní a lymfatické cévy
• probíhají v něm koronární cévy
• adipocyty (hojné u obézních lidí)
Perikard - osrdečník
Fibroserózní vak obdávající srdce
• mezotel (přivrácen k epikardu)
• fibrózní vrstva (husté vazivo s cévami a nervy)
Srdce - Chlopně
- tvořeny vrstvami pojivové tkáně, na obou stranách jsou pokryty endotelem
Fibrosa
• husté vazivo
Ventricularis
• husté vazivo s elastickými a
kolagenními vlákny
Spongiosa
• řídké kolagenní vazivo
Atriální strana
Ventrikulární strana
Srdce – Převodní systém
- modifikované buňky srdeční svaloviny (NE-kontraktilní, minimum myofibril, hojné GAP spoje)
- vytváří a přenáší impulzy pro kontrakce myokardu do všech jeho oblastí
- zajišťují správnou synchronizací kontrakcí síní a komor
Sinoatriální uzel (Keith-Flackův)
• leží v mediální stěně pravé síně blízko vstupu vena
cava superior
• PRIMÁRNÍ PACEMAKER
Atrioventrikulární svazek (Hisův)
• sestává ze dvou větví (pro levou a pravou komoru)
Purkyňova vlákna
• terminální zakončení převodního sytému
Atrioventrikulární uzel (Ascoff-Tawarův)
• na pravé straně interatriálního septa
• SEKUNDÁRNÍ PACEMAKER
Purkyňova vlákna
Sinoatriální
uzel
Atrioventrikulární
uzel
Atrioventrikulární
svazek
Kontraktilní kardiomyocyty
Purkyňova vlákna
Srdce – Převodní systém
Srdce – Koronární cévy
- krev proudící dutinami srdce nevyživuje myokard
- srdce má svůj vlastní oběhový systém: koronární arterie & vény
- koronárními arteriemi proudí 5-7% celkového objemu krve
- krev odchází do pravé síně koronárním sinem
Děkuji za pozornost!
Otázky a komentáře:
ahampl@med.muni.cz