KT2601 Cardiovasculair deel

KT2601 Cardiovasculair systeem en biomedische
instrumentatie

HC2 Cardiovasculaire functie en interactie (herhaling)
POMPFUNCTIE
Goede pompfunctie van het hart is afhankelijk van de volgende parameters:
- Loading conditions (preload, afterload)
- Anatomie en geometrie van hart en vaten
- Elektrische functie (dromotropy)
- Werking van de hartspiervezels (inotropy, lusitropy)
- Excitatie contractie mechanisme
- Neurohormonale regulering

CONTRACTIEMECHANISMEN
- Voor de contractie moet een myosine kop binden
aan het actine.
- De bindingsplaats voor actine is afgesloten door
troponine-inhibitie (TnI).
- Ca2+ binding aan het TnI complex zorgt voor een
vormverandering, waardoor de bindingsplaats vrij
komt en myosine aan het actine kan binden. Eén
myosine kan binden aan 6 actines.

Naast actine en myosine bevat een sacromeer titine (elastische element) wat overrekking van de
spier voorkomt:
- Passieve stijfheid van de spier: het kost steeds meer kracht om de spier op te rekken naar mate
deze langer wordt. Deze relatie verloopt niet
linear.
- Restoring force: veerfunctie van titine zorgt
ervoor dat de spier op natuurlijke wijze weer
verkort.

CROSSBRIDGE CYCLING
Powerstroke: conformatie verandering van de
myosine kop. Actine wordt hierbij een stuk over het
myosine getrokken. ATP is nodig voor de release van
de myosine kop. Hydrolysatie (ATPADP+P) zorgt
ervoor dat myosine weer in de ‘cocked state’
terecht komt, waardoor het klaarligt voor de
volgende binding met actine. Tijdens de
powerstroke laat de fosfaatgroep los van het ATP.

Ca2+ is dus nodig om de bindingsplaats vrij te
maken, maar werkt ook als regulator voor kracht:
hoe meer Ca2+, des te meer bindingsplaatsen

,worden er vrij gemaakt. Zo lang er nog bindingplaatsen vrij te maken zijn, zorgt een hogere
concentratie vrij calcium dan voor een hogere kracht.

EXCITATIE-CONTRACTIE KOPPELING
- Bij een actiepotentiaal komt calcium de cel in via L-type calcium kanalen. Deze hoeveelheid
calcium is te weinig om voldoende bindingsplaatsen vrij te maken voor een effectieve contractie.
- Calcium-induced calcium release: calcium bindt aan ryanodine receptoren. Daardoor stroomt
calcium vanuit het sacroplasmatisch reticulum het cytoplasma in. Hierdoor wordt de hoeveelheid
calcium versterkt.
- Calcium wordt weer terug het cytoplasma ingepompt via de SERCA pomp. Deze pomp wordt
geremd door fospholamban.
- Calcium zorgt voor fofsforilatie van fosfolamban, waardoor zijn remmende effect wegvalt.
Hierdoor zorgt calcium niet alleen voor een krachtigere contractie, maar ook voor een sneller
herstel van de membraan potentiaal.

Adrenaline zorgt voor:
- Positief inotroop effect: activatie L-type calcium kanalen zorgt ervoor dat er per AP meer calcium
de cel in stroomt, waardoor er een verhoogde spierkracht onstaat.
- Positief lusitroop effect: fosforylisatie van fosfolamban zorgt voor een snellere werking van de
SERCA pomp, waardoor de relaxatie verbetert.

FRANK-STARLING RELATIONSHIP
Hoe langer de spier, des te hoger de piekkracht die de spier kan leveren. Echter, tijdens de
aanspanning van de spier verkort je de spier. Om toch dezelfde kracht te blijven genereren, moet je
ervoor zorgen dat de stijfheid van de spier blijft
toenemen. Dit wordt gedaan door de vorming
van cross-bridges.

Voor het hart betekent dit dat hoe verder het
hart gevult is, hoe groter de kracht is die het hart
kan leveren. Redenen:
- Gunstigere actine-myosine overlap
- Reduced lattice spacing: door de uitrekking
wordt het sacromeer dunner. Hierdoor
komen de actine en myosine filamenten
dichter bij elkaar, waardoor de cross-bridges
gemakkelijker gevormd kunnen worden.
- Hogere calciumgevoeligheid: dezelfde concentratie calcium maakt meer bindingsplaatsen vrij.
- Gunstigere hoek tussen actine en myosine.

PRELOAD EN AFTERLOAD
Preload: de spanning in de spier voor de activatie. Dus de druk
in de wand tijdens de diastole.
Afterload: de spanning in de spier tijdens de contractie. De
kracht die de spier levert is gelijk aan de arteriële bloeddruk
waartegen het bloed weggepompt moet worden. De druk in de
wand tijdens de systole.

, HARTFUNCTIE
Stijfheid = 1/Compliantie = dF/dL
EF= SV/EDV

Harcyclus
- Vullingsfase: De mitralisklep opent wanneer de druk in het ventrikel
lager is dan de druk in het atrium. Het ventrikel vult zich met bloed.
- Iso-volumetrische contractie: de mitralisklep gaat dicht wanneer de
druk in het ventrikel groter wordt dan de druk in het atrium. De
stijfheid van het hart neemt toe, maar het volume in de kamer blijft
nog hetzelfde. De druk neemt toe.
- Ejectiefase. Als de druk hoger wordt dan de druk in de aorta, openen
de aortakleppen. Het bloed stroomt de aorta in.
- Iso-volumetrische relaxatie: als de aortakleppen sluiten, dan
relaxeert het hart, waardoor de druk afneemt. Wanneer de druk in
het atrium weer laag genoeg is, gaan de mitraliskleppen weer open.

Invloed op slagvolume:
- Lagere preload -> het hart vult zich minder ver: er staat minder
spanning op voordat het hart gaat contraheren. EDV gaat hierdoor
omlaag.
- Hogere afterload: hart moet tegen een hogere druk wegpompen,
want druk in de aorta ligt hoger. Het hart leegt hierdoor minder
ver, waardoor het ESV omhoog gaat.
- Lusitropie (vermogen van hart om te relaxeren) gaat omlaag.
Hierdoor wordt het hart minder compliant en is het EDV lager.
- Inotropie (contractiekracht van het hart) gaat omlaag. Hierdoor
bereikt het hart een minder grote stijfheid. ESV gaat hierdoor
omhoog.

CARDIOVASCULAIRE INTERACTIE


MAP omhoog? Dan CO omlaag. Tegelijkertijd zorgt een
hogere MAP voor een grotere veneuze return. Dit zorgt
voor een grotere veneuze druk, waardoor het hart zich
verder vult. De cardiac output gaat omhoog en de VR
weer omlaag. Zo is er een wisselwerking tussen de CO en
de VR. De CO moet altijd gelijk zijn aan de VR, omdat
evenveel bloed het hart in moet gaan als dat eruit gaat .

MAP−CVP MAP
VR= ≅
SVR SVR

MAP=DBP+( SBP−DBP) /3