A keringési rendszer

Az erek a keringési rendszer szerves részét képezik. Az erek öt típusa (a keringés sorrendjében): artériák, arteriolák, kapillárisok, venulák és vénák. A nagy erek (azaz az artériák és a vénák) elsődleges funkciója a vér szállítása a szívbe és a szívből, míg a kisebb erek (pl. a kapillárisok) a sejtek és a vér közötti anyagcserét biztosítják. Az artériák oxigénben gazdag vért szállítanak a szívből a perifériára. Amint elérnek egy szervet vagy végtagot, a lumenük arteriolákra szűkül, majd végül számos apró kapillárisra oszlanak (kapilláris ágy), amely lehetővé teszi az oxigén és a tápanyagok szállítását a környező szövetekbe. A kapilláris ágytól távolodva a posztkapilláris venulák vénákká egyesülnek, amelyek az oxigénben szegény vért visszaszállítják a szívbe. Mind az artériák, mind a vénák ugyanabból a három szövetrétegből állnak: Tunica intima, tunica media és tunica adventitia. Az artériák lényegesen több simaizmot tartalmaznak, mint a vénák (különösen a tunica mediában), szemben a vénákkal, ahol a simaizom réteg vékonyabb, ugyanakkor a tunica intimában billentyűket tartalmaznak. A kapillárisok teljes egészében endotélrétegből állnak, bazálmembránnal vagy anélkül. A kapillárisoknak három különböző típusa létezik (folytonos, fenesztrált és szinuszoidális), amelyek mindegyike különbözik az áteresztőképesség és a funkció tekintetében. Az ereket együttesen érrendszernek nevezzük, és a szívvel együtt alkotják a keringési rendszert vagy szív- és érrendszert.

A nagy erek tulajdonságai

A nagy erek artériákból és vénákból álló csoport, amelyek három mikroszkópos falréteggel rendelkeznek.

Az artériák jellemzői

• Funkció: az artériás (oxigéndús) vér szállítása a szívből a perifériára,
• Kivételek:
• A. pulmonalis: A szívből a tüdőkeringésbe szállítja a deoxigenizált vért,
• Arteria umbilicalis a magzati keringésben: A magzati deoxigenizált vért szállítja a placenta felé,
• Lefutás: Artéria → arteriola → kapilláris,
• Az artériák típusai: Az érfal alkotórészei a hely és a funkció szerint változnak.

A vénák jellemzői

• Funkció:
• A vénás (deoxigenizált) vér szállítása a perifériáról a szívbe,
• Billentyűk: Intima által bélelt lebenyek, amelyek lehetővé teszik az egyenáramlást a szív felé, miközben megakadályozzák a vér visszaáramlását a perifériára,
• Kivételek:
• Vv. pulmonales: Oxigenizált vért szállít a kis vérkörön át a szívbe,
• V. umbilicalis: A magzati keringés köldökvénái,
• Lefutás: Kapilláris → venula→ véna,
• Karakterisztika: A vénáknak kapacitív tulajdonságai vannak, mivel nagy a lumenük és nagyfokú tágulékonyságul miatt lényegesen nagyobb mennyiségű vért képesek tárolni, mint az artériák. Ez azt jelenti, hogy a szervezet vérmennyiségének 60-70%-a tárolható a vénás rendszerben.

Különbség az artériák és vénák között

A kis erek tulajdonságai

Mikrocirkuláció

• Leírás: A folyamat során a vér a kis ereken (arteriolák, kapillárisok és venulák) át biztosítja szövetek közötti anyagcseréért,
• Lefutás: Arteriola → metarteriola → kapilláris → venula.

Arteriolák

• Funkció:
• A szimpatikus idegrendszer stimulusai alapján konstrikcióval vagy dilatációval szabályozzák a véráramlást,
• Az arteriolákat és a kis artériákat rezisztencia ereknek is nevezik, mivel a teljes perifériás ellenállás ∼50%-át is képesek biztosítani,
• Struktúra:
• 2-3 falrétegből áll,
• A tunica media általában csak 1-2 réteg simaizomsejtből áll,
• A legkisebb arterioláknak nincs tunica externája.

Metarteriolák

• Funkció: Rövid mikroér, amely összeköti az arteriolákat a kapillárisokkal,
• Struktúra:
• Tunica intima,
• Egyetlen simaizomsejt, amely gyűrűt alkot a mikroér körül. Prekapilláris sphincterként működik, amely segít szabályozni a vér beáramlását a kapillárisba.

Kapillárisok

• Funkció: Gáz- és tápanyagcsere a szövetekkel (a kapillárisok eloszlási sűrűsége régiótól/szervtől függően),
• A tüdőben, a májban, a vesében és az izmokban rengeteg hajszálér található. Az inakban és szalagokban nagyon kevés. A porcokban, a szaruhártyában és a szemlencsében nincsenek hajszálerek,
• Kapilláris ágy: A vér és a szövetek közötti anyag és folyadék cserehelye (a Starling erőknek megfelelően),
• Karakterisztika:
• Nagy a teljes keresztmetszeti terület,
• Alacsony a véráramlási sebesség,
• Rövid diffúziós út, amely egyetlen endotélsejt-rétegből és egy bazálmembránból áll,
• Szerkezet (belülről kifelé):
• Endotélsejtek (egyrétegű): Az endotélsejteket zonula adherens és tight junkciók kötik össze, amelyek lehetővé teszik az anyagok sejtek közötti transzportját a kötések permeabilitásának megfelelően,
• Periciták: A periciták az endotél külső oldalán helyezkednek el, de a faluk nem folytonos,
• Bazálmembrán: Mind az endotélsejteket, mind a pericitákat körülveszi,
• Nem minden kapillárisnak van egybefüggő alapmembránja,
• A kapillárisok pontos szerkezete a környező szövetek szükséges anyagcseréjétől függ.

Az endothelium alkotja a vér-agy gát egy részét. Az endotélsejtek közötti sűrű, szoros kötések (tight junkció) megakadályozzák a paracelluláris szállítást az agyi kapillárisokon keresztül.

Venulák

• Funkció: összegyűjti a vért a hajszálerekből, amelyek egyre tágabb vénákba szedődnek,
• Struktúra: A véna típusától függ,
• Posztkapilláris venulák:
• Közvetlenül a kapilláris ágy után helyezkednek el,
• Szerkezetük hasonlít a kapillárisokéhoz (nagy áteresztőképességet és anyagcserét tesznek lehetővé),
• Gyüjtőerek (ezek már nagyobb venulák):
• A nagyobb gyűjtőerek előtt találhatók,
• Szerkezete hasonlít a nagyobb erekéhez (azaz három rétegű),
• A magas endoteliális vénák speciális felületi molekulákkal rendelkeznek a leukociták felismeréshez. Ezek a leukocita extravazáció helyszínei a nyirokszervekbe vagy a nyirokszervekből. A "magas endoteliális" kifejezés atipikus, magas és macskakőszerű endotéliumukra utal. Ez a struktúra részben felismerhetetlenné teheti az érlument. Kivételt képez a lép, amely az egyetlen olyan nyirokszerv, amely nem rendelkezik magas endothelialis vénákkal.

Hemodinamika

A keringési rendszerben a nyomás, az áramlás és az ellenállás viszonyát az alábbi képlettel fejezzük ki: ΔP = Q × R, ahol ΔP = nyomásgrádiens (egyenértékű a MAP-al), Q = véráramlás (egyenértékű a CO-val), R = vaszkuláris rezisztencia (egyenértékű a TPR-el). Ez hasonló Ohm törvényéhez: ΔV = IR (feszültségváltozás = áram × ellenállás).

Véráramlás

A véráramlás a szív pumpafunkciójának következményeként jön létre, amelynek egy perc alatt körbeforgó egysége a perctérfogat (CO).

• Véráramlás sebessége = véráramlás/teljes keresztmetszeti terület

A kapillárisok teljes keresztmetszeti területe az összes erek közül a legnagyobb (4500–6000 cm²), ezért az itt tapasztalható áramlás a legkisebb (0,03 cm/s). Másfelől ehhez képest az aorta keresztmetszeti területe a legkisebb (3-5 cm²), mégis itt a legnagyobb az áramlási sebesség (40 cm/s).

Laminális és turbulens áramlás

Az erekben a vér áramlása lehet laminális vagy turbulens, az erek falának simaságától, a vér viszkozitásától, a vér sebességétől és a lumen átmérőjétől függően.

• Laminális áramlás:
• Definíció: Réteges áramlási minta,
• Hatás: A legnagyobb sebességű réteg az ér lumenjének közepén van,
• Reynolds-szám: Alacsony,
• Előfordulás: Az egész érrendszerben,
• Turbulens áramlás:
• Definíció: Kaotikus áramlási minta,
• Hatás:
• Növeli az érellenállást,
• Elősegíti a trombusképződést,
• Zörejeket hoz létre,
• Reynolds-szám: Magas,
• Előfordulás:
• Nagy átmérőjű erek (pl. aorta),
• Nagy/alacsony viszkozitás esetén,
• Érrendszeri elágazásoknál,
• Szűkületekben.

Vaszkuláris rezisztencia

Áttekintés

• Leírás: A keringési rendszerben létrejövő ellenállás, amely ellen a szívnek fenn kell tartania a keringést (R = ΔP / Q)
• A vaszkuláris rezisztencia a következőket tartalmazza:
• Teljes perifériás rezisztencia (TPR): Az a véráramlással szembeni ellenállás mértéke, amelyet a szív bal kamrájának kell legyőznie ahhoz, hogy a vért a szisztémás keringésbe juttathassa (TPR = (MAP-CVP)/CO). A TPR megfelel a szív ejekciója ellen ható erőnek. A gyakorlatban a központi vénás nyomás (CVP ≈ 0) elhanyagolható.
• TPR ↑ vazokonstrikcióban (pl. hemorrágia, vazopresszorok adása) → afterload ↑ és vénás visszaáramlás ↓ → CO ↓
• TPR ↓ vazodilatációban (pl. edzés, AV-söntök) → afterload ↓ és vénás visszaáramlás ↑ → CO ↑
• Pulmonális vaszkuláris rezisztencia (PVR): A a véráramlással szembeni ellenállás mértéke, amelyet a szív jobb kamrájának kell legyőznie, hogy a vért a pulmonális rendszerbe ejektálhassa. (PVR = ((Δp_{pulmonális artéria}) - (Δp_{bal kamra})) / (CO)).

Poiseuille törvény

A Hagen-Poiseuille törvény egy olyan áramlásdinamikai összefüggés, amely az érellenállás (R), az erek hossza (L) és sugara (r), valamint a vér viszkozitása (η) közötti kapcsolatot írja le: R = 8ηL / (πr⁴).

• A szisztémás vaszkuláris rezisztencia (SVR) fordítottan arányos az ér átmérőjének sugarának negyedik hatványával,
• Ér sugár ↓ (vazokonstrikció) → SVR ↑ véráramlás ↓ → MAP ↑ kapilláris nyomás ↓
• Ér sugár ↑ (vazodilatáció) → SVR ↓ → véráramlás ↑ → MAP ↓ kapilláris nyomás ↑
• Az SVR aráynos a viszkozitással, amelyet elsősorban a hematokrit érték határoz meg:
• Viszkozitás ↑ (pl. policitémia, hipoproteinémia) → SVR ↑
• Viszkozitás ↓ (pl. anémia) → SVR ↓
• Az SVR arányos az erek hosszával.

Az érrendszeri szűkület (pl. koronária-betegség) jelentősen növeli a szisztémás érellenállást. Amikor az ér hossza és a vér viszkozitása állandó marad, a szisztémás érellenállás és az ér sugara közötti összefüggés R ∼1/r⁴-re egyszerűsíthető. Ha a sugár 50%-kal csökken, akkor R = 1/(0,5 × r)⁴ → 1/(0,0625 × r⁴) → 16/r⁴, vagyis a rezisztencia a 16-szorosára nő (1600%).

Soros és párhuzamos áramkörök

Az erek teljes ellenállása attól függ, hogy ezek az erek soros vagy párhuzamos körökben vannak-e elrendezve.

Nyomás

• Vérnyomás: A vérnyomás a szív pumpafunkciója során jön létre, amely pulzáló véráramlást eredményez (ΔP = Q × R). A ΔP a vért magas nyomású területek felől az alacsony nyomású területek felé áramoltatja. A vérnyomás két komponense a szisztole és a diasztole, amely a maximum, illetve minimumpontjai a létrehozott nyomásnak. Ezek egyszerűsített értéke adja az artériás középnyomást (MAP).
• MAP = ⅓ szisztolés nyomás + ⅔ diasztolés nyomás,
• MAP = CO × TPR,
• Pulzusnyomás: A szívciklus diasztolés vérnyomása (DP) és szisztolés vérnyomása (SP) közötti különbség (SP - DP), normálisan 30-40 Hgmm,
• Közvetlenül arányos az löktérfogattal és fordítottan arányos az artériás compliance-el,
• Alacsony/keskeny pulzusnyomás a csökkent löktérfogat miatt (pl. előrehaladott pangásos szívelégtelenség, sokk, tamponád, aorta sztenózis),
• Magas/széles pulzusnyomás a megnövekedett löktérfogat (pl. fizikai megterhelés, hipertireózis, aorta regurgitáció, vérszegénység, obstruktív alvási apnoe) vagy merev artériák miatt (izolált szisztolés hipertenzió idősekben).

Falfeszülés

Falfeszülésnek nevezzük azt az érfalakon belüli erőt, amely ellensúlyozza az erek tágulása közbeni expanziót, így megtartva az érfal tónusát. Ezt a Laplace egyenlőséggel írjuk le:

• σt = (P_tm × r)/2h
• σt = falfeszülés,
• P_tm = transzmurális nyomás (Hgmm),
• r = belső sugár (cm),
• h = falvastagság (cm).
• Interpretáció:
• A falfeszülés növekedése arányos az edény falán átható nyomás növekedésével (transzmurális nyomás),
• A falfeszülés növekszik a falvastagság csökkenésével, a transzmurális nyomás növekedésével és/vagy a belső átmérő növelésével,
• Állandó transzmurális nyomás esetén minél kisebb az ér sugara és vastagabb az érfal, annál kisebb a fal feszülés.

A nagynyomású rendszer (artériák) ereinek vastag fala és kisebb belső átmérője lehetővé teszi a nagy belső nyomásnak való ellenállást, míg az alacsony nyomású rendszer (vénák) fala vékony és a belső átmérő nagyobb.

Ér elaszticitás

Az erek azon képessége, hogy tágulás után visszatérjenek eredeti alakjához, attól függően, hogy hány rugalmas rost alkotja az érfalat (pl. kevés az izomerekben, sok az elasztikus artériákban),

Vaszkuláris compliance

• Definíció: Az ér tágulási képessége nyomás változást követően,
• C = ΔV/ΔP
• C = compliance (Hgmm, ml),
• ΔV: volumen változás (ml),
• ΔP: nyomás változás (Hgmm),
• Compliance ↑: az erek térfogatának nagyobb növekedése a nyomás növekedése során (pl. rugalmas artériák),
• Compliance ↓: a vaszkuláris térfogat kisebb növekedése a nyomás növekedése alatt (pl. Izomerek),

A simaizomokban bővelkedő arteriolák alacsony compliance-űek, ezért ezeket rezisztencia ereknek is nevezzük. A vénák fala ezzel szemben sokkal szegényebb izomrostokban, a compliance-ük és a befogadó képességük is jóval nagyobb, ezért ezeket kapacitás ereknek is nevezzük.

Vaszkuláris elaszticitás

• Definíció: Az ér alkalmazkodó képessége az intraluminális nyomáshoz térfogat változást követően (a compliance reciproka),
• E = ΔP/ΔV
• E = elaszticitás (Hgmm, ml),
• C = compliance (Hgmm, ml),
• ΔP: nyomás változás (Hgmm),
• ΔV: volumen változás (Hgmm),
• Elaszticitás ↑: A volumen változásával a vérnyomás is nagyban változik,
• Elaszticitás ↓: A volumen változásával a vérnyomás kevésbé változik,

Nyomásregluáció

Szenzoros autoreguláció

Baroreceptor reguláció

• Definíció: Nyomásérzékeny idegvégződések, amelyek az autonóm idegrendszer felé történő jelzéssel érzékelik és szabályozzák az artériás nyomást a szisztémás keringésben,
• Lokalizáció: A sinus caroticus fala, aortaív, pitvarok és venae cavae,
• Ha a carotis sinus baroreceptorai túl érzékenyek, még a kis ingerek is, például a fej elfordítása, a borotválkozás vagy az ing gallérjának nyomása is túlzott vérnyomás csökkenéshez, akár ájuláshoz is vezethetnek (carotis sinus szindróma),
• A carotis masszázs, amely stimulálja a carotis sinus baroreceptorait, hatékony módszer a pulzus csökkentésére az AV-csomó refrakter periódusának növelése révén,
• Mechanizmus:
• A baroreceptor érzékeli a vérnyomás csökkenést → a baroreceptorok tüzelési frekvenciája ↓ → szignalizáció az agytörzs felé (vazomotor központ) → paraszimpatikus stimuláció ↓ és szimpatikus stimuláció ↑ → vazokonstrikció → HR, SV, BP ↑
• A baroreceptor érzékeli a vérnyomás emelkedését → a baroreceptor tüzelési frekvenciája ↑ baroreceptor reflex kiváltása az agytörzsben (vazomotor központ) → paraszimpatikus stimuláció ↑ és szimpatikus stimuláció ↓ → vazodilatáció → HR, SV, BP ↑
• Csak rövidtávú regulációra alkalmas (pl. hemorrágia), mert az aktivitásuk (azaz a tüzelési frekvenciájuk) napokon belül adaptálódik az új vérnyomáshoz,
• Egyik komponense a Cushing reflex (hipertenzió, bradycardia, légzésdepresszió):
  • Intrakraniális nyomás ↑ → kompenzációs agyi artériás vazokonstrikció → agyi perfúzió ↓ + hiperkapnia és acidózis → kemoreceptor mediált szimpatikus válasz → vérnyomás ↑ aortaív baroreceptorainak tüzelési frekvenciája ↑ → paraszimpatikus aktivitás ↑ → reflexes bradycardia.

Volumen receptor reguláció

• Definíció: Specializált receptorok, amelyek a tüdőkeringés áramlásviszonyait érzékelik és szabályozzák az autonóm idegrendszeren, a pitvari natriuretikus peptiden (ANP) és az antidiuretikus hormonon (ADH) keresztül,
• Lokalizáció: Pitvarok, pulmonális artéria,
• Mechanizmus: Ld. pitvari és diuretikus reflex.

Kemoreceptorok

• Definíció: Specializált receptorok, amelyek érzékelik a pH-t és a légzési gázokat, illetve szabályozzák a pH-szintet, az oxigén és szén-dioxid koncentrációt a légzésen keresztül,
• Típusai:
• Perifériás kemoreceptorok:
• Lokalizáció: carotis test (glomus caroticum) és aorta test (glomus aorticus),
• Funkció: Érzékeli a p_aO₂ (<60 Hgmm) koncentrációt, a CO₂ koncentrációt és pH-t,
• A perifériás kemoreceptorok hatékonyabban reagálnak a krónikus hipoxiára, mint a központi kemoreceptorok,
• Centrális kemoreceptorok:
• Lokalizáció: Medulla oblongata,
• Funkció: Érzékeli a p_aCO₂-koncentrációt az agyi intersticiális folyadékban,
• A centrális kemoreceptorok kevésbé érzékenyek a p_aO₂ szintre, mint a perifériás receptorok,
• A centrális kemoreceptorok a krónikus hipoxiára és a hiperkapniára (pl. COPD) reagálva deszenzibilizálódnak,
• Mechanizmus:
• CO₂ ↑ O₂ ↓ és pH ↓ → szimpatikus aktiváció,
• Modulálja a légzést a medulla légzőközpontján keresztül,

Ha a carotis szinusz baroreceptorai túl érzékenyek, még a kis ingerek is, például a fej elfordítása vagy az ing gallérjának nyomása is túlzott hipotenziót válthat ki, amely akár ájuláshoz is vezethet. Ezt carotis sinus szindrómának nevezzük.

A carotis masszázs, amely stimulálja a carotis sinusz baroreceptorait, hatékony módszer a pulzus csökkentésére az AV-csomó refrakter periódusának növelésével.

A perifériás kemoreceptorok hatékonyabban reagálnak a krónikus hipoxiára, mint a centrális kemoreceptorok.

Centrális autoreguláció

• Lokalizáció: Nucl. solitarii és medulla oblongata,
• Az afferentáció az alábbiakból származik:
• N. glossopharyngeus (IX.): Innerválja a carotis sinust (vaszkuláris dilatáció a carotis carotis bifurkációjánál), annak baroreceptorait és a carotis test kemoreceptorait,
• N. vagus (X.): Innerválja az aorta kemo- és baroreceptorait, illetve a pitvari volumen-receptorokat,
• Az információt továbbítja:
• Nyaki szimpatikus dúclánc és szimpatikus rostok az erekhez, szinusz- és AV-csomóhoz,
• N. vagus paraszimpatikus rostok: szinusz- és AV-csomó,

Pitvari natriuretikus hormon (ANP) és antidiuretikus hormon (ADH)

Pitvari reflex

Fiziológiás reflexes folyamat, amely során a pitvari dilatációt (fokozott vénás visszaáramlás) a pulzusszám fokozódása követi. A jelet a pitvarokban elhelyezkedő baroreceptorok érzékelik,

• Volumen ↑ → baroreceptor stimuláció → pitvari baroreceptor (B-rostok) akticávió ↑ → szimpatikus tónus ↑ változatlan paraszimpatikus tónus mellett → HR ↑

ANP szekréciós útvonal

• A volumenterhelés, a pitvari falfeszülés és a baroreceptor aktiváció hatására ANP szabadul fel a pitvari miokardiumból, amely:
• NaCl és víz vesén át való ürítése ↑ (vas afferens dilatáció és vas efferens konstrikció),
• Na⁺ reabszorpció a gyűjtőcsatornákban (cGMP ↑ segítségével),
• Veno- és arteriodilatáció (preload és afterload ↓),
• Volumen ↓ → pitvari falfeszülés ↓ és baroreceptor aktivitás ↓ → ANP ↓ → NaCl és víz ürítés ↓

Diurézis reflex (Gauer-Henry reflex)

• Definíció: Olyan fiziológiai válaszreakció, amelyben a hipotalamusz ADH szekréciója igazodik a vérnyomáshoz,
• Mechanizmus:
• BP ↑ → a pitvari baroreceptorok gátolják az ADH felszabadulást a n. vagus afferens rostjain keresztül → vese víz ürítése ↑
• Magas vérszint esetén az ADH közvetlen érszűkítőként is,
• BP ↓ → ADH felszabadulás ↑ → vese víz ürítése ↓

Vese reguláció

• Mechanizmus: Renin felszabadulás a juxtaglomeruláris sejtekből → RAAS aktiváció → közvetlen érszűkület és extracelluláris térfogat ↑ (nátrium és víz visszaszívódása ↑, K⁺ ↓, pH ↑),
• A RAAS-t stimulálják az alábbiak:
• Hiponatrémia,
• Csökkent ozmolalitás,
• Csökkent vérátáramlás.

A RAAS kulcsszerepet játszik a hosszú távú vérnyomás szabályozásban, ezért ideális célpont az artériás hipertenzió kezelésében. Míg a béta-blokkolók csökkentik a renin felszabadulását, az angiotenzin-I konvertáló enzim (ACE) általi angiotenzin I angiotenzin II-vé alakulását az ACE-gátlók (pl. ramipril, enalapril) befolyásolhatják. Az angiotenzin II célsejt-receptorokra gyakorolt hatását az AT1 receptor antagonisták (pl. kandezartán, lozartán) gátolhatják.

Perfúzió

Perfúziónak nevezzük a kapilláris keringés azon tulajdonságát, amelynek során megtörténik a szöveti oxigenizáció, illetve a salakanyagok eliminálása (pl. CO2 elszállítása a tüdőbe, a karbamid elszállítása a vesékbe).

Szerv perfzúió reguláció

Noha a vérnyomás a perfúzió fő meghatározója, számos más mechanizmus befolyásolja a véráramlás állandóságát a különböző szervekben.

Autoreguláció

• Miogén autoreguláció: Az artériák és az arteriolák falában levő miociták a vérnyomás változásaira reagálva fenntartják az erek állandó véráramlását,
• Mechanizmus: Vérnyomás ↑ → transzmurális nyomás az artériákban és arteriolákban (pl. megerőltető testmozgás során, amikor a test fekvő helyzetből függőleges helyzetbe kerül) ↑ → a miocitákban megnyílnak a feszülés-kapuzott ioncsatornák → miocita depolarizáció, majd Ca²⁺ influx → simaizom kontrakció → vazokonstrikció,
• Lokalizáció: A tüdő kivételével szinte minden szerv (különösen a vese és az agy). A miogén autoreguláció különösen fontos a vesékben, mert fenntartja az állandó vese véráramlást és az állandó GFR-t, ha a szisztémás vérnyomás ingadozik,
• Helyi metabolitok:
• Mechanizmus: Vazoaktív anyagok felszabadulása:
• Nitrogén-monoxid:
• Az endotél sejtekben a NO-szintáz termeli L-argininből → vazodilatáció,
• A NO termelést kiváltja:
• Megnőtt vérnyomás,
• Az endoteliális receptorok aktivációja vazoaktív anyagok (pl. szerotonin, bradikinin) megkötésével → fokozott NO szekréció,
• Egyéb anyagok: Kinin, hisztamin, szerotonin, prosztaglandinok, tromboxán,
• Lokalizáció: Artériák és arteriolák.

Centrális reguláció

• Mechanizmus: Szimpatikus aktiváció és katekolamin kiáramlás a mellékveséből,
• Receptorok:
• Alfa-1: Vazokonstrikció,
• Béta-2: Vazodilatáció,
• A katekolaminok eltérő hatásai:
• Adrenalin: Mindkét receptor típusra hat, de nagyobb affinitással kötődik a béta-2 receptorokhoz,
• Alacsony koncentráció: Erősebb béta-2 kötődés → vazodilatáció,
• Magas koncentráció: Erősebb kötődésaz alfa-1 receptorokhoz → vazokonstrikció,
• Noradrenalin: Főleg az alfa-1 receptorokra hat → vazokonstrikció.

Szervspecifikus reguláció

A létfontosságú szervek hipoperfúzióját (pl. hipovolémiás sokk, kardiogén sokk) baroreceptorok és volumen-receptorok detektálják, mely szimpatikus tónus fokozódáshoz vezet. Az autoregulációs mechanizmusok ezután centralizálják a keringést, mely során a végtagok (vázizom, bőr), a gyomor-bél traktus és más belső szervek perfúzióját csökkentik annak érdekében, hogy a szív és az agy perfúziója intakt maradjon. A prekapilláris rezisztencia erek szűkületének hatására megnő a szisztémás érrendszeri ellenállás és csökken a kapillárisokban a hidrosztatikus nyomás, fokozva az intersticiális folyadék reabszorpcióját az erekbe.

• Szív:
• Helyi metabolikus autoreguláció: Az adenozin és az NO a koronáriák tágulatát okozza, ezáltal fokozza a perfúziót és az oxigenizációt,
• Az összes szerv közül itt a legmagasabb az arteriovenózus O₂ különbség (O₂ extrakció nyugalmi állapotban ∼60–80%),
• Megterhelő tevékenység közben korlátozott a kapacitás a miokardium oxigén extrakciójának növelésére (kis koronária áramlási tartalék),
• Tüdők:
• Az erek a ventillációhoz alkalmazkodnak, annak legeffektívebb kivitelezése érdekében,
• A hipoventiláció (hipoxia) érszűkületet okoz (Euler-Liljestrand mechanizmus): A tüdő az egyetlen olyan szerv, amelyben a hipoxia érszűkületet okoz. Ennek célja annak biztosítása, hogy a perfúzió csak jól ventilláló helyeken történjen. Az összes többi szervben a hipoxia értágulathoz vezet a perfúzió javítása és az oxigénellátás fenntartása érdekében,
• Vesék:
• Miogén autoreguláció,
• Tubuloglomeruláris feedback: Mechanizmus, amellyel a macula densa sejtjei szabályozzák a glomeruláris szűrési sebességet (GFR). A magas NaCl-koncentrációra (ami magas GFR-re utal) reagálva a macula densa ATP-t és adenozint szabadít fel, amelyek a vas afferens miogén juxtaglomeruláris sejtjeire hatva vazokonstrikciót okoznak és csökkentik a GFR-t. Alacsony NaCl-koncentrációra reagálva (ami alacsony GFR-re utal) a macula densa PGE2-t szintetizál, amely a juxtaglomeruláris sejtekre hatva a renin felszabadulást indukál és növeli a GFR-t,
• Agy:
• Helyi metabolikus autoreguláció (CO₂, pH) → értágulat,
• Miogén autoreguláció,
• Vázizmok:
• Nyugalmi állapotban: Szimpatikus innerváció,
• Fizikai megterhelés közben: Helyi metabolikus és kémiai autoreguláció a H⁺, a laktát, a CO₂, az adenozin és a K⁺ koncentrációk emelkedése miatt,
• A perfúzió a 20-30-szorosára növelhető megterhelés közben,
• Bőr:
• A perfúziós szinteket az határozza meg, hogy mekkora perfúzió szükséges a hőszabályozáshoz (kapillárisokon és arteriovenózus anasztomózisokon keresztül),
• Főleg szimpatikus innerváció (vazokonstrikció).

Kapilláris folyadékcsere

Definíciók

• Hidrosztatikus nyomás: Bármely folyadék a zárt tér falára gyakorolt nyomása,
• Intravaszkuláris hidrosztatikus nyomás:
• Az erek falai közé szorított vér által kifejtett erő (pl. kapilláris hidrosztatikus nyomás),
• A folyadék kiáramlik a kapillárisokból az interstíciumba,
• Ozmotikus nyomás:
• Az oldószer félig áteresztő membránon történő áramlásának megakadályozásához szükséges minimális nyomás,
• A koncentrációs grádiens határozza meg: Az alacsonyabb koncentrációjú oldatból az oldószer egy féligáteresztő membránon (ozmózis útján) a nagyobb koncentrációjú oldat felé vándorol,
• Közvetlenül arányos az oldószerben oldott anyag koncentrációjával,
• Ellensúlyozza a hidrosztatikus nyomást,
• Onkotikus nyomás (kolloid-ozmotikus nyomás):
• A fehérjék (különösen az albumin) által létrehozott intravaszkuláris ozmotikus nyomás,
• Az intravaszkuláris folyadékot az erekben tartja, illetve ellensúlyozza az intravaszkuláris hidrosztatikus nyomást.

Starling erők

• Négy Starling-erő határozza meg a folyadék nettó áramlását a kapillárisok és az interstícium között:
1. Kapilláris hidrosztatikus nyomás (P_c): A folyadékot kiszorítja a kapillárisból,
2. Intersticiális hidrosztatikus nyomás (P_i): Csillapítja a filtrációt vagy a folyadékot a kapillárisokba hajtja,
3. Plazma kolloid (onkotikus) nyomás (π_c): a folyadékot a kapillárisba vezeti,
4. Intersticiális folyadék kolloid ozmotikus nyomás (π_i): A folyadékot kivezeti a kapillárisból,
• Nettó folyadékáram = J_v = K_f [(P_c - P_i) - σ (π_c - π_i)]
• K_f = a membrán folyadékáteresztő képességének együtthatója,
• σ = Staverman reflexiós együttható a membrán fehérje áteresztő képességéhez,
• Nettó filtráció (kapilláris folyadékcsere)
• A hidrosztatikus nyomástól (P_c - P_i) és az onkotikus nyomástól (π_c - π_i) függ,
• A folyadék filtrációja a kapillárisból általában a kapilláris ágy artériás oldalán történik, főleg az artériás nyomás (megnövekedett P_c) és a magas plazma folyadékszintnek (csökkent π_c) miatt,
• A folyadék reabszorpciója a kapillárisokba általában a kapilláris ágy vénás oldalán történik, főleg a kapilláris rezisztencia (csökkent P_c) és a filtrációt követő magasabb relatív plazmafehérje-szint miatt (megnövekedett π_c),
• Kifelé irányuló filtrációs térfogat (artériás oldal) = befelé irányuló filtrációs térfogat (vénás oldal) + 10%,
• Az ödémát a folyadéknak az interstíciumba történő nettó mozgása okozza. Amennyiben megnő a kapilláris hidrosztatikus nyomás (pl. szívelégtelenség vagy Na⁺ retenció következtében), növekszik az intersticiális folyadék onkotikus nyomása (nyirokpangás miatt) vagy csökken a kapilláris onkotikus nyomás (cirrózis, nefrózis szindróma, szívelégtelenség miatt),
• Az égési sérülések, fertőzések vagy toxinok befolyásolhatják az erek áteresztő képességét (megnövekedett K_f-érték), ezért ödéma kialakulását eredményezhetik,
• A filtrálódott folyadék 10%-a a nyirokereken keresztül jut vissza a szívbe.