Block 7: Integrativ kardiovaskulär fysiologi

Question 1

Infusion av adrenalin i måttlig dos kan utlösa en takykadi (onormalt hög hjärtfrekvens). Samma dos noradrenalin ger en bradykardi (onormalt låg hjärtfrekvens). Förklara varför substanserna har olika effekt på hjärtfrekvensen.

Answer 1

– A och NA ger olika stark aktivering av de olika adenoreceptorer alfa 1 och beta 1 • A ger starkare aktivering av beta 1, som till stor del finns i hjärtat och leder till ökad krontropi (egenfrekvens) vilket ger takykardi (onormalt hög hjärtfrekvens) • NA aktiverar däremot alfa 1 receptorer starkast. Dessa finns i blodkärl och ger vasokontriktion, vilket ger ökad perifer resistans och därmed höja blodtrycket. Baroreceptorerna känner av det ökade blodtrycket varpå sker en hämning av sympatikus, vilket minskar hjärtats kontraktilitet och slagfrekvens. Sänkningen av hjärtats kronotropi leder till bradykardi

Question 2

Vilken effekt har ökning av shear stress (skjuvningen) på diametern av ett blodkärl med myogen tonus?

Answer 2

Shear stress leder till frisätting av kvävemonoxid (NO) från blodkärlens endotelcell som relaxerar glattamuskulaturen och därmed sker dilatation av blodkärl vilket ökar diametern.

Question 3

Om vänster hjärthalva sviktar kan man få ödem. Var får man oftast besvär av dessa ödem? Vad är den fysiologiska mekanismen bakom dem?

Answer 3

I lungorna. Detta beror på att blod ansamlas ”bakåt” från vänster hjärthalva, som inte klarar av att pumpa blodet iväg. I lungkretslopet ansammlas alltså blod, vilket ger ökat hydrastatisk tryck. Det hydrostatiska trycket gör att vätska pressas ut ur kapillärerna och ansamlas i vävnaden runt om, vilket ger ödem

Question 4

Ökad fyllning av förmaken ger en ökad diures. Vilka mekanismer bidrar till denna effekt?

Answer 4

ANP (arterial natriuretic peptid) – frisätts från muskelceller i förmaken vid ökad fyllning av fömak. ANP är ett hormon med kraftig verkan på njurens Na utsöndring och har i stora mängder kärldilaterande verkan vilket ger en sänkt blodtryck. I njuren verkar ANP genomm att öka mängden Na och vatten som utsöndras med urinen. ANP har motsatt effekt på aldosteron i njurarna. Aldosteron ökar renal Na reabsorption, och ANP ökar renal Na utsöndring. Volymreceptorerna i förmaken får högre aktivitet vid högre fyllnadsgrad. Dessa hämmar ADH frisättning samt den neuronala sympatikusaktiviteten till njurarna. Ökad aktivitet av volymreceptorer hämmar alltså systemept som ger antidiures vilket ökar diures.

Question 5

Vad händer med den kapillära filtrationskoefficienten (CFC) i en muskel om denna övergår från vila till arbete? Förklara mekanismen bakom ev. ändring.

Answer 5

CFC ökar genom att metaboliter från muskeln ökar endotelets genosläpplighet. Fler kapilärer öppnas också vilket ger större yta för filtration.

Question 6

Nämn minst två av de tre postganglionära substanser i det sympatiska nervsystemet som är de viktigaste för att utlösa vasokonstriktion.

Answer 6

NA och ATP och NPY (neuropeptid)

Question 7

En större blodpropp i en ven från benet försvårar avflödet av blod men omöjliggör det ej. Vad får en sådan propp för konsekvenser när det gäller kapillärtrycket i foten? Vad kan man se för förändringar av foten?

Answer 7

Kapilärtrycket kommer att öka, då det försämrade avflödet kommer att leda till ökad blodfyllnad i vener (minskad radie = ökad resistans = ökad tryck). Foten kommer att svullna. Ödemet beror på att det ökade kapillärtrycket gör att vätska går ut i intenstitiet. Blodfyllnaden i foten kommer att resultera i att det kan få en något rödare färg.

Question 8

Du står på en väg nedanför en backe när du upptäcker att en bil som parkerats uppe i backen börjar rulla ned mot dig, så att du ögonblickligen måste kasta dig åt sidan. I det ögonblick då du upptäcker bilen, vad händer sannolikt med: a) Din puls? b) Ditt njurblodflödet? c) Ditt blodflödet till mag-tarmkanalen? d) Ditt cerebral blodflödet?

Answer 8

a) Ökar b) Minskar c) Minskar d) Hålls konstant (genom återreglering)

Question 9

Nämn minst fyra faktorer som påverkar transporten av vätska över kapillärväggen.

Answer 9

Permeabiliteten i kapillärerna Tillgänglig kapilläryta/area Det hydrastatiska tryckskillnaden mellan kapillärer och interstitium Vattenpermeabilitet. Handlar om hur lätt vatnet kan röra sig över membranet.

Question 10

Förändringar i hjärtats kontraktionskraft kan åstadkommas antingen via Frank-Starling-mekanismen eller via förändringar i inotropin. Förklara kortfattat hur dessa båda mekanismer fungerar och vad som är skillnaden mellan dem.

Answer 10

Frank-Starling mekanism är en inneboende mekanism hos hjärtat som innebär att ökad fyllningsvolym ger ökad kontraktionskraft. Detta beror på att utsträckning av hjärtmuskelcellerna medför en mer optimal överlappning av myosin- och aktinfilament. Kontraktionshastighet är samma men kontraktionskraften ökar. Ökad inotropi (kontraktionskraft) å andra sidan innebär att hjärtats kontraktionskraft ökar med samma volymfyllnad. Detta beror på intracellulära mekanismer så som ökad intracellulär Ca – koncentration i hjärtmuskelceller. Detta kan regleras bland annat med hjälp av sympatiska nervsystemet, ger ökad intropi. Kontraktionshastighet och kontrationskraft ökar.

Question 11

Om man aktiverar de sympatiska nerverna i efferent riktning till en vilande skelettmuskel, vad händer då med dess blodflöde samt vävnadsvolym? Förklara mekanismerna.

Answer 11

Då det är en vilande muskel borde dess blodflöde och vävnadsvolym minska eftersom autoreglering, central aktivitet och metaboreflexer inte är med för att öka blodflodet liksom vid arbete. Sympatikus verkar på alfa 1 receptorer i skeletmuskelns blodkärl vilket leder till kontraktion av pre- och postkapillärt –> minskat flöde genom kapillärerna (flödet = tryck/resistens). Med minskat flöde stängs prekapillära sfinktrar –> misnkat kärlbädsyta –> minskat CFC (filtrationskoefficient). Det minskade CFC suger vätskan ur interstitiet vilket tsm med minskade blodflöde ger en miskad vävnadsvolym.

Question 12

Vad sker med frekvensen av aktionspotentialer (hastigheten av aktionspotential) i nerven från baroreceptorerna i sinus carotis om trycket i arteria carotis stiger till ett högre medelartärtryck? Skiljer sig svaret om pulstrycket är litet respektive stort (om ja, hur)?

Answer 12

Frekvensen ökar med högre medelartärtryck Om pulstrycekt är större stiger frekvensen än mer pga dynamisk svar då barpreceptorerna är känsliga för förändringar

Question 13

I glatt muskel kan kontraktion aktiveras av en stigning i intracellulärt kalcium. Beskriv kortfattat de steg varigenom kalcium aktiverar interaktionen mellan mysosin och aktin i glatt muskel.

Answer 13

Ca binder till calmodulin som aktiverar myosin light chain kinase. Detta enzym fosforylerar reglerande del av myosinfilament vars huvuden kan binda till aktinfilament, och mha ATP kan myosinhuvud vandra på aktinfilament och därmed skapa kontraktion. För att få muskeln att sluta kontrahera används myosin light chain phosphatase som plockar av myosinets reglerande del.

Question 14

Ökad fyllnad av förmaken ger en ökad diures. Vilka mekanismer bidrar till denna effekt?

Answer 14

ANP som frisätts från förmaken vid fyllnad av förmaken. ANP stimulerar vasodialtattion av kärlen och ökar utsöndring av Na och vätska i njuren, dvs den ökar njurens diuretika. ANP har motsatt effekt på aldosteron. Aldosteron finns för reabsorption av Na däremot ANP finns för utsöndring av Na med urin Myeliniserade volymreceptorer i förmaken hämmar dessutom ADH frisättning, vilket medför en ökad diures Genom de omyeliniserade volymreceptorer hämmar sympatikusaktiviteten till njuren vilket också leder till ökad diures

Question 15

En patient får en större blodpropp i en ven till benet som försvårar, men inte omöjliggör, avflödet av blod. Vad får en sådan propp för konsekvenser när det gäller kapillärtrycket i foten? Vad kan man se för förändringar av foten?

Answer 15

Trycket i kapillärerna ökar. Den hydrastatiska trycket i kapilärer blir högre än den osmatiska trycket, dvs CFC ökar vilket gör att blodet flyttar från kapillärer till interstitiet och sker en ödem. Fötterna blir röda färger. Flöde = Tryck/resistens

Question 16

För många vasodilaterande farmaka gäller att de som biverkan kan ge ödem. Förklara mekanismen bakom detta.

Answer 16

Vasodilatation (ffa av prekapillära resistanskärlen då dessa normalt står för den huvudsakliga resistansen) –> ökat hydrostatisk tryck (och flöde) genom kapilärer –> utåtfiltration av vätska eftersom till intenstitiet. Mer filtration av vätska än vad lymfasystem klarar av att dränera –> ödem i interstitiet.

Question 17

Masken Wuchereria bancrofti sprids med hjälp av myggor till människan, i vilken den företrädesvis håller till i lymfkärl som obstrueras eller inflammeras. Efter långvarig infektion svullnar den infekterade extremiteten upp. Förklara mekanismen bakom detta.

Answer 17

Lymfsystemet dränerar det netto av vätska som normalt sett filtreras ut ur kapillärbäddarna. Detta töms sedan ut i större hål, dvs återgår till systemet. Ifall denna mekanism blockeras kommer vätskan ansamlas i interstitiet.

Question 18

Om man infunderar noradrenalin i en artär till en skelletmuskel, vad händer (ökar, minskar, förändras ej) då med filtrationstrycket i muskelns kapillärer? Motivera svaret.

Answer 18

Noradrenalin har en bättre affinitet för alfa 1-receptorn, som konstringerar, än för beta 2-receptorn, som dilaterar Kärlen kommer konstringeras, vilket innebär att kapillärtrycket minskar. Filtrationstrycket ut från kapillär till interstitie minskar.

Question 19

Vid fysiskt arbete ökar blodflödet i den arbetande muskulaturen. Ange tre olika mekanismer som påverkar blodkärlen och bidrar till att orsaka blodflödesökningen, och ange vilken av dessa som är viktigast.

Answer 19

(Viktigast): I den arbetande muskeln bildas metaboliter, t.ex. K+ och H+, som har vasodilaterande effekt. Funktionell sympatikolys: K+, som är en metabolit från den arbetande muskeln, har en inhibitorisk effekt på frisättningen av noradrenalin till alfa1–receptorer –> vasodilatation (genom att motverka vasokonstriktion) –> blodförsörjning Cirkulerande adrenalin: binder till beta2–receptorer –> vasodilatation –> blodförsörjning

Question 20

Vid lägesförändring från liggande till stående, vad händer (ökar, minskar, förändras ej) med: a) Pulstrycket b) Högerhjärtats preload c) Slagvolym d) Total perifer mitstånd

Answer 20

a) Minskar b) Minskar c) Minskar d) Ökar Volymreceptorer i hjärtat känner av volymminskningen –> stryper (minskar) blodflödet till skelettmuskulatur –> TPR (total perifer resistens) ökar

Question 21

Hur förändras det hydrostatiska kapilärtrycket när man utlöser en vasokonstriktion via de sympatiska nervfibrerna? Varför?

Answer 21

Vid utlösning av en vasokonstriktion via de sympatiska nervfibrerna ökar man pre-kapilllär motstånder. Detta ökade tryckfall uppströmskapillärerna sänker det hydrostatiska kapillärtrycket.

Question 22

Vilken effekt (ökar, minskar, påverkar ej) hos en vilande individ har aktivering av det sympatiska nervsystemet i efferent riktning på: • Hjärtfrekvens • Överledningstiden (fördröjning i AV-noden) • Vänster kammares intoropi • Blodflödet i skeletmuskulaturen

Answer 22

• Ökar • Minskar • Ökar • Minskar

Question 23

Vad händer (ökar, minskar, förändras ej) när man reser sig ifrån liggande till stående med: a. Fyllnaden av höger förmak b. Fyllnaden av vener på fotryggen c. Aktivering i de afferenata nerverna från sinus carotis d. Koncentration av NA i blandat venblod e. Totala perifiera motståndet i kärlbenen f. Hjärtminutvolym

Answer 23

a. Minskar b. Ökar c. Minskar d. Efter ett tag ökar som respons av sympatikus aktivitet e. Ökar f. Minskar

Question 24

Efter en blödning kan man iaktta att blodets hematokrit (den relativa volymen av röda blodkroppar i ett blodprov) minskar. Förklara mekanismen bakom detta?

Answer 24

När man blöder då tappar man Hb vilket gör att Hematokrit minskar. Detta leder att vätskan dras från interstitiet till blodbanan. Hematokrit minskar också vid stress genom att glukos ökar.

Question 25

Infusion av adrenalin i måttlig dos kan utlösa en takykardi. Samma dos NA ger en bradykardi. Förklara varför substanserna har olika effekt på hjärtfrekvensen (svar på denna fråga har gett 2,5 av 3 poäng)

Answer 25

Det beror på att de två substanserna påverkaar olika receptorer med olika styrka. T.ex. adrenalin påverkar mest beta1 receptorer vilket leder till ökad frekvens och hjärtarbete i hjärtat och stimulerar dess effekt vilket utlöser takykardi. Men NA verkar mest på alfa 1 receptorer i kärl vilket utlöser en vasokonstriktion och ökad blodtryck. Det sist nämnda kommer kännas av baroreceptorer som kommer då att minska hjärtats aktivitet för att kompensera för det ökade trycket. Då leder det till bradykardi.

Question 26

När hjärtat arbetar förbrukar det syrgas som måste tillföras via blodet. Hur påverkas dessa förhållandet vid en aortastenos (förträngning av aorta klaffen)?

Answer 26

Hjärtat får sin syrgas via koronarkärlen under diastolefasen. Vid en aortastenos blir det tyngre för hjärtat att utföra sitt arbete och hålla MAP konstant. Hjärtat behöver arbeta hårdare och via sympatikus aktivering kommer hjärtats inotropi och kronotropi öka (bl.a). För oss är ökningen av hjärtfrekvensen (HF) av värde för att svara på frågan. Med höjd HF kommer den diastoliska fasen (under tiden som hjärtat får sin näring och syrgas) att minska –> det får mindre syrgas. Uppå detta har ju hjärtats arbete ökat vilket gör att det dessutom kräver mera syrgas än innan. MAP = CO x tPR CO = HF x SV

Question 27

Redogör för de cirkulationsfysiolfgiska mekanismer som leder till svullnad vid ett bistick.

Answer 27

Vid ett bistick kommer det att frisättas Histamin. Histamin här har en vasodilaterande effekt för att öka genom strömningen av blods att immunceller kan ta sig till stället så fort som möjligt och bekämpa det främmande. Så histamin frisätts från ffa Mastceller och ger ökad genomsläpplighet i endotelet så att immunceller (t.ex. leukositer) lättare kan vandra ut. Kemokiner frisätts i det angripna området och leukocyter känner av var kemokoncentrationen är högst och vandrar aktivt mot detta området (kemotaxis) och samtidigt sker en vasodilatation i de prekapillära resistenskärlen. Det leder till ökat blodflödet till området och därmed ett ökat flöde i kapillärbädden vilket ger en ökad filtration ut i interstitiet –> svullnad.

Question 28

Fyllda halsvener hos en sittande person kan vara tecken på hjärtsjukdom. Förklara mekanismen bakom detta. (kolla bilden på word doc. om det behövs)

Answer 28

Fyllda halsvener säger att det är mycket blod i den och att mängden tänjer ut kärlen (de är mycket distensibla). Halsvener sitter ovanför hjärtat och borde pga gravitationen och vätskepelaren ovanifrån rusa ner blodet i högre förmak, men sådant är inte fallet. Om en halsven, i sittande läge är fylld så finns det något som i vägen eller något som gör att blodet stockar sig (upphöra att flytta) helt enkelt. Det kan vara hjärtsvikt eller olika stenoser eller insufficienser hos klaffar. Men något gör att höger hjärthalvan inte kan sköta sin del och ta emot blodet ifrån kroppen. Absolut preload vi pratar om. som inte kan kompenseras för.

Question 29

En patient står på en hög dos kardioselektiva betablockerare (beta1 - blockerare). Vid denna dos kan man anta att receptorerna är fullständigt blockerade. I vila har patienten en hjärtfrekvens på 55 slag per minut. Förklara vad som händer med personens hjärtfrekvens när denne från vila påbörjar en kraftigt fysisk arbete (svar på denna fråga har gett bara 2 poäng av 4)

Answer 29

– Hjärtfrekvensen (HF) regleras bl.a utav Parasympatikus och sympatikus till hjärtat. En beta1 blockerare blockerar sympatikus aktiviteten på hjärtat. Vid kraftigt fysiskt arbete sker massa grejer och HF kommer behöva att öka men beta1 är ett blockat, så träder andra mekanismer in. Som den rent mentala biten – medvetenheten om stundande fysiskt arbete reglerar till ökad andning och ordinerar blodflödet från dom inre organen till skelettmuskulatur. Även om sympatikus aktivitet på hjärtat är blockerade genom beta1 blockerare, den kan fortfarande verka på alfa1 receptorer i kärl vilket ger kärlkonstriktion (ffa till kanske njure och MTK) och på beta2 receptorer som ger bronkdilatation i lungan. – Vidare så börjar det fysiska arbetet och då kommer det ansamlas metaboliter som hjälper till med att öka endotelets genomsläplighet och detta leder till att flera kapillärer öppnas vilket ger större yta för filtration och på så sätt blodet transporteras dit det behövs. Den fysiska aktiviteten kommer att sätta igång muskelpumpen, dvs att när skelettmuskulaturen kontraherar kommer venner att fyllas och det ger en ökad venöst återflöde. Här närmar vi oss igen hjärtfrekvensen. Enligt: MAP = CO x TPR regleras av parasymp. SV –> orsakar venöst återflöde –> så kommer venöst återflödet (preload) att öka och det kommer att öka slagvolymen. Och för att kunna göra det måste hjärtat öka kronotropi (egenfrekvens) och/eller inotropi (kontraktionskraft) vilket är sympatikus ändamål – Vidare så kommer den stora vasodilatationen till skelettmuskulaturen att minska tPR vilket kommer registreras av baroreceptorer i aortabågen och carotis som ett blodtrycksfall och dem kommer via en rad mekanismer försöka höja den kompetensen – SUMMA: Så trots att patienten går på hög dos beta1 blockerare komme hans hjärtfrekvens att öka vid fysiskt arbete