Kreislauf 6 Organdurchblutung [Kompatibilit si m d])BBB in den Kapillaren 2020.11.27. 7 13 Die Blut-Gehirn Schranke Paul Ehrlich und Goldman (1913) 14 Blut Interstitium Na Pumpe Na

2020.11.27.

1

1

Organdurchblutung

Lungen, Gehirn, Herz, Muskulatur, GI Trakt, Haut

Prof. Gyula Prof. Gyula SárySáry

2

2020.11.27.

2

3

der Lungenkreislauf

Aufgabe: Gas-Austausch und nutritive Aufgabe

• das Blutvolumen ist ~ 5 l/min = Herzzeitvolumen

• der Wiederstand ist niedrig (Druck auch…)

• Filtration - Reabsorption

• Ödem ist Tödlich (praktisch kein Interstitium…)

Kapillarendruck muss niedrig und Lymphkreislauf effektiv sein

• Kontrolle muss Gas-Austausch optimalisieren

Hypoxie verursacht Vasokontriktion (Endothelin)

• totale Ventilation : totale Perfusion Verhältnis ~ 1

4

2020.11.27.

3

5

Luftdruck

Blutdruck

Ventilation / Perfusion

Verhältnis ~ 1

Ventilation / Perfusion

Verhältnis > 1

Ventilation / Perfusion

Verhältnis < 1

6

drei Zonen der Lunge

mittlerer Druck~ 14 mmHg

(bei Arbeit etwas höher!)

2020.11.27.

4

7

Kontroll im Lungenkreislauf

• körperliche Arbeit (transmuraler Druck steigt)

• sympathische Wirkungen (linke Kammer)

• Hypoxie als Vasokontriktor (Re-Distribution)

8

Sport, Kontaktzeit, O2 Aufnahme

~ 0,5 s

2020.11.27.

5

9

Kapillaren Reservezeit: ~ 0,5 s

• Gasdruckgleichgewicht wird

rasch, in 0,25 s erreicht, es

gibt reserve für Sport usw.

• Normalweise wird

Gastransport durch

Perfusion limitiert (Herz und

Kreislauf)

10

2020.11.27.

6

11

Die Gehirndurchblutung

Aufgaben:

• Gehirnmetabolismus zu unterstützen

• ZSF zu produzieren

• das Gehirn zu kühlen (Masse/Oberfläche Verhältnis ungünstig)

• chemische Signale zu transportieren und aufzunehmen

12

Arterien im Gehirn:

Circulus Arteriosus Willisi

End-Arterien

Venen im Gehirn:

hydrostatischer Druck

Sinus Venosus mit starrer Wand

keine Venenklappen

Mikrozirkulation:

Innervation in Pia Gefäβe

keine Lymphgefäβe

BBB in den Kapillaren

2020.11.27.

7

13

Die Blut-Gehirn Schranke

Paul Ehrlich und Goldman (1913)

14

InterstitiumBlut

Na Pumpe

Na Kanal

Na-Cl Ko-Transporter

AS Transporter

Endothel

Glukose

AS keine Schranke bei:zirkumventrikulare OrganeArea PostremaEminentia MedianaCorpus PinealePlexus Choroideus

einfache Diffusion: Gase, lipidlösliche Substanzen usw.

erleichterte Diffusion: Glukose, AS, Milchsäure usw.

aktiver Transport: K+ Sekretion!

Endozytose und Transzytose: Eisen, Peptide

2020.11.27.

8

15

Transzytose als Transport durch die Blut-Gehirn Schranke

16

Durchblutungkontrolle im Gehirn

• starke Autoregulation: Perfusionsdruck ist relative konstant,

die Durchblutung bleibt konstant in einem breiten Bereich

• zerebrale Durchblutung steigt bei Hyperkapnie, Hypoxie, Hypoglikämie

• metabolische Aktivität erhöht den Blutstrom (fMRI, PET)

• extrinsische Innervation moduliert den Blutstrom

2020.11.27.

9

17

18

Atemgase und Vasomotorik im Gehirn

pCO2

Du

rch

blu

tun

g im

Ge

hir

n

2020.11.27.

10

19

Metabolische Regulation im Gehirn

lokal erhöhte Aktivität führt zu erhöhte Stoffwechsel und Durchblutung

(aktive Hyperämie („flow-metabolism coupling”))

aktive Hyperämie ist am wichtigsten Mechanismus der Durchblutung Kontrolle im Gehirn

2020.11.27.

11

21

Strom-Metabolismus Kopplung

Mechanismus unbekannt

• Hypoxie, Hyperkapnie, Hypoglikämie spielen keine Rolle

• metabolische Produkte: K+, Adenosin und Milchsäure, Prostaglandin Derivate

• neuronaler Mechanismus: Botenstoffe? Koppelungs-Neurone? VIP? NO?

Neuro-Vaskuläre Einheit

Strom-Metabolismus Kopplung

Epoxyeicosa trienoic acids (EET)Epoxyeicosa enoic acid (EE)

2020.11.27.

12

23

24

Der Liquor Cerebrospinalis

Aufgaben:

schützt, reduziert das Gewicht, versichert konstante Umgebung

grösstes transcelluläres Volumen: bis zum 150 ml

Zusammensetzung: Protein-freies Plasma, Na+ >, K+ < als im Plasma

Produktion: 500 ml/tag, aktiver Transport

das Schädel -Volumen ist mit drei Bestandteilen aufgefüllt:

Gehirn zu ca. 88%, Liquor zu ca. 9% und Blut 3-5%

"Monroe-Kellie-Doktrin”

Jede Zunahme eines dieser Kompartimente kann nur durch

Abnahme eines oder beider anderen Kompartimente

kompensiert werden, ohne dass es dadurch zum Druckanstieg

im Schädelinneren kommt.

2020.11.27.

13

25

Koronariendurchblutung

26

Koronariendurchblutung ist Phasisch!

Systole

Diastole

2020.11.27.

14

27

• phasische Durchblutung: in der linken Kammer variert der Blutstrom mit demHerzzyklus

• Autoregulation ist sehr stark• kein sympatischer Konstriktor-Tonus (β Dominiert?)• Durchblutung ist durch Metabolismus und NO kontrolliert • O2 Extraktion ist maximal (70-80 %): Durchblutung muss steigen wenn es nötig ist

2828

Vasodilatationdurch cAMP↑

2020.11.27.

15

29

Durchblutung der Skelettmuskulatur

30

Aufgaben:

• Durchblutung für Ruhe, Arbeit und Sport versichern

(bis zu 80 % des Herzzeitvolumens, von 1l/min � 18 l/min)

• Atmung, Bewegung, Muskelpumpe für den venösen Kreislauf

Kontrolle

• sympatischer vasokonstriktorischer Tonus: für systemische Kontrolle des Blutdruckes

• sympatische Vasodilatation (feed-forward, ACh, antizipatorische Vasodilatation?)

• aktive Hyperämie: Metaboliten (hoche Kapillarendichte (400/mm2))

• Adrenalin: Vasodilatation durch Beta 2 Rezeptoren

Durchblutung der Skelettmuskulatur

2020.11.27.

16

31

Sport / Arbeit und Kreislauf

+ chronotopische Wirkung

+ inotropische Wirkung

beta 2 Wirkung

symp. Vasokonstriktion

symp. Vasokonstriktion

bessere Pumpenaktivität

höcheres Herzzeitvolumen

Erklärung

symp. Vasodilatation in Muskel

32

Gastorintestinaler Kreislauf

2020.11.27.

17

33

Aufgaben:

• den Magen-Darm Trakt Metabolismus zu unterstützen

• Blutstrom konstant zu halten, um gastrointestinale Sekretion und

Reabsorption zu versichern

• post-prandiale Hyperämie: der Blustrom kann 6x - 8X steigen

• gastrointestinale Venen dienen als Blut-Reserve

Kontrolle:

• niedriger basaler, aber hoher konstriktor (sympatischer) Tonus

• parasympathische und enterale Neurone:

Vasodilatation in den aktiven Drüsen

Transmitter: ACh, VIP, NO

• metabolische Autoregulation während post-prandiale Hyperämie

34

Kreislauf in der haut

2020.11.27.

18

35

Die Haut

mäβige metabolische Aktivität

Ischemie ⇒ reaktive HyperemieLesionen ⇒ Axon Reflex

Durchblutung variert zwischen 5-50 % des HZVs, ist von Thermoregulation abhängig

Hautvenen dienen als Blutreserve

36

Akren:

sympatische Fasern, NA, alfa1 Rezeptoren an den Arteriolen und AV Anastomosen

Vasokonstriktion / Hemmung der Vasokonstriktion

Proximale Hautregionen:

sympatische Fasern (NA), alfa1 Rezeptoren an die Arteriolen

sympatische Fasern (ACh) an die Schweisdrüsen (Bradykinin Freisetzung)

2020.11.27.

19

Lernziel 32. Biologie der Atemwege, metabolische und endokrine Funktionen der Lunge

Biologie der Atemwege 1.

Reinigung, Erwärmung, Befeuchtung in den Nasenmuscheln (bis 10 µm)

Schutzreflexe:

Husten: laryngeale, tracheale mech., chemische Reize; aff. N. X.

Niesen: nasale, mech., chemische Reize; aff. N. V. und I.

Hering-Breuer reflex: Inflationsreflex; aff. N. X.

mukozilliäre Clearance (2-10 µm)

Clara Zellen (Keulenzellen): SP-A, SP-D

Mastzellen: bei der Wache

alveoläre Makrophagen (< 2 µm)

2020.11.27.

20

Biologie der Atemwege 2.

Kontrolle der Bronchialweite

sympatische (cAMP ) und parasympatische (cAMP ) Effekte

Mediatoren: Histamin, Leukotrien, Substanz P

Bronchomotorrischer Tonus

Was passiert mit den vasoaktiven Substanzen in der Lunge?

ACE und Lungen-Endothel