alles wat je altijd al wilde weten voor en over … · practicum . werkgroep 4 . interactief...

47
JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013) Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org! Inhoudsopgave DEEL 1: Fysiologie DEEL 2: Anatomie en histologie I. De bloedvoorziening van het hart II. De bloedvoorziening van de longen III. De bloedvoorziening van de nieren IV. De bloedvoorziening van de buikorganen V. Het vena portae systeem VI. De bloedvoorziening van de hersenen VII. De histologie van het circulatiesysteem DEEL 3: Farmacologie I. De verdeling van farmaca over het lichaam II. De verspreiding van farmaca III. Verdeling van de stoffen in het lichaam DEEL 4: Uitwerkingen Colleges Voorcollege Hoorcollege 3 en 4 Werkgroep 3 Practicum Werkgroep 4 Interactief College Interactive Physiology

Upload: danghanh

Post on 26-Feb-2019

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Inhoudsopgave DEEL 1: Fysiologie DEEL 2: Anatomie en histologie

I. De bloedvoorziening van het hart II. De bloedvoorziening van de longen III. De bloedvoorziening van de nieren IV. De bloedvoorziening van de buikorganen V. Het vena portae systeem VI. De bloedvoorziening van de hersenen VII. De histologie van het circulatiesysteem

DEEL 3: Farmacologie

I. De verdeling van farmaca over het lichaam II. De verspreiding van farmaca III. Verdeling van de stoffen in het lichaam

DEEL 4: Uitwerkingen Colleges Voorcollege Hoorcollege 3 en 4 Werkgroep 3 Practicum Werkgroep 4 Interactief College Interactive Physiology

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Deel 1: Organisatie van het cardiovasculaire systeem De belangrijkste rol van het circulatie systeem is het verspreiden van opgeloste gassen en andere moleculen, zodat er voeding, groei en reparatie plaats kan vinden. Andere functies zijn:

• Snel doorgeven van chemische signalen via hormonen en neurotransmitters • Afvoer van warmte, door warmte door te geven van het binnenste van het lichaam naar de

buitenkant • Afweer tegen micro-organismen

De menselijke circulatie wordt tot stand gebracht door het hart. Het hart is eigenlijk twee pompen in één, omdat het bestaat uit een linker en een rechterkant. Met elke hartslag leveren de ventrikels de energie die noodzakelijk is om het bloed in het vasculaire systeem te pompen. We kunnen de circulatie verdelen in een systemische en een pulmonale circulatie. De pulmonale circulatie gaat vanuit het rechter ventrikel naar de longen en wisselt zuurstofarm bloed in voor zuurstofrijk bloed. Vervolgens komt het zuurstofrijke bloed in het linker atrium. De systemische circulatie voorziet de rest van het lichaam vanuit het linker ventrikel van zuurstofrijk bloed en voert zuurstofarm bloed af naar het rechter atrium. We kunnen het vasculaire systeem ook verdelen in een hoge-druk gedeelte (vanaf het linker ventrikel tot de systemische capillairen) en een lage-druk gedeelte (vanaf de systemische capillairen, naar het rechterventrikel en door de longcirculatie tot het linker atrium). Het bloed wordt gezien als een apart orgaan, dat cel-cel adhesie en bloedstolling voorkomt/reguleert. De vaten kunnen reageren op de veranderende metabolische behoefte van weefsels. Daarnaast zijn zij zelf-vernieuwend. De endotheelcellen die de vaten bekleden, herstellen beschadigd endotheel en kunnen nieuwe vaten opbouwen (angiogenese). Enkele levensbedreigende ziekte worden veroorzaakt door falen van het hart, bloed of de vaten. De wet van ohm, hemodynamica Een belangrijke wet om de stationaire stroming van het bloed te kunnen begrijpen, is de wet van Ohm: ΔV = I * R voor elektriciteit ΔP = F * R voor vloeistoffen Waarin ΔP het drukverschil tussen twee punten is, F de hoeveelheid bloed en R de weerstand tussen de twee punten. De weerstand is op verschillende manieren te berekenen. Voor de weerstand over een serie schakeling geldt: Rtotaal = R1 + R2 + R3 Voor de weerstand over een parallel schakeling geldt: 1/R

+ ... totaal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

+ ...

In werkelijkheid blijkt de druk tussen het hoge-druk gedeelte (aorta) en het lage-druk gedeelte (vena cava) redelijk constant. Deze drukverschillen worden in stand gehouden door het hart, zodat er een constante stroom van bloed blijft. Het bloed stroomt van hoge naar lage druk gebieden. Het kan via vele verschillende wegen van het linker ventrikel naar het rechter atrium komen. Deze wegen staan in het onderstaande figuur afgebeeld.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Figuur 17-3 Boron en Boulpaap, Medical Physiology Drukken in de circulatie De bloeddruk wordt altijd gemeten als een drukverschil tussen twee punten. We kunnen in de circulatie drie verschillende drukken onderscheiden:

• Driving force: dit is de druk die er voor zorgt dat bloed van punt A naar punt B stroomt. Tussen punt A (arterieel) en B (veneus) is een druk verschil, dat veroorzaakt wordt door het hart.

• Transmurale druk: het verschil tussen de druk binnen het vat en buiten het vat. Omdat bloedvaten uitrekbaar zijn, is de transmurale druk afhankelijk van de diameter van het vat, dat de weerstand bepaald. .

• Hydrostatische druk: dit is de druk die ontstaat als gevolg van de zwaartekracht, die op de dichtheid van het bloed werkt. Deze druk is vooral van belang, wanneer het individu rechtop staat.

De totale hoeveelheid bloed die per minuut door het hart weggepompt wordt is de cardiac output (CO). Het hart pompt per minuut ongeveer 5 liter rond. Tijdens inspanning kan dit met een factor 5 toenemen. De output tijdens één hartslag wordt het slagvolume genoemd. CO (cardiac output) = f (frequentie) * SV (slagvolume) CO is afhankelijk van lichaamsgrootte. Daarom wordt ook wel de cardiac index gebruikt: L/min/m2 Waarbij m2

stat voor lichaamsoppervlak.

Het principe van continue bloedstroom stelt dat de hoeveelheid bloed die het pulmonaire of systemische circuit wordt ingepompt, gelijk moet zijn aan het volume dat hetzelfde circuit verlaat. Daarom moet de CO van linker en rechter ventrikel gelijk zijn.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

De wet van Poisseuille De wet van Poisseuille houdt in: F = ΔP * (πr4

1. F (flow) is de verplaatsing van volume per tijdsunit: F=ΔV/Δt. F is direct evenredig met ΔP (het drukverschil). 1/weerstand (R) is evenredig met de constante (πr

/ 8ηL)

4)

2. F (flow) is direct evenredig met de vierde macht van de straal van het vat. Hieruit blijkt dat de straal van het bloedvat erg veel invloed heeft op de weerstand van het vat.F (flow) is omgekeerd evenredig met de lengte (L) van het vat en de viscositeit (η) van het bloed.

/ (8ηL).

Dus deze wet stelt dat de bloedstroom afhankelijk is van het drukverschil en de weerstand, die wordt veroorzaakt door de straal en de lengte van het vat en de viscositeit van het bloed. Om de weerstand van een vat te bereken kan de wet van Ohm omgeschreven worden tot: R = ΔP/F. De weerstand kan vervolgens worden uitgedrukt in mmHg (millimeterkwikdruk). De wet van Ohm kan op alle vaten worden toegepast. De wet van Poisseuille geldt echter alleen voor rigide, cilindrische, onvertakte vaten (ideaal vat). Wanneer de flow voldoet aan de voorwaarden voor de wet van Poisseuille kunnen we de volgende formule gebruiken voor het berekenen van de weerstand: R = (8/π) * ((ηL)/r4

).

Voorwaarden voor de wet van Poisseuille zijn: • De vloeistof moet onsamendrukbaar zijn. • De buis moet recht, rigide, cilindrisch en onvertakt zijn en een constante straal hebben. • De snelheid van het dunne vloeistof laagje aan de wand moet nul zijn. • De stroming moet laminair zijn. (de vloeistof moet zich voortbewegen in concentrische,

ongestoorde lagen, zonder van de ene naar de andere laag te verplaatsen). • De stroming moet regelmatig zijn (dus geen pulsaties). • De viscositeit van de vloeistof moet constant zijn.

Viscositeit (n) Viscositeit is de mate van glibberigheid tussen twee lagen vloeistof (de stroperigheid). Shear stress is de kracht die nodig is om een vloeistoflaagje ten opzichte van een ander vloeistoflaagje te laten bewegen, deze wordt uitgedrukt als de kracht per eenheid van oppervlak (F/A). De shear rate is dan de snelheidsverandering van een laagje ten opzichte van het andere (Δv/Δx) en geeft dus de snelheidsgradiënt aan. η = shear stress/shear rate.

De vloeistoflaagjes van bloed zijn concentrische cilinders. Elk van deze laagjes beweegt ten opzichte van elkaar. Door de cohesiekrachten van de bloedvatwand kan het laagje bloed (0), dat tegen de wand ligt, niet bewegen. het volgende vloeistoflaagje (1) beweegt ten opzichte van laagje 0, maar langzamer dan het volgende laagje (2). Dus de snelheid van de vloeistoflaagjes neemt toe, naarmate het laagje meer in het centrum ligt.

Figuur 17-5B Boron en Boulpaap, medical Physiology Volgens de wet van Ohm geldt dat als de driving pressure toeneemt, de flow lineair toe zal nemen (ΔP = F * R). In cilindrische vaten geldt dit inderdaad tot een zeker punt. Wanneer het volume echter enorm toeneemt geldt het lineaire verband niet langer. Het bloed stroomt dan niet meer laminair, maar turbulent (zie afbeelding). Door turbulentie verliest het bloed kinetische energie en neem F af.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Turbulentie komt voor wanneer de straal van het bloedvat groot is, de snelheid hoog is, door plotselinge vernauwingen in het bloedvat of door een lage viscositeit. Het herkennen van turbulentie is erg simpel: wanneer normaal naar laminaire stroom wordt geluisterd, is de stroom stil. Turbulentie geeft geruis en trillingen. Bloeddruk Omdat het hart een tweezijdige pomp is met een linker en een rechter kant en samentrekt op een cyclische manier, is de stroming van het bloed pulserend. Het hart heeft een vullende en een ejecterende fase. De bloeddruk varieert tussen een hoge druk tijdens de systole (120 mm Hg) en een lage druk tijdens de diastole (80 mm Hg). Het verschil tussen de systolische en diastolische druk is de polsdruk. Om de gemiddelde bloeddruk te bereken kan je de volgende formule gebruiken: gemiddelde bloeddruk = Pdiast. + (Psyst. – Pdiast.)/3. Oorzaken van druk Vier factoren helpen de druk in de circulatie te generen: zwaartekracht, compliantie van de vaten, viskeuze weerstand en traagheid.

• De zwaartekracht veroorzaakt een hydrostatisch drukverschil wanneer er een verschil in hoogte is. De referentie hoogte is de hoogte van het hart, deze stellen we gelijk aan 0. Wanneer een persoon ligt, is er geen hydrostatische kracht. Het hele lichaam is op dezelfde hoogte als het hart. Wanneer een individu rechtop staat is er wel sprake van een hydrostatische kracht. De bloeddruk in de voeten zal dan groter zijn dan de bloeddruk in het hoofd wanneer je rechtop staat. De driving force ΔP blijft echter gelijk.

• In vaten met een lage rekbaarheid geldt dat als het volume in het vat toeneemt, de transmurale druk ook toeneemt. Wanneer het bloedvat extreem rekbaar zou zijn, kunnen we vloeistof toevoegen zonder dat de druk verhoogd. Bloedvezels liggen tussen deze twee extremen. Wanneer volume wordt toegevoegd zullen zij in kleine maten uitrekken en de intravasculaire druk zal ook verhogen.

• De viskeuze weerstand van bloed veroorzaakt bij stroming een axiaal drukverschil. • Tijdens de pulsaties verandert de bloedstroom van snelheid. Dit leidt tot veranderingen in

intravasculaire druk. Het meten van de bloeddruk De meest directe benadering is het inbrengen van een katheter met een open topje, die en bepaalde richting op kan wijzen. De katheter staat in verbinding met een apparaat dat de druk kan vertalen. Om de druk van het rechter hartgedeelte te meten, wordt de katheter via aderen in de vena cava gebracht. Om de druk van het linker hartgedeelte te meten, wordt de katheter in de arteria brachialis gebracht. Vanuit daar kan deze naar de aorta worden gevoerd. Meting van de veneuze druk gebeurt vaak in de vena jungularis.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

De bloeddruk kan ook indirect worden gemeten met behulp van een bloeddrukmeter. Hierbij wordt een band om de arm van de patiënt gewikkeld. Deze band wordt met lucht gevuld, waardoor er een druk boven de verwachte systolische druk wordt gegenereerd. Hierdoor stopt de bloedstroom in de onderliggende arteria brachialis. Vervolgens wordt de druk langzaam verminderd. Wanneer het net mogelijk is om de radiale puls te horen/voelen, wordt de systolisch druk geregistreerd. wanneer de druk verder vermindert en de diastolische druk bereikt, verdwijnt de puls weer. Op dit moment wordt de diastolische druk geregistreerd. Bloed Bloedplasma = bloed zonder cellulaire elementen. Dit is een extracellulaire vloeistof waarin vele eiwitten, elektrolyten, vetten en koolhydraten aanwezig zijn. Daarnaast bevat bloed cellulaire elementen: rode bloedcellen, witte bloedcellen en bloedplaatjes. Het totale bloedvolume van een vrouw is 70 mL/Kg lichaamsgewicht en van een man 80 mL/Kg lichaamsgewicht. De plasma-eiwitten zorgen voor een osmotische druk. Veel voorkomende plasma-eiwitten zijn: albumine, fibrinogeen, globuline en andere stollingsfactoren. Albumine komt het meest voor in het bloed. Albumine wordt in de lever gemaakt en zorgt voor de osmotische druk. Daarnaast dient het als transporteiwit voor steroïde, bilirubine, galzouten en vetzuren. De hematocriet is het deel van het totale bloedvolume dat wordt ingenomen door (rode) bloedcellen (weergegeven in een fractie of percentage). Deze bedraagt ongeveer 40% voor vrouwen en 45% voor mannen. Serum = bloedplasma zonder fibrinogeen en andere stollingsfactoren. Fibrinogeen speelt een belangrijke rol bij de stolling van bloed. Fibrinogeen splitst in fibrine monomeren, die een netwerk vormen. Hierin blijven RBC, WBC en bloedplaatjes hangen. Er ontstaat een stolsel. Interactie met myosine en actine zorgt voor krimping van de beschadiging. Fibrinogeen wordt geproduceerd door de lever. Een ander belangrijk bloedeiwit is globuline. Hiervan bestaan verschillende subtypes. Immunoglobulines worden gesynthetiseerd door B-lymfocyten en plasmacellen. Deze spelen een rol bij afweer. Andere globulines worden gesynthetiseerd door de lever. Deze kunnen stoffen binden en vervoeren. Beenmerg Beenmerg is de oorsprong van de meeste bloedcellen. Hier is een groep stamcellen (LT-HSC) te vinden, die multipotent en zelf vernieuwend zijn. Op bladzijde 452 van BB is een schema van de ontwikkeling van de bloedcellen te vinden. Uit LT-HSC ontstaan ST-HSC, deze stamcellen kunnen zich verder differentiëren. Uiteindelijk ontstaan via een aantal tussenvormen erytrocyten, megakaryocyten (voor bloedplaatjes), eosinofiele/basofiele/neutrofiele granulocyten, monocyten/macrofagen, B- T-lymfocyten en natural killer cellen. Oplosbare factoren, die ook wel cytokines worden genoemd, reguleren de ontwikkeling van de verschillende cellen.

- GM-CSF = granulocyt-macrofaag colony stimulating factor, stimuleert de ontwikkeling van eosinophils, neutrophils en monocyten/macrofagen.

- G-CSF = granulocyt colony stimulating factor, stimuleren de ontwikkeling van granulocyten en - M-CDF = macrofaag colony stimulating factor, stimuleert de ontwikkeling van

monocyt/macrofagen. - IL-3 en IL-5 = interleukins. IL-3 heeft effect op veel differentiaties. IL-5 stimuleert de vorming van

oesinophil. - TPO = thrombopietin, stimuleert de vorming van megakaryocyten, waardoor het aantal

bloedplaatjes toeneemt. - EPO = erythropoietin, wordt geproduceerd door de nier. Zij stimuleren de aanmaak van rode

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

bloedcellen. Rode bloedcellen Het grootste deel van het bloed bestaat uit rode bloedcellen (erythrocyten). Rode bloedcellen bestaan vooral uit hemoglobine. De rode bloedcel dankt zijn vorm aan het cytoskelet. Deze typische vorm zorgt ervoor dat de oppervlakte relatief groot is ten opzichte van het volume, waardoor er meer diffusie plaats kan vinden. De rode bloedcel vervult drie taken:

1. Het vervoeren van O22. Het vervoeren van CO

van de longen naar de weefsels 2

3. Helpen bij het bufferen van zuren en basen van de weefsels naar de longen

Omdat rode bloedcellen geen kern of andere organellen bevatten, kunnen zij geen eiwitten synthetiseren of glucose oxideren. Om toch energie te verkrijgen, maken RBC gebruik van glycolyse. Witte bloedcellen Witte bloedcellen (leukocyten) kunnen in twee groepen verdeeld worden: granulocyten en lymfocyten & monocyten. De granulocyt is vernoemd naar de aanwezigheid van granulen in het cytoplasma van de cel. De granulocyt kan verder verdeeld worden in neutrofiele granulocyten, eosinofiele granulocyten en basofiele granulocyten. Vaak zijn granulocyten kleiner dan myocyten en is de kern onregelmatig gevormd. Elk van de verschillende granulocyten hebben andere stoffen in hun granule, waardoor zij onder verschillende omstandigheden werkzaam zijn. Neutrofiele granulocyten fagocyteren en vernietigen bacteriën. Eosofiele granulocyten werken vooral tegen parasieten en virussen. Basofiele granulocyten spelen een rol bij allergische reacties. De lymfocyt en monocyt bevatten geen granulen. Lymfocyten kunnen verder verdeeld worden in T lymfocyten en B lymfocyten. T lymfocyten (T-cellen) zijn verantwoordelijk voor de cellulaire immuniteit. B lymfocyten kunnen transformeren in plasmacellen wanneer zij in interactie komen met antigenen in het bijzijn van T-cellen. De plasmacellen kunnen vervolgens antilichamen aanmaken en uitscheiden (humorale immuniteit). T-lymfocyten worden gerijpt in de thymus en B-lymfocyten in het beenmerg. Monocyten bevinden zich het grootste deel van de tijd in perifere weefsels waar zij zich ontwikkelen tot macrofagen. Macrofagen spelen een rol in de fagocytose en in het presenteren van antigenen aan lymfocyten. Bloedplaatjes Bloedplaatjes worden ontwikkelt in het beenmerg uit megakaryocyten, die elk duizenden bloedplaatjes vormen. De levensduur van bloedplaatjes is ongeveer 10 dagen. Zij bevatten actine en myosine, a-granules en dense-core granules. Deze factoren zijn belangrijk voor de bloedstolling. Beïnvloeden van de viscositeit Volbloed is een niet-newtoniane vloeistof: de stoffen in bloed zijn niet homogeen verdeeld.. De relatie tussen shear stress en shear rate is hierdoor niet lineair. Er is een bepaalde drempelkracht nodig om het bloed in beweging te krijgen. Wanneer de shear rate vervolgens verder toeneemt wordt de relatie tussen shear stress en shear rate wel lineair met een helling die overeenkomt met een viscositeit van 3,2 cP.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

De viscositeit van bloed hangt af van:

- Fibrinogeen concentratie - Hematocriet - Straal van de vezels - Lineaire snelheid - Temperatuur

Wanneer de hematocriet en de concentratie van het fibrinogeen in het plasma toenemen zal ook de viscositeit van het bloed toenemen. De viscositeit neemt af wanneer de straal van het vat kleiner is. Dit komt doordat het cel-arme plasma makkelijker in de kleinere aftakkingen stroomt, dan het cel rijke bloed. De viscositeit neemt toe bij lagere temperaturen. Tot slot heeft bloed bij een lagere stroomsnelheid een lagere shear rate, waardoor de viscositeit groter is. Bloedstolling Normaal is bloed in vloeibare staat, omdat het niet in contact komt met negatief geladen oppervlakken, die de intrinsieke stollingsreactie activeren of weefsels die een extrinsieke route activeren. Daarnaast houden de trombolyse- en stollingsroutes elkaar in evenwicht. Sterker nog: plasma bevat eiwitten die fibrine kunnen afbreken en zo bloedstolsels oplossen. Hemostase wordt bereikt door 4 methode:

1. Vasoconstrictie De straal van het bloedvat neemt af, waardoor de druk wordt verhoogd en de bloedstroom afneemt. De vasoconstrictie wordt tot stand gebracht door chemische bijproducten (thromboxane A2, serotonine), die vrijkomen bij het vormen van een stolsel. Daarnaast wordt het endotheel gestimuleerd om endotheline vrij te maken (een krachtige vasoconstrictor)

2. Verhoogde weefseldruk De transmurale druk wordt verhoogd, waardoor het bloedvat meer in elkaar wordt gedrukt. De straal van het bloedvat en dus de bloedstroom neemt af.

3. Formatie van een afsluiting (plug) van bloedplaatjes in geval van een capillaire bloeding Dit proces wordt tot stand gebracht door adhesie, activatie en aggregatie.

o Adhesie: normaal kleven bloedplaatjes niet aan elkaar of aan endotheelcellen, omdat zij beide een negatief oppervlak hebben. Adhesie gebeurt als respons op een vergrootte shear-kracht door vaatbeschadiging of hormonale signalen. Als reactie op de hogere shear-kracht worden stoffen uitgescheiden. Deze binden aan bloedplaatjesreceptoren (glycoeiwitten op het bloedplaatje), waardoor de adhesie plaats vindt. Stoffen die binden aan de receptor zijn: vWF, collageen, fibrinectine en lamine.

o Activatie: de binding van een ligand triggert een conformatieverandering van het bloedplaatjes en een intracellulaire signaleringsroute. Geactiveerde bloedplaatjes exocyteren hun compacte granules met ATP, ADP, serotonine en Ca++ en hun a-

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

granules met verschillende groei- en stollingsfactoren. o Aggregatie: door de uitgescheiden stoffen worden steeds meer bloedplaatjes geactiveerd.

Door de conformatie verandering wordt fibrinogeen gebonden. Fibrinogeen vormt bruggen tussen verschillende bloedplaatjes, waardoor een afsluiting wordt gevormd.

4. Stolling/vorming van een korstje Een korstje en trombus bestaat uit bloedplaatjes, fibrine, erytrocyten, leukocyten en serum. Vorming van een afsluiting (plug) of formatie van een korstje lijken sterk op elkaar. Stolling wordt gestimuleerd door vaatbeschadiging. Hierdoor komt het bloed in contact met trombose-factoren die onder de endotheel laag liggen. Of doordat een ligand aan een bloedplaatjesreceptor bindt (eerder besproken). We onderscheiden twee signaalroutes:

o Intrinsieke route: wanneer bloed in contact komt met een negatief geladen oppervlak. o Extrinsieke route: wanneer bloed in contact komt met materiaal van beschadigde

celmembranen. Beide processen zorgen voor het activeren van stollingsfactoren. Hierdoor wordt protrombine omgezet in thrombine, dat vervolgens fibrinogeen omzet in fibrine. Fibrine vormt een stabiel netwerk, waarin bloedplaatjes en ander bloedcellen worden gevangen.

Arteriën en venen We kunnen de arteriën zien als een distributie systeem, de microcirculatie als een diffusie en filtratie systeem en de venen als collectie systeem. Van de aorta naar de capillairen neemt het aantal vaten toe (4*107

). Door sfincters kan de stroming door de capillairen worden geregeld: ¼ deel van deze capillairen is open tijdens rust. Uiteindelijk verzamelt al het bloed zich weer in één ader: de vena cava.

Door de vertakking naar capillairen neemt de straal van de individuele vaten af en de cross-sectional area (totale doorsnede van de vaten) neemt toe. De stroomsnelheid neemt af in de capillairen. Hierdoor kan hier goed uitwisseling plaats vinden. Tenslotte blijft de totale bloedstroom per compartiment gelijk, zodat de continue bloedstroom worden behouden. In één enkele capillair neemt de bloedstroom echter wel af ten opzichte van de aorta, maar de bloedstroom wordt verdeeld over meerdere capillairen. Het totale bloedvolume is niet gelijkwaardig over de verschillende compartimenten verdeeld. Ten eerste zit het meeste bloed in de systemische circulatie (85%). Er zit 10% in de pulmonale circulatie en 5% in de ventrikels (5%). Daarnaast kan een verdeling van het bloedvolume worden gemaakt tussen het hoge-druk systeem (15%), het lage-druk systeem (85%) en de ventrikels (5%). In de systemische circulatie is het grootste bloedvolume aanwezig in het veneuze systeem. Dit laat de reservoir functie van de venen zien. Bovenstaande staat weergegeven in figuur 19-1 uit Boron en Boulpaap, Medical Physiology. De circulatie tijd is de tijd die het bloed nodig heeft om de totale circulatie te doorlopen. Deze is ongeveer 1 minuut. Intravasculaire druk De intravasculaire druk in de systemische circulatie is vele malen hoger dan die in de pulmonale circulatie. Zoals eerder gezegd is de CO van beiden ventrikels gelijk. Het verschil in druk wordt veroorzaakt doordat. De totale weerstand van de systemische circulatie hoger is dan de weerstand van de pulmonale circulatie. Hierdoor is de driving pressure 95 mm Hg in de systemische circulatie. Tegenover 15 mm Hg in de pulmonale circulatie. Zoals eerder gezegd kan de circulatie worden verdeeld in:

- Hoge-druksysteem: contraherend linker harthelft tot de systemische arteriolen. - Lage-druksysteem: systemisch capillairen , systemische venen, rechter harthelft, pulmonale

circuit tot het relaxerende linker harthelft Het drukverval tussen beide systemen wordt veroorzaakt door de weerstand van de arteriolen. Het drukverschil is afhankelijk van bloedstroom en weerstand (ΔP=F*R). De van vaten wordt sterk bepaald door de diameter. Dus het drukverval tussen de twee systemen wordt veroorzaakt door verandering in

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

de diameter van vezels. Het blijkt dat de het grootste drukverval niet in de capillairen, maar in de arteriolen plaats vindt. Dit komt doordat capillairen veel parallel geschakeld zijn. De totale weerstand is hierdoor kleiner (1/Rtotaal = 1/R1 +1/R2 + …). De arteriolen hebben dus een erg grote weerstand, waardoor hier het grootste drukverval optreedt. Opbouw van bloedvaten De wand van bloedvaten bestaat uit drie lagen; de lamina intima, media en adventitia. De enige uitzondering hierop zijn de capillairen. Deze wanden zijn alleen opgebouwd een intima van endotheelcellen, die gelegen is op een basale lamina. De wanden van vaten zijn opgebouwd uit endotheelcellen, elastische vezels, collageen en gladde spiercellen. In onderstaande figuur staat weergegeven hoe deze componenten aanwezig zijn in verschillende vaten. Naast deze basis componenten innerveren fibroblasten, zenuwuiteinde , bloedcellen en andere extracellulaire stoffen de intima.

Endotheelcellen vormen een enkele cellulaire-laag die de binnenkant van vasculaire organen bekleed. Juncties houden de endotheelcellen aan elkaar (vooral in arteries, minder in venen). De hoeveelheid elastine en collageen in de wand van de vaten heeft invloed op de elasticiteit en compliantie (rekbaarheid) van de vaten. Elastine en collageen zijn in alle vaten aanwezig behalve in capillairen en venulen. Gladde spiercellen zijn in elastische arteries spiraalsgewijs gerangschikt. In musculaire arteries zijn de spiercellen meer in ringen/helices gerangschikt. De gladde spiercellen oefenen bij contractie extra druk op de bloedstroom uit. Omdat bloedvaten elastisch zijn, geldt de wet van Poiseuille niet langer. Deze wet voorspelde een lineaire verband tussen druk en bloedstroom bij rigide buizen. In werkelijkheid is het verband niet lineair: de bloedstroom neemt steeds meer toe naarmate de druk hoger wordt.de reden hiervoor is dat toename in driving-pressure ook de transmurale druk laat stijgen. Hierdoor zullen vaten gaan uitzetten vanwege de elastische eigenschappen. Omdat de straal groter wordt, daalt de weerstand en neemt de bloedstroom toe. Arteriën hebben een kleine capaciteit voor volume, maar ze kunnen grote transmurale drukken weerstaan. Venen hebben daarentegen een grote capaciteit voor volume, maar kunnen niet goed tegen grote transmurale drukken. Deze verschillen kunnen worden verklaard door verschilt compliantie van de wanden. Compliantie (rekbaarheid) is afhankelijk van de elastische eigenschappen van de wanden en kan worden berekend met de volgende formule: C = ΔV/ΔP. Hoe steiler de druk-volume diagram, hoe groter de rekbaarheid is. De hoge compliantie van elastische arteriën zorgt ervoor dat arteriën kunnen functioneren als weerstanden. Wanneer er extra volume aan de arterie wordt toegevoegd, wordt het vat meer uitgerekt

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

wordt en neemt de transmurale druk toe. Venen gedragen zich anders: in eerste instantie, als de druk laag is, is de rekbaarheid erg hoog. Dit wordt veroorzaakt doordat de venen de vorm van een ellips hebben. Bij grotere druk wordt de vene eerst cirkelvormig. Hierdoor kunnen venen een grote hoeveelheid bloed accepteren, zonder dat de druk veel toeneemt. Wanneer de ronde vorm is bereikt, kan de vene extra volume niet meer opvangen door vormverandering. De rekbaarheid (C) van de wand is erg laag, waarna het druk bij extra volume snel toeneemt. Doordat venen in eerste instantie veel extra bloedvolume kunnen accepteren, functioneren zij als opslagplaats voor bloed. Invloed van veroudering op vaten Gedurende de groei stijgt de compliantie van de aorta in eerste instantie, maar vanaf oudere leeftijd begint deze te dalen. Dit wordt veroorzaakt door atherosclerose. Door deze vaatverstijving veroorzaakt de ejectie van een normaal volume door het hart een grote druk verandering. De polsdruk wordt groter. Daarnaast treedt er tijdens veroudering progressieve fibrose van de vaatwand op en stijgt de hoeveelheid collageen. Er is steeds meer druk nodig om de vaatwand te kunnen uitrekken. Hierdoor blijft de straal van de vaten ook bij grote druk relatief klein. Actieve spanning Gladde spiercellen in de vaatwand kunnen actieve spanning uitoefenen door te contraheren. Stimulatie van de gladde spiercellen, leidt tot contractie en dus verkleining van de diameter. De microcirculatie De microcirculatie bestaat uit de cappilairen tussen de arteriolen en de venulen. Deze voorzien de weefsel van zuurstof en voedingsstoffen en voeren afvalstoffen af. Daarnaast hebben capillairen ook een functie bij hormoonverspreiding en afweer. Precapallaire sfincters, die in de overgang tussen arteriole en capillairen liggen, bepalen de toevoer van bloed naar segmenten van het netwerk. Capillairen bestaan uit één laag endotheel. De cellen zijn gekoppeld via interendothele junctions. Om het vat ligt een basale lamina van collageen. De vaatwand is extreem dun en de binnendiameter van het vat is 2-5 μm. Capillairen kunnen in drie groepen worden verdeeld:

1. Continue capillairen: De meest voorkomende vorm, met interendotheliale junctions. Kleine stofjes kunnen tussen de cellen door treden.

2. Gefenstreerde capillairen: De endotheelcellen zijn dun en hebben een soort gaatjes verspreid over het membraan (fenestraties). Deze fenestraties worden wel bedekt door de basale lamina.

3. Discontinue capillairen: Er zitten grote gaten tussen de endotheelcellen. De basale lamina is ook niet intact.

Capillairen monden uit in een venule, die het bloed terug naar lage-druk venen brengt. Vervolgeng brengen de venen het bloed terug naar het hart. Uitwisseling van gassen Gassen diffuseren via een trancellulaire route door het membraan en cytosol van de endotheelcellen in het omliggende weefsel. Het meest gebruikte model voor het beschrijven van de uitwisseling van gassen is het model van Krogh. Het model voorspelt hoe de concentratie zuurstof in het lumen van het capillair daalt, als gevolg van het diffunderen van zuurstof naar omliggende weefsels. De zuurstof concentratie op een plaats in het capillair hangt af van verschillende factoren:

• De concentratie vrij zuurstof in het bloed dat naar de capillairen wordt aangevoerd (dus de concentratie in de arteriolen).

• De zuurstofgehalte van het bloed. Minder dan 2% van de totale hoeveelheid zuurstof is opgelost in het bloed, de rest is aan hemoglobine gebonden.

• De bloedstroming in het capillair (F). • De radiale diffusie coeffecient (Dr• De straal van het capillair.

), die de diffusie van zuurstof bepaalt.

• De straal van het weefsel dat om het capillair heen ligt. • De zuurstofconsumptie van het weefsel. • De lengte van het capillair.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Al deze factoren samen bepalen de vorm van het concentratieverloop in bloed en weefsel. Uitwisseling van vloeistoffen en oplosbare stoffen De endotheelcellen vormen een barrière voor hydrofiele stoffen. Kleine hydrofiele stoffen kunnen het endotheel passeren paracellulaire diffusie (via de interendothele junctions). Diffusie van een bepaalde stof wordt bepaald door permeabiliteit en de concentratiegradiënt. Polaire moleculen hebben een lage permeabiliteit en worden daarom getransporteerd via met water gevulde poriën of fenestraties. De uitwisseling van vloeistoffen over capillairen kan transcellulair of paracellulair verlopen. Een voorbeeld van transcellulaire uitwisseling is het uitwisselen van water via actieve water kanalen, zoals aquaporines. Paracellulaire uitwisseling verloopt via interendotheliale spleten, fenestrae of gaten in het capillair. Uitwisseling van macromoleculen Macromoleculen kunnen de discontinue capillairen verlaten via de gaten. In andere capillairen vindt transport van macromoleculen plaats via transcytose (blaasjes transport). Starling mechanisme De uitwisseling van vloeistoffen komt tot stand als gevolg van twee soorten drukken: de hydrostatische druk en de colloïd osmotische druk. De hydrostatische druk in het starling mechanisme is niet gelijk aan de eerder besproken hydrostatische druk, die door de zwaartekracht wordt veroorzaakt. In de context van capillaire uitwisseling is de hydrostatische druk het verschil tussen intravasculaire druk en extravasculaire druk. Deze is van belang voor de filtratie in capillairen. De colloid osmotische druk is het verschil in eiwitconcentratie tussen binnen en buiten het vat. Vooral plasma eiwitten (albumine, globuline en fibrinogeen) dragen bij aan deze druk. De colloíd osmotische druk is van belang voor de reabsorptie in capillairen. . Wanneer de concentratie plasma-eiwitten in het bloed hoger is dan de concentratie in het omliggende weefsel zal er water van het weefsel de bloedbaan in gezogen worden. De colloïd osmotische druk varieert over de lengte van het capillair. Het omliggende weefsel neemt gemiddeld 1% van het plasma op. Hierdoor wordt de eiwitconcentratie aan het eind van het capillair iets hoger en neemt de colloïd osmotische druk daar dus iets toe. Deze stijging is echter heel klein en daarom niet erg relevant.

Zolang de hydrostatische druk hoger is dan de colloïd osmotische druk vindt er filtratie plaats. Dit gebeurt aan het begin van het capillair. Er stroomt plasma uit het capillair. Hierdoor wordt de hydrostatische druk steeds lager. Zodra de colloïd osmotische druk hoger is (aan het eind van het capillar), vindt er absorptie plaats. De mate van filtratie of absorptie verschilt per weefsel. In dit figuur is er meer filtratie dan absorptie. Vocht dat niet wordt heropgenomen kan worden afgevoerd door lymfe.

Figuur 20-9B, Boron en Boulpaap Medical Physiology Lymfe Lymfevaten ontstaan in het interstitium als kanalen met een dunne wand van endotheelcellen. Ze lijken

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

op capillairen maar hebben minder tight junctions en adhesie moleculen, waardoor de endotheelcellen elkaar kunnen overlappen en primaire lymfeklepjes ontstaan. Via deze kleppen kan er vloeistof vanuit het interstitium de lymfevaten instromen. In deze kleine vaatjes zitten geen gladde spiercellen. Het sluiten en openen van de primaire klepjes berust op een drukverschil tussen interstitium en het lumen van het lymfevat. Wanneer de druk in het interstitium hoog is openen de klepjes en stroomt vloeistof het lymfelumen in. Wanneer de druk in het lumen hoog is, sluiten de klepjes. De grotere lymfevaten lijken op kleine venen. Ze bestaan uit endotheelcellen en gladde spiercellen. Deze lymfe vaten hebben secundaire kleppen, waardoor het lymfe maar in één richting kan stromen. Wanneer de kleine lymfevaatjes zich vullen via de primaire microkleppen, zijn de secundaire kleppen gesloten. Wanneer de microkleppen zijn gesloten, wordt het lymfe in de kleine vaatjes door externe druk van skeletspieren gestuwd en openen de secundaire kleppen. De lymfe stroomt verder naar de grotere lymfevaten. De gladde spiercellen van de grotere lymfevaten kunnen contraheren om het lymfe verder te stuwen richting de venen. Lymfe knopen zijn gelegen op routes van meerdere samenkomende lymfe vaatjes. De grote lymfevaten komen uiteindelijk uit in de linker en rechter v. subclavia. Kortom er zijn drie belangrijke verbindingswegen voor extracellulaire vloeistof:

- Cardiovasculaire circulatie - Transvasculaire uitwisseling - Lymfatische circulatie

Regulatie van de microcirculatie De spierspanning van de gladde spiercellen en sfincers in arteriolen bepalen de toegangsweerstand tot de capillairen. Deze weerstand wordt ook wel de precapillaire weerstand genoemd. De totale weerstand van capillairen is de precapillaire weerstand samen met de weerstand van de capillairen zelf en de postcapillaire weerstand. Door de contractiliteit van gladde spiercellen te reguleren kan de precapillaire weerstand en dus de perfusie van een bepaald weefsel beïnvloed worden. Contractie kan worden veroorzaakt door verhoging van Ca++ in de gladde spiercellen. Relaxatie wordt veroorzaakt door Regulatie van de microcirculatie kan door verschillende mechanisme:

- Extrinsiek o Autonome zenuwstelsel o hormonen

- Intrinsiek = lokale regelmechanisme van het capillair of omliggende weefsel. o Myogene activiteit: activiteit van de gladde spiercellen als reactie op rekgevoelige kanalen

in de cellen. Deze reageren op uitrekking van de wand. Activatie van de kanalen leidt tot depolarisatie en dus contractie.

o Weefselmetabolieten PO2 (laag PO2 PCO

leidt tot capillairverwijding) 2 (hoog PCO2

Lactaat leidt tot capillairverwijding)

PH (laag PH leidt tot capillairverwijding) o Vaso-actieve stoffen, die worden uitgescheiden door endotheel.

NO (uitscheiding NO leidt tot vasodilatatie) Autoregulatie In de meeste vezels veroorzaakt een verhoogde druk dilatatie, zodat de weerstand afneemt. Sommige capillairen blijven de bloedstroom behouden, ondanks grote veranderingen in de bloeddruk. Dit fenomeen wordt ook wel autoregulatie genoemd. Het stabiliseert de bloedstroom ondanks de fluctuaties in de bloeddruk. Hierbij leidt verhoging van de druk tot verhoging van de weerstand. Autoregulatie wordt veroorzaakt door contractie van gladde spiercellen onder invloed van het autonome

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

zenuwstelsel. Autoregulatie gaat als volgt: Het uitrekken van gladde spiercellen door een verhoogde perfussie, stimuleert de myogene contractie. Hierdoor neemt de bloedstroom af. Daarnaast veroorzaakt een verhoogde PO22 of verlaagde PCO2

ook vasoconstrictie. De autoregulatie is van belang omdat het tijdens een verhoogde perfussiedruk kan reguleren welke weefsels meer of niet meer bloedstroom krijgen. Zo kan de bloedtoevoer naar actieve toenemen, terwijl de bloedstroom naar weefsels, die al voldoende worden voorzien, gelijk blijft na vasoconstrictie.

DEEL 2: Anatomie en histologie I. De bloedvoorziening van het hart De arteriën van het hart Coronairarteriën voorzien het grootste deel van het myocard van bloed en coronairvenen draineren het grootste deel van het myocard. Het endocard en een beetje subendocardiaal weefsel worden direct vanuit de kamers of met behulp van microvasculatuur vanuit de kamers voorzien van zuurstof. De coronairarteriën zijn de eerste aftakkingen van de aorta en voorzien het myocard en epicard van de atria en ventrikels van bloed. De a. coronaria dextra (rechter coronair arterie (RCA)) heeft een aantal aftakkingen, namelijk de ramus nodi sinuatrialis, de ramus marginalis dexter en de ramus nodi atrioventricularis. De a. coronaria sinistra (linker coronair arterie (LCA)) heeft een aantal aftakkingen, zoals de ramus interventricularis anterior, waaraan bij veel mensen de ramus lateralis ontspringt, en de arteria coronaria circumflex, waaraan de ramus marginalis sinister of the ramus circumflex ontspringt. De dominantie van het coronairarteriesysteem wordt bepaald door de ramus interventricularis posterior. De coronairarterie waaraan de ramus interventricularis posterior ontspringt, is dominant. In de meeste gevallen is de RCA dominant en in die gevallen ontspringt de ramus interventricularis posterior dus aan de RCA. Vanuit de ramus interventricularis posterior lopen perforerende septale perforatietakken (ramus interventricularis septalis). Wanneer er sprake is van een rechts dominant patroon, voorzien de RCA en LCA ongeveer evenveel van het hart. De takken van de coronair arteriën zijn meestal functionele eindarteriën (arteriën zonder anastomoses met andere arteriën), maar een aantal takken anastomoseren met elkaar. Een overzicht van welke arteriën welke delen van het hart voorzien van bloed, is te vinden op pagina 147 van Moore. De venen van het hart Venen die eindigen in de sinus coronarius en kleine venen die direct in het rechter atrium eindigen, draineren het hart. De vena cardiaca magna, de vena cardiaca media, de vena cardiaca parva. De vena ventriculi sinistri posterior en de vena marginalis sinister eindigen in de sinus coronarius. Het eerste deel van de vena cardiaca magna heet vena interventricularis anterior (v. coris Magna). Het hart heeft ook kleine v. cardiacae anteriores, die direct in het rechter atrium eindigen. Ook heeft het hart kleploze communicaties tussen het hart en de capillairbedden van het myocard, de venae cordis minimae.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

II. De bloedvoorziening van de longen De arteriën van de longen Iedere long heeft een longslagader die de long voorziet van zuurstofarm bloed. De linker a. pulmonalis splitst eerst in de linker arteria lobaris superior en daalt vervolgens af als de arteria lobaris inferior van de linker long. De rechter a. pulmonalis splitst eerst in de rechter arteria lobaris superior en een andere arterie, die vervolgens splitst in de arteria lobaris media en inferior van de rechter long. De lobar arteries splitsten vervolgens in de tertiaire arteriae segmentalis. De arteriën en bronchiën in de longen zijn gepaard en lopen dus samen. De arteriën van de bronchiën De bronchiale arteriën voorzien de structuren uit de hilus van de long, de ondersteunende weefsels van de longen en de viscerale pleura van voedingsstoffen. De twee linker bronchiale arteriën zijn directe aftakkingen van de aorta thoracica. De rechter arteria bronchialis ontspringt ook vaak uit de aorta, maar meestal ontspringt deze uit een proximaal deel van een van de drie bovenste intercostale arteriën of een gedeelde tak met de linker arteria bronchialis. De arteriën die de thoraxwand van bloed voorzien, voorzien ook de pariëtale pleura van bloed. De venen van de longen Iedere long heeft een v. pulmonalis superior en inferior, die het zuurstofrijke bloed naar het linker atrium vervoeren. De vena van de middelste longkwab komt samen met de rechter v. pulmonalis superior. De longaderen lopen onafhankelijk van de arteriën of bronchiën. Met uitzondering van het deel rondom de hilus van de long, komen de venen van viscerale pleura en de bronchiale veneuze circulatie uit in de longvenen. Venen van de pariëtale pleura komen uit op systemische venen in aanliggende delen van de thoraxwand. De venen van de bronchiën De bronchiale venen draineren een deel van het bloed dat aangevoerd wordt door de bronchiale arteriën. Het overgebleven deel van het bloed wordt afgevoerd door de longvenen. De rechter bronchiale vene draineert in de vena azygos, de linker bronchiale vene draineert in de v. hemiazygos accessoria of in de v. intercostalis superior sinistra. III. De bloedvoorziening van de nieren De arteriën van de nieren Vlak voor de nieren splitsen de linker en rechter a. renalis zich in vijf segmentale eind arteriën. De arteria segmentalis superior voorziet het superiore segment van de nier, de arteria segmentalis anterosuperior voorziet het anterosuperiore segment, de arteria segmentalis anteroinferior voorziet het anteroinferior segment, de arteria segmentalis inferior voorziet het inferior segment en de arteria segmentalis posterior voorziet het posterior deel van de nier. De venen van de nieren De nieren worden gedraineerd door een aantal renale venen, die uiteindelijk uitmonden in de linker of rechter v. renalis. In de langere linker v. renalis komen ook de linker v. suprarenalis en de linker v. ovarica/testicularis uit. Beide v. renalis komen uit op de vena cava inferior. Bestudeer het verloop van de arteriën en venen van de nieren ook goed! IV. De bloedvoorziening van de buikorganen De arteriën van de buikorganen De meeste arteriën die de organen in de posterior wand van het abdomen van bloed voorzien, ontspringen aan de aorta abdominalis. De aorta abdominalis splitst uiteindelijk in twee a. iliaca communis, die vervolgens splitsen in a. iliaca interna en a. iliaca externa. De a. iliaca interna voorziet de

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

pelvis van bloed, de a. iliaca externa geeft voordat hij de buik verlaat twee takken af, de a. epigastrica inferior en de a. circumflexa ilium profunda. Deze twee aftakkingen voorzien de anterolaterale wand van het abdomen van bloed. De arteriën die ontspringen aan de descenderende aorta, zijn te verdelen in drie groepen. De arteriën kunnen gepaard of ongepaard en visceraal of pariëtaal zijn. De a. sacralis mediana vormt een aparte, vierde groep. De venen van de buikorganen De venen van de posterior wand van het abdomen komen allemaal uit op de v. cava inferior, behalve de linker v. ovarica/testicularis, deze komt uit op de linker v. renalis. De v. cava inferior heeft geen kleppen. De v. cava inferior vervoert zuurstofarm bloed vanuit de benen, het grootste deel van de rug, de buikwanden, de viscera van het abdomen en de pelvis en het niet-portale bloed van het verteringsstelsel terug naar het hart. Bijna al het bloed vanuit het verteringsstelsel gaat via het v. portae systeem via de v. hepaticae naar de v. cava inferior. De aanvoerende takken van de v. cava inferior komen overeen met de gepaarde viscerale en pariëtale takken van de aorta abdominalis. De opstijgende v. lumbales en v. azygos verbinden de v. cava inferior met de v. cava superior. V. Het vena portae systeem De v. portae hepatis Via de v. portae hepatis wordt het bloed van het v. portae systeem afgevoerd. De v. portae hepatis vervoert bloed van het verteringsstelsel, met daarin veel voedingsstoffen maar weinig zuurstof. De v. portae hepatis ontstaat uit het samenkomen van de v. mesenterica superior en de v. lienalis. Bij één derde van de mensen komt ook de v. mesenterica inferior hierbij. In 60% van de mensen komt de v. mesenterica inferior uit op de v. lienalis, in 40% van de mensen komt hij uit op de v. mesenterica superior. De v. portae hepatis splitst in een linker en rechter tak wanneer hij aankomt bij de porta hepatis. Het bloed van de v. lienalis gaat met de afbraakproducten van rode bloedcellen naar de linkerhelft van de lever, het bloed van de v. mesenterica superior gaat hoofdzakelijk naar de rechterhelft van de lever. De takken van de v. portae hepatis eindigen in speciale capillairen, de leversinusoïden. Anastomosen De portale en systemische circulatie anastomoseren met elkaar. Hierdoor kan het bloed vanuit het v. portae systeem terug de systemische circulatie in, wanneer de portale circulatie door de lever verminderd is. Dit is mogelijk omdat de v. portae hepatis en aanverwante vaten geen kleppen hebben, waardoor het bloed ook terug kan stromen. Wanneer er te veel bloed door de collateralen stroomt, kunnen de bloedvaten sterk uitrekken, waardoor dodelijke varices kunnen ontstaan. VI. De bloedvoorziening van de hersenen De arteriën van de hersenen Onder andere via de a. carotis interna worden de hersenen van bloed voorzien. De a. cerebri anterior en a. cerebri media zijn de eindvertakkingen van de a. carotis interna. De a. cerebri anterior voorziet het grootste deel van het mediale en superior oppervlak en de frontale pool van de hersenen van bloed. De a. cerebri media voorziet het laterale oppervlak en de temporale pool van de hersenen van bloed. De beide a. carotis interna met hun vertakkingen worden ook wel de anterior circulatie van de hersenen genoemd. De twee a. cerebri anterior zijn met elkaar verbonden door de a. communicans anterior. Via de a. communicans posterior zijn de twee a. carotis interna met de twee a. cerebri posterior verbonden.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

De twee a. vertebralis ontspringen uit de linker en rechter a. subclavia. De linker a. vertebralis is meestal groter dan de rechter. De twee a. vertebralis bestaan uit drie delen: cervicale delen, atlantische delen en intracraniale delen. De intracraniale delen komen bij de caudale grens van de pons samen en vormen daar de a. basilaris. De a. basilaris splitst aan het einde in twee a. cerebri posterior. De a. vertebralis en a. basilaris en hun vertakkingen worden vaak de posterior circulatie van de hersenen genoemd. De eindvertakkingen van de a. vertebralis liggen in de subarachnoïdale ruimte. De bloedvaten van de hersenen vormen een cirkel, de cirkel van Willis (Zie Fig. 1). Hierdoor kunnen de voorste en achterste circulaties van de hersenen met elkaar communiceren. De cirkel van Willis bestaat uit:

• a. communicans anterior • a. cerebri anterior • a. carotis interna • a. communicans posterior • a. cerebri posterior

De venen van de hersenen De venen van de hersenen steken door het arachnoïd en de dura mater en eindigen in de veneuze sinussen.. Deze eindigen voor het grootste deel op de v. jugularis interna. De v. superiores cerebri komen uit op de sinus sagittalis superior, de v. inferiores cerebri en de v. media superficiales cerebri en vervolgens op de sinus rectus, de sinus transversus en de sinus petrosus superior. De v. magna cerebri ontstaat doordat twee venen samenkomen en eindigt samen met de sinus sagittalis inferior door het vormen van de sinus rectus. De vv. cerebelli superiores en inferiores voeren het bloed van het cerebellum af naar de sinus transversum en sinus sigmoïdeus. VII. De histologie van het circulatiesysteem Algemeen Het circulatiesysteem zorgt voor transport van alle lichaamsvloeistoffen, zodat zuurstof en bouwstoffen naar de weefsels vervoerd worden en afvalstoffen afgevoerd worden. Het circulatiesysteem zorgt ook voor de temperatuurregulatie en transport van hormonen en cellen. Het circulatiesysteem bestaat uit de bloedsomloop met hart, arteriën, capillairen en venen en het lymfesysteem. Het hart zorgt voor de stroming van het bloed en de bloedsomloop vervoert de stoffen naar de weefsels. In de capillairen en de venulen worden stoffen uitgewisseld tussen het bloed en de weefsels. De venen voeren het bloed met de opgenomen afvalstoffen weer terug naar het hart. De bloedstroom wordt ook sterk beïnvloed door variaties in de activiteit van spieren in de wand van de bloedvaten. Via het lymfesysteem wordt het deel van het buiten de bloedvaten getreden vocht, dat niet terug de venen in stroomt, afgevoerd als lymfe. Het lymfesysteem heeft geen centrale pomp. Algemene opbouw vaten In het algemeen bestaat het circulatiesysteem uit drie lagen, met als binnenste laag een enkele laag afgeplatte epitheelcellen (het endotheel), ondersteund door een membraan en collageenweefsel, dit vormt de tunica intima. De middelste laag bestaat hoofdzakelijk uit spieren, de tunica media. De buitenste laag, de tunica adventitia, bestaat hoofdzakelijk uit steunweefsel en zorgt voor de aanhechting van de vaten in het weefsel.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Bij zeer dikke wanden kan via diffusie niet de hele bloedvatwand van zuurstof en voedingsstoffen worden voorzien. Vasa vasorum (kleine arteriën) lopen in de tunica adventitia en vanuit deze arteriën lopen arteriolen en capillairen de vaatwand in. De histologie van het hart De tunica intima van het hart heet het endocard. Het heeft een oppervlaktelaag van afgeplatte endotheelcellen, ondersteund door een fibreuze laag met elastisch weefsel. De tunica media in het hart heet het myocard en bestaat uit hartspiercellen. In het linker ventrikel is de tunica media heel sterk aanwezig, in de rest van het hart veel minder. Het myocard heeft ook uitsteeksels, musculus papillaris, waaraan de chordae tendinae zitten. glanslijnen verbinden de hartspiercellen. De glanslijnen en streping van de hartspiercellen zijn goed te zien bij een longitudinale doorsnede van de cellen. Het myocard bevat veel capillairen, omdat het veel zuurstof nodig heeft om te blijven werken. De tunica adventitia van het hart is het epicard of het viscerale pericard. Het epicard is meestal een heel dunne laag fibrocollageneus weefsel, maar op plekken waar de coronairarteriën lopen bevat het epicard vetweefsel. Aan het buitenoppervlak van het hart liggen mesotheliale cellen, die vloeistof produceren. Geleiding van impulsen over het hart Speciaal aangepaste hartspiervezels geleiden hoofdzakelijk de impulsen over het hart. De impuls ontstaat spontaan in de SA-knoop, maar de impulsfrequentie staat onder invloed van het autonoom zenuwstelsel. Vanuit de SA-knoop gaat de impuls via de atria naar de AV-knoop. Vanuit de AV-knoop gaat de impuls via de bundel van His en via Purkinjevezels naar het myocard van de ventrikels. De SA- en AV-knoop zijn onregelmatige netwerken van kleine gespecialiseerde hartspiervezels. De elektrochemische stimuli worden doorgegeven via gap junctions. De knopen liggen in collageen fibreus weefsel met bloedvaatjes en veel autonome zenuwvezels. De bundel van His bestaat uit speciale geleidende hartspiervezels, die in het interventriculaire septum van het myocard gescheiden worden door een laag fibreus weefsel. De cellen van de bundel van His hebben weinig myofibrillen maar veel glycogeen granules en mitochondria, waardoor ze lichter aankleuren. De Purkinjevezels zijn groter dan hartspiervezels, kleuren licht in het midden en aan de zijkant donkerder, omdat de myofibrillen aan de zijkant van de cel liggen. De geleidende cellen van het hart hebben geen T-tubules en desmosomen, gap junctions verbinden de cellen met elkaar in plaats van glanslijnen. Veelvoorkomende aandoeningen van het hart Door atherosclerose kan de bloedtoevoer naar het hart verminderen, waardoor de aanvoer van zuurstof naar het hart afneemt. Bij een zuurstoftekort zullen hartspieren afsterven en vervangen worden door bindweefsel. De overgebleven hartspiercellen moeten meer werk verrichten en gaan hypertrofiëren. Wanneer het hart niet goed van bloed en dus van zuurstof kan worden voorzien, leidt dit tot angina pectoris. Wanneer een coronair arterie afgesloten wordt door bijvoorbeeld een stolsel, sterft een deel van de hartspier af. Dit is een myocardinfarct. Hierdoor wordt de kracht waarmee het hart kan samentrekken verminderd. Wanneer een deel van het geleidingssysteem van het hart sterft, wordt het samentrekkingsritme van het hart verstoord en treedt aritmie op. Hartkleppen Hartkleppen bestaan uit fibro-elastisch weefsel. Dit weefsel condenseert om de klepring te vormen en vanaf dit punt ontstaat de centrale fibro-elastische laag van de klep, de lamina fibrosa. Deze bevat veel collageen en ook elastische weefsels. Het oppervlak van de hartkleppen wordt bedekt door endotheel dat continu is met dat van de ventrikels en grote vaten.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Veelvoorkomende aandoeningen van de hartkleppen Soms bestaat de aortaklep uit slechts twee delen in plaats van drie. Deze bicuspidale aortaklep heeft een grote kans om te verdikken. In deze verdikte klep zullen calciumzouten afgezet worden, waardoor de werking verstoord wordt. Door deze aandoening ontstaat aortastenose (er stroomt tijdens de systole minder bloed naar de aorta) en aortaregurgitatie (bloed lekt terug de aorta uit tijdens de diastole). Bij de kleppen kan trombose optreden en de kleppen kunnen geïnfecteerd raken. Hierdoor kan de klep eroderen of er kunnen stukken van het stolsel afbreken, waardoor een embolie ontstaat. Arteriën en arteriolen Het arteriële systeem vervoert het bloed van het hart naar de capillairbedden. De stroom naar een bepaald gebied wordt bepaald door de diameter van de arteriën, dit wordt gedaan met behulp van de circulair lopende gladde spieren in de vaatwand. Deze spieren staan onder invloed van het sympathisch zenuwstelsel en hormonen van de adrenale medulla. Tijdens de systole wordt bloed het arteriële systeem ingepompt, waardoor de wanden van de arteriën uitzetten. Tijdens de diastole gaan de wanden weer terug naar hun oorspronkelijke positie. In het arteriële systeem is dus een stootsgewijze stroom. De arteriën kunnen teruggaan naar hun oorspronkelijke positie door het in grote hoeveelheden in de wand aanwezige collageen. De arteriën hebben ook een dikke tunica media in verhouding tot het lumen van het vat. Er zijn drie typen vaten in het arteriële systeem, die geleidelijk in elkaar overgaan:

− Elastische arteriën: Een voorbeeld van een elastische arterie is de aorta. De tunica intima bestaat uit een enkele laag afgeplatte endotheelcellen, ondersteund door een laag collageen weefsel met veel elastine. Deze laag bevat ook verspreide fibroblasten en myointimal cells. De myointimal cells hebben een grote rol bij het ontstaan van atherosclerose. De tunica media is dik en zeer elastisch. Het bevat veel elastine, collageen en spiervezels. Ook bevat het vasa vasorum. De bloedstroom door elastische arteriën is zeer pulsatiel. Op hogere leeftijd worden de vaten minder elastisch, waardoor de bloeddruk toe zal nemen.

− Musculaire arteriën: Een voorbeeld van een musculaire arterie is een a. cerebri. Het elastische weefsel van musculaire arteriën is hoofdzakelijk verdeeld over twee lagen, de internal elastic lamina (tussen de tunica intima en media) en de external elastic lamina (tussen de tunica media en adventitia). De external elastic lamina is vaak niet aanwezig in kleine musculaire arteriën. De tunica intima is normaal zeer dun en de tunica media bestaat uit concentrische gladde spiervezels met een aantal elastische vezels. De dikte van de tunica adventitia is variabel en bestaat uit collageen en elastisch weefsel. In dikke arteriën bevat de tunica adventitia de vasa vasorum.

− Arteriolen: Dit zijn de eindtakken en deze komen uit op de capillairbedden. Arteriolen hebben geen internal elastic lamina en veel minder spierlagen in de tunica media dan musculaire arteriën. De tunica adventitia is dun en loopt over in het omringende weefsel.

Veelvoorkomende aandoeningen aan arteriën In arteriën kan atherosclerose ontstaan, waardoor het lumen van het vat afneemt. Ook kunnen bij atherosclerotische plaques gemakkelijk thrombi ontstaan, die het vat verder af kunnen sluiten. Wanneer de hoeveelheid collageen in de arteriewand afneemt en de wand verzwakt, kan een aneurysma ontstaan. Dit kan scheuren, waardoor iemand dood kan bloeden. Capillairen Bij capillairen worden stoffen uitgewisseld tussen het bloed en het weefsel. Capillairen zijn vaten met een dunne wand, die bloed ontvangen vanuit arteriolen of metarteriolen en vervoeren naar de venulen. Arteriolen en venulen kunnen ook verbonden worden door metarteriolen en arterioveneuze shunts. Contractie van de gladde spieren van de shunts en metarteriolen, beïnvloed door het autonoom zenuwstelsel en hormonen, zorgt ervoor dat meer bloed door de capillairen stroomt. De bloedstroom door de capillairen wordt ook gecontroleerd door precapillaire sfincters aan het begin van de capillair.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Capillairen hebben een enkele laag van afgeplatte endotheelcellen en hebben geen tunica media of adventitia. Soms omvatten pericyten de endotheelcellen van de capillair, deze hebben waarschijnlijk een contractiefunctie. Pericyten worden ondersteund door hun eigen basementmembraan. De diameter van capillairen is ongeveer gelijk aan die van rode bloedcellen. Continue capillairen In de meeste weefsels zitten capillairen met een continue endotheellaag, waarbij de cellen met tight junctions aan elkaar gebonden zijn. De cellen bevatten ook marginale vouwen, witte bloedcellen gebruiken deze marginal folds om tussen de endotheelcellen van postcapillaire venulen door de bloedbaan te verlaten. De endotheelcellen van postcapillaire venulen hebben namelijk bijna geen intercellulaire verbindingen. Een dun basement membrane en collageenfibrillen ondersteunen het endotheel van continue capillairen. Er zijn drie manieren waarop uitwisseling van stoffen door het endotheel van een capillair plaatsvindt: via passieve diffusie door de endotheelcel (transcellulair), via pinocytose of paracellulair. Gefenestreerde capillairen In een aantal weefsels zitten gefenestreerde capillairen die meer uitwisseling tussen het bloed en het weefsel toelaten. De fenestraties lijken poriën. De gefenestreerde capillairen worden wel ondersteund door een basale lamina. Ook lijkt er een soort diafragma bij de fenestraties te zitten. In het endotheel van bepaalde sinusoïden zitten echter grote fenestraties met een discontinue basale lamina en zonder een diafragma. Bij gefenestreerde capillairen worden zelden pericyten gevonden. Endotheelcellen hebben veel pinocytotische vesicles en gespecialiseerde membraangebonden organellen. Endotheelcellen hebben veel metabolische functies, bestudeer deze op pagina 162 van Wheater’s. Beschadiging van endotheelcellen kan leiden tot trombose, bloeding of exsudatie van componenten van het bloed in omliggende weefsels. Venen en venulen Het veneuze systeem transporteert bloed vanuit de capillaire bedden naar de rechterhelft van het hart. De bloedstroom wordt op gang gehouden door een combinatie van de contractie van gladde spiercellen in de vaatwand en compressie door contractie van skeletspieren. Kleppen in de vaten zorgen ervoor dat het bloed slechts één kant op kan stromen. De kleppen bestaan uit semilunaire projecties van de tunica intima die bestaan uit fibro-elastisch weefsel met aan beide kanten endotheel. De structuur van het veneuze systeem is gelijk aan die van de rest van de vaten van de circulatie, maar venen bevatten veel minder elastine en spiercellen. Een groot deel van het bloedvolume is opgeslagen in het veneuze systeem. Veranderingen in de capaciteit van het veneuze systeem door gladde spiercellen in de tunica media compenseren voor veranderingen in het relatieve bloedvolume. Venulen Capillairen komen uit op postcapillary venules. De structuur van deze vaten is vergelijkbaar met die van capillairen, alleen ze zijn iets groter dan capillairen. In postcapillary venules treedt de meeste migratie van witte bloedcellen in en uit de bloedbaan op. Postcapillary venules komen uit op collecting venules, die groter zijn en meer omgevende pericyten hebben. Collecting venules komen uit op steeds grotere venules, die uiteindelijk uitkomen op muscular venules. Muscular venules hebben een duidelijke tunica intima zonder elastinevezels en een tunica media die bestaat uit een of twee lagen gladde spiercellen. Venen hebben een iets dikkere spierwand en een slecht ontwikkelde internal elastic lamina. De tunica adventitia van deze vaten is continu met het omringende weefsel. Een vene heeft een dunne wand in verhouding tot het lumen. Een vene van gemiddelde grootte heeft een dunne tunica intima, een in verhouding tot een even grote arterie dunne spierlaag en een zeer dikke tunica adventitia bestaand uit fibreus weefsel met collageen.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Grote venen hebben een zeer smalle tunica intima en een dikkere tunica media, die bestaat uit meerdere lagen spiercellen, van elkaar gescheiden door lagen collageneus bindweefsel en verspreide elastische vezels. De tunica adventitia van grote venen is dik, bestaat uit collageen en bevat vasa vasorum. Tussen de tunica media en tunica adventitia liggen elastische vezels. De v. cava inferior en superior zijn de grootste venen van het lichaam. De wanden van deze venen hebben een duidelijke tunica intima van fibro-elastische vezels, een smalle tunica media bestaand uit gladde spiercellen en een dikke tunica adventitia bestaand uit collageen en dikke longitudinaal gelegen bundels gladde spiervezels. Elastische vezels zijn in alle lagen aanwezig. Lymfevaten Aan het arteriële deel van de capillairen is de hydrostatische druk de bloedbaan uit groter dan de colloïd osmotische druk, waardoor vloeistof en elektrolyten de bloedbaan verlaten. Aan de veneuze kant van de capillairen is de colloïd osmotische druk van het bloed groter dan de hydrostatische druk, waardoor vloeistof de bloedbaan instroomt. Meestal stroomt er netto vloeistof uit de bloedbaan. De lymfevaten vervoeren het buiten de bloedbaan achtergebleven deel van het vocht terug de bloedbaan in als lymfe. Kleine lymfecapillairen vormen daartoe steeds grotere lymfevaten. Grotere lymfevaten hebben gladde spiercellen in hun wand en deze spiercellen helpen de lymfe vooruit te verplaatsen. De vaten hebben ook kleppen, waardoor de lymfe niet terug kan stromen. Uiteindelijk komt de lymfe terug de bloedbaan in bij het samenkomen van de v. jugularis interna en v. subclavia. De grotere lymfevaten hebben slecht te onderscheiden longitudinale en circulaire spierlagen. In lymfeknopen wordt de lymfe onderzocht op antigenen en hier komen cellen van het immuunsysteem en antilichamen de circulatie in. Lymfecapillairen zijn meer permeabel dan bloedcapillairen, want het endotheliale cytoplasma van lymfecapillairen is heel dun, het basement membrane is rudimentair of ontbreekt geheel en er zijn geen pericyten. Anchoring filaments, fijne collageen filamenten, verbinden het endotheel aan het omgevende ondersteunende weefsel, waardoor het lumen van de lymfevaten open blijft. DEEL 3: Farmacologie I. De verdeling van farmaca over het lichaam Een aantal processen treedt op wanneer een farmacon de bloedsomloop in komt: het farmacon wordt in het bloed verspreid, bindt aan plasma-eiwitten (albumine of glycoproteïnen) of erytrocyten, diffundeert naar weefsels buiten de bloedbaan en bindt aan cellen van weefsels, waarvoor het geneesmiddel affiniteit heeft. Ondertussen zal het farmaca geëlimineerd worden door het lichaam. Wat er in het lichaam gebeurt met het farmacon hangt af van de fysisch-chemische eigenschappen van de stof en de fysieke toestand van de patiënt. Bij de verdeling van een stof over het lichaam speelt diffusie, binding aan componenten van het bloed en binding aan weefsels een rol. Hierdoor ontstaat een heterogene verdeling van het farmacon over het lichaam. Wanneer een stof voorkeur heeft voor een binding aan een bepaald weefsel, zal de concentratie daar uiteindelijk het hoogst zijn. Bij een hoge affiniteit voor eiwitten zal het merendeel van de stof in het bloedplasma blijven. Hierbij is van belang dat alleen het deel van het farmaca dat niet gebonden is aan bloedeiwitten, werkzaam is. Een maat voor de verdeling van een stof is het fictief verdelingsvolume (Vd). Het fictief verdelingsvolume is het fictieve waarover een hoeveelheid farmacon zich zou moeten verdelen om homogeen verdeeld te zijn (de lichaamsconcentratie is dan gelijk aan de concentratie in het plasma).. Vd = hoeveelheid geneesmiddel in het lichaam/ plasmaconcentratie. Het verdelingsvolume is fictief, omdat het geen

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

werkelijk volume is. Het kan zelfs groter zijn dan het lichaamsvolume. Vd

wordt groter bij een grotere weefselbinding, dan is er namelijk weinig van het geneesmiddel in het plasma aanwezig.

Een praktisch gebruik van het Vd is bij het geven van een oplaaddosis van een geneesmiddel. Bij een grote Vd

of wanneer het geneesmiddel zich langzaam over het lichaam verdeelt, is het nodig de dosis zeer langzaam te injecteren of verdeeld over meerdere injecties te geven, om een te hoge plasmaconcentratie en intoxicatie te vermijden. De plasmaconcentratie van een geneesmiddel wordt gebruikt als een maat voor de werking van het geneesmiddel, maar soms correleert dit niet. Soms is het ook zinvol de plasmaconcentratie te volgen, bijvoorbeeld bij het controleren van de therapietrouw.

II. De verspreiding van farmaca Na de inname van farmaca Een farmacon verdeelt zich over het lichaam, dit is de distributiefase. Het farmacon is dan gedeeltelijk opgelost in het bloedplasma, maar een deel is ook gebonden aan plasma-eiwitten. Het ongebonden deel (de vrije fractie) kan zich verdelen over de verschillende weefsels en vloeistoffen van het lichaam. De meeste farmaca verdelen zich niet homogeen over alle weefsels. Belangrijke factoren voor de verdeling van een farmacon De belangrijkste kinetische parameters voor een farmacon zijn het verdelingsvolume, de klaring (Cl=metabolisme/excretie) en de absorptiesnelheid. De verdeling van een farmacon over de verschillende weefsels is een proces waarbij steeds evenwichten worden ingesteld. Factoren die hierbij belangrijk zijn, zijn fysisch-chemische eigenschappen van het farmacon (zoals de vetoplosbaarheid, wateroplosbaarheid, molecuulgrootte en ionisatiegraad) en fysiologische eigenschappen van de weefsels (zoals membraanpermeabiliteit en doorbloeding). Daarnaast is de verhouding tussen plasma-eiwitbinding en weefselbinding van belang.

- Hydrofiele geneesmiddelen blijven vooral in de bloedbaan. Het verdelingsvolume correspondeert met het plasmavolume.

- Lipofiele geneesmiddelen treden snel toe tot vettige weefsels en hopen zich daar op. Het verdelingsvolume is groot.

Het farmacon kan zich over twee compartimenten verdelen: het centrale compartiment (bloedplasma en goed doorbloede weefsels zoals hart, longen, nieren en lever) en het perifere compartiment (vetweefsel en minder goed doorbloede organen zoals huid en spieren in rust). Het verdelingsvolume In ‘de verdeling van farmaca over het lichaam’ is besproken wat het verdelingsvolume inhoudt. Het geeft aan in welke mate een farmacon zich buiten de bloedbaan bevindt, maar zegt niet in welke weefsels. “Het verdelingsvolume (Vd

Het verdelingsvolume (hoeveelheid geneesmiddel in het lichaam/plasma concentratie) is een fictief volume, omdat de meeste geneesmiddelen niet homogeen over het lichaam worden verdeeld. Door eiwitbinding en ophoping in bepaalde weefsels is de plasmaconcentratie lager dan verwacht. Het verdelingsvolume is dan groot. Het werkelijke volume waarover een farmaca zich verdeeld kan niet groter zijn dan het totale lichaamsvolume. Bij berekening van Vb kan dit echter een grotere waarde opleveren. Dit wijst op een ophoping van het farmaca in een bepaald weefsel.

) van een farmacon is het fictieve volume waarover een hoeveelheid farmacon zich zou moeten verdelen om overal – homogeen – verdeeld te zijn met een concentratie die gelijk is aan de concentratie in bloed of plasma.” (Van Ree, Breimer, 2006: 48

Voorbeeld: van farmacon X wordt 0,5 gram toegediend. De gemeten plasmaconcentratie is 0,025 gr/L. Hieruit volgt dat het verdelingsvolume = 0,5/0,025 = 20L. dit betekent dat als het farmacon homogeen over het plasma verdeeld had geweest, er 20 L plasma zou moeten zijn. Er is echter maar 3L plasma. De overige 17L met farmaca in de weefsels gekomen. Dus hieruit volgt dat farmaca X zich in het weefsel ophoopt. Een gemiddeld menselijk lichaam bestaat voor 60% uit water en voor 40% uit vet. Naarmate iemand ouder wordt neemt het vetaandeel toe. Dit zal gevolgen hebben voor het verdelingsvolume.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Vanuit het bloed verdeelt een toegediend farmacon zich over het lichaam. Er wordt een evenwicht bereik wanneer het netto transport van bloed naar weefsel en andersom nul is. De snelheid waarmee het evenwicht wordt ingesteld is afhankelijk van de weefseldoorbloeding en de eigenschappen van het farmacon. Vanaf de steady state bestaat er een realtie tussen hoeveelheid farmacon in het lichaam en de plasma concentratie: het verdelingsvolume.De concentraties van de meeste farmaca zijn niet gelijk in plasma en erytrocyten, de berekening van de Vd

met de plasmaconcentratie heeft de voorkeur. Een berekening met de vrije plasmaconcentraties geeft het beste resultaat, omdat een deel van het farmacon in het plasma aan plasma-eiwitten gebonden is. Alleen de concentratie van de ongebonden fractie is in evenwicht met de concentratie in de weefsels buiten de bloedbaan. Plasma-eiwitbinding of ophoping van het farmacon in weefsels of vet kan er dus voor zorgen dat de plasmaconcentratie kleiner is en het verdelingsvolume groter dan bij een homogene verdeling het geval zou zijn.

De verdeling over compartimenten Bij intraveneuze toediening verdeelt het farmacon zich vrijwel onmiddellijk over de bloedbaan en goed doorbloede waterige weefsels. Dit geeft in formulevorm: Vd,c (het verdelingsvolume van het centrale compartiment) = D (dosis) / Cc (concentratie farmacon in bloed of plasma na toediening). Ab (uit de formule voor Vd) en D verschillen, omdat tijdens de distributiefase al excretie van het farmacon plaatsvindt. Wanneer het farmacon zich zeer snel en homogeen over beide compartimenten van het lichaam verdeelt, benadert de formule Vd = D / C0 ( de concentratie op t = 0) de echte Vd

. Het ééncompartiment model bij intraveneuze toediening is echter een sterke versimpeling van de werkelijkheid.

Wanneer een farmacon tijd nodig heeft om zich te verspreiden, moet een tweecompartimenten model gebruikt worden. Na korte tijd verdeelt het farmacon zich ook over de minder goed doorbloede weefsels, waardoor de concentratie farmacon in plasma of bloed afneemt. Vd zal dus toenemen. Parameters die op de verdere verdeling betrekking hebben zijn Vd,ss (de som van de volumes in het centrale en fictieve perifere compartiment in evenwichtssituatie), Vd,area en Vd,β

(het verdelingsvolume na de distributiefase). In de terminale fase is de concentratie van het farmacon in het weefsel in dynamisch evenwicht met de plasmaconcentratie, waardoor de hoeveelheid stof in het lichaam en de concentratie in bloed of plasma afnemen.

Factoren van invloed op de verdeling van een farmacon Factoren die invloed hebben op de verdeling van farmaca zijn:

• de mate van lipofiliteit of hydrofiliteit • de molecuulgrootte • de verdeling over erytrocyten en plasma • de mate van plasma-eiwitbinding in relatie tot de weefselbinding (alleen het ongebonden

farmacon kan zich over andere lichaamsweefsels verdelen) • (bij eenmalig toegediende farmaca) de verschillen in doorbloedingsnelheid van verschillende

weefsels

Polaire stoffen diffunderen moeilijk door celmembranen en macromoleculen kunnen geen membranen passeren. Polaire macromoleculen komen dus nauwelijks buiten de bloedbaan. Hoe meer polair een farmacon is, hoe meer hydrofiel het is. Hoe meer lipofiel een verbinding is, hoe meer hij vanuit de bloedbaan zich ophoopt in weefsels. Binding farmaca aan plasma-eiwitten Veel farmaca binden in het bloed aan plasmaeiwitten.Eiwitbinding belemmert de vrije distributie van het farmacon, waardoor het de werkingsduur, het effect, de biotransformatie en de eliminatie van het farmacon beïnvloedt. De voor eiwitbinding meest relevante plasma-eiwitten zijn albumine (aanwezig in relatief hoge concentraties), β-globuline en α1

-zure glycoproteïne (AAG). Endogene stoffen zijn vaak ook gebonden aan specifieke transporteiwitten.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

De eiwitbinding van een farmacon is het percentage aan eiwitten gebonden farmacon van de totale hoeveelheid farmacon in het plasma. De eiwitbinging is proportioneel aan de concentratie van het geneesmiddel. Bij een hele hoge concentratie kan de eiwitbinding echter verzadigd raken. Het eiwitbindingspercentage wordt gemeten in het relevante concentratie gebied. Een veel gebruikte techniek om het eiwitsbindingspercentage van een farmacon te bepalen is evenwichtsdialyse. Andere technieken zijn ultrafiltratie en ultracentrifuge. Met hoge-druk-vloeistofchromatografie kan de binding van een farmacon aan specifieke eiwitten bepaald worden. De eiwitbinding kan in vitro (na toevoeging van het farmacon aan schoon plasma) en ex vivo (in het plasma van mensen of dieren na inname) bepaald worden. Het berekende Vd is afhankelijk van veranderingen in de eiwitbinding, omdat het afhangt van de concentratie in het plasma. Een verandering van de eiwitbinding kan een grote verandering in Vd

geven, zonder dat de hoeveelheid farmacon die in de weefsels doordringt veranderd is. De weefselbinding bepaalt ook of een farmacon relatief veel of weinig in de bloedbaan zit. Ook de mate van hydrofiliteit bepaalt of een farmacon relatief veel of weinig in de bloedbaan zit.

III. Verdeling van de stoffen in het lichaam De barrières tussen bloed en weefsel Tussen het bloed en de weefsels vindt uitwisseling van van werkzame stoffen plaats. Dit gebeurt in de capillairen omdat het oppervlak hier het grootst en de stroomsnelheid het laagst is. In feite vormt de capillairwand de bloed-weefselbarrière (BWB), die bestaat uit een endotheel laag en basale lamina. Hoe sterk deze barrière is hangt af van de bouw van de endotheelcellen. Deze kunnen verbonden zijn met tight junctions (erg gesloten BWB), maar het komt ook voor dat endotheelcellen gevenestreerd zijn (fenestrae) of sinusvormige “vaatjes” vormen. In de hersenen bezitten de endotheelcellen geen poriën en is er nauwelijks spraken van transcytotische activiteit. Transport gaat via transcellulaire diffusie. Alleen bepaalde stoffen kunnen de bloed-hersenbarrière passeren. In de lever bevindt zich geen barrière. er is vrij uitwisseling val alle stoffen de endotheelcellen van de capillairen hebben gaten. Permeabiliteit van het membraan Het celmembraan bestaat uit een dubbele lipidenlaag. Lipofiele stoffen kunnen daarom afhankelijk van de concentratiegradiënt over het membraan heen en weer bewegen (diffusie). Wanneer er transport plaats moet vinden van hydrofiele stoffen kan dit passief of actief gebeuren. Bij passief transport zorgen transport- of kanaaleiwitten ervoor dat deze stoffen zonder ATP te verbruiken over het celmembraan komen. Actieve transportprocessen maken wel gebruik van energie in de vorm van ATP. Primair actieve transportsystemen synthetiseren deze ATP zelf, secundair actieve systemen hebben hiervoor een functionele koppeling aan een (ATP-rijk) co-eiwit. Verder zijn andere transportmechanismen transcytose (vesiculair transport) en receptor-ligandgebonden endo-/exocytose. Het transport van geneesmiddelen De ABC-transporteiwitten zorgen voor actief transport van binnen de cel naar de extracellulaire ruimte. Het is dus een familie van effluxtransporters. ABC staat voor ATP-bindende Casetten, wat het werkingsmechanisme van deze transporters al enigszins verduidelijkt. De eiwitten gebruiken ATP voor het transportproces, waardoor de stof vanuit de cel naarbuiten wordt gepompt. SLC-transporteiwitten gebruiken diffusie en secundair actief transport. Hierbij volgen ze een concentratiegradiënt die door ATP-asen wordt gegenereerd.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Verdeling De “levenscyclus van een werkzame stof zou als volgt omschreven kunnen worden: • Opname in het lichaam • Verdeling over het bloed • Opname en verwerking in weefsels • Uitscheiding

De verdeling beperkt zich tot de extracellulaire ruimte of vindt vanuit daar ook in de cel plaats. Bepaalde geneesmiddelen kunnen zich sterk binden aan bepaalde weefsels, waardoor de plasmaconcentratie afneemt. In het bloed zelf kunnen stoffen worden gebonden aan plasmaeiwitten. Alleen de ongebonden fractie kan de bloedbaan verlaten en heeft effect. de verdeling hangt af van de stofeigenschappen. Deze bepalen de permeabiliteit voor het membraan voor deze stof. De concentratie (c) is de hoeveelheid stof opgelost in een bepaald volume. Het kan berekend worden: c = D x V, waar de D de dosis voorstelt. Het (schijnbare) verdelingsvolume wordt berekend door de dosis te delen met de concentratie. Hieronder volgt een afbeelding van verscheidene verdelingsmogelijkheden van een stof met bijbehorend beeld in vaten, interstitium en cellen.

DEEL 4: Uitwerkingen Colleges Voorcollege 3 Een bloedvatwand bestaat uit drie lagen:

• Tunica intima. Dit is de laag die direct om het lumen heen ligt en heeft aan de binnenkant een laag endotheel die op een basale lamina staat.

• Tunica media. Dit is de middelste laag. Hier liggen spiercellen in en elastische vezels. • Tunica externa of tunica adventitia. Deze laag ligt aan de buitenkant van het bloedvat. De

laag bevat bijvoorbeeld bij de aorta vaatjes, die de aortawand van bloed voorzien. Deze vaatjes heten vaso vasorum. De tunica adventitia bevat vooral bindweefsel dat overgaat in het bindweefsel van het interstitium.

In het arteriële systeem kan onderscheid worden gemaakt tussen elastische arteriën, musculaire arteriën en arteriolen. De arteriolen gaan over in het capillaire vaatbed. Vanuit het capillaire vaatbed wordt het bloed terug naar het hart vervoerd via venulen en venen. Al deze verschillende soorten vaten hebben een kenmerkende opbouw. Elastische arteriën De aorta is een elastische arterie. Een elastische arterie heeft de algemene opbouw, die bestaat uit een tunica intima, tunicia media en tuncia adventitia. De diameter van het lumen is ongeveer 1,5 cm en de dikte van de wand ongeveer 1 mm. Er bevinden zich veel elastische vezels in de tunica intima en de tunica adventitia. Deze laten het vat laten terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm, wanneer het vat uitgerekt is door vooruit gepompte hoeveelheid bloed. In plaats van een pulserende flow krijg je dan een gelijkmatige flow. Er zijn twee duidelijke lagen met elastinevezels:

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Op de grens tussen tunica intima en tunica media. Deze laag elastine-vezels wordt het membrana elastica interna genoemd.

• Op de grens tussen tunica media en tunica externa. De vezels behoren tot de tunica externa. Deze laag elastine-vezels wordt het membrana elastica externa genoemd.

Musculeuze arteriën Een musculeuze arterie heeft ook de algemene opbouw van een vat. Aan de binnenzijde liggen de endotheelcellen met de basale lamina, die samen de tunica intima vormen. Daarbovenop ligt de tunica media met de gladde spiercellen. .De spiercellen zijn spoelvormig. De gladde spiercellen liggen circulair om het vat heen en hebben een kern in het midden. De buitenste laag, de tunica adventitia, bevat veel elastine en collageen. De musculeuze arterie bevat ook een membrana elastica interna en een membrana elastica externa. De diameter van het lumen van een musculeuze arterie is ongeveer 6 mm. De dikte van de wand is ongeveer 1 mm. Arteriolen Vlakbij de weefsels lopen arteriolen. Arteriolen zijn de allerkleinste arteriën. Ze hebben een diameter van 37,0 micrometer. De wanddikte van een arteriole bedraagt 6,0 micrometer. Arteriolen regelen de bloedtoevoer naar weefsels. Een kleine hoeveelheid spierspanning kan de diameter van het vat sterk verkleinen. Hierdoor zijn arteriolen is staat hun weerstand te variëren, waardoor het achterliggende capillair bed van veel of weinig bloed kan worden voorzien. Rond de endotheellaag van de arteriolen ligt maar één of anderhalve laag spiercel. Hieromheen ligt weer een laag bindweefsel. De arteriolen hebben elastinevezels en bindweefsel (collageen). Capillairen In de capillairen vindt uitwisseling van stoffen plaatst tussen het bloed en het omliggende weefsel. Een capillair heeft een heel dun wandje endotheel, van één tot anderhalve cel (0,5 micrometer). Dit endotheel staat op de basale lamina. De basale lamina maakt de endotheelcel zelf. In de diameter van dit vat past maar één erytrocyt, de diameter van een capillair is namelijk maar 9,0 micrometer. Er zijn verschillende soorten capillairen:

• Continue capillair: het endotheel sluit het capillair goed af van de buitenwereld. De endotheelcellen zijn aan elkaar bevestigd. Zij vormen samen met de basale lamina één continu geheel.

• Gefenestreerde capillair: tussen de endotheelcellen zitten gaten. De basale lamina loopt wel onafgebroken door. De basale lamina werkt als een zeef voor de stoffen die naar de weefsels mogen. Deze soort capillairen komt voor in de nieren. De uitwisseling van zouten en eiwitten is vergemakelijkt.

• Discontinue capillair: zowel tussen de endotheelcellen als in de basale lamina zitten gaten. Het bloed staat in een direct contact met de cellen van het weefsel. Dit soort capillairen is te vinden in de lever.

Venulen Een venule is de allerkleinste vene. De diameter is 20 micrometer en de wanddikte is 1,0 micrometer. De binnenste laag wordt gevormd door endotheelcellen en een basale lamina. Een venule heeft een dunne spierlaag. Rond de venule ligt een laag bindweefsel. Een venule heeft geen elastische vezels. Het bevat wel collageen. Hij kan veel volume herbergen, maar het bindweefsel voorkomt dat er te veel volume in de venule komt. Venen Een vene heeft een veel dunnere spierlaag in vergelijking met een arterie of een arteriole, maar heeft meer spierweefsel dan een venule. Er is dus nauwelijks een tunica media. In tegenstelling tot een venule heeft een vene wel elastische vezels. De diameter van een vene bedraagt 5,0 mm en de wanddikte 0,5 mm. Sommige venen hebben kleppen. Wanneer er druk op de vene komt te slaan, gaan het bloed richting het hart. Wanneer er minder druk op de vene is, sluiten de kleppen, waardoor het bloed niet

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

terug kan stromen. . Een klep is vliesdun. Een klep bestaat uit bindweefsel, dat bekleed is met een laag endotheelcellen. Lymfevaten Lymfevaten zijn bekleed met cellen die op endotheelcellen lijken. Lymfevaten vervoeren geen bloed, maar wel witte bloedcellen. Je kunt lymfevaten beschouwen als het afvalkanaal van het lichaam: lymfevaten voeren alle extra vloeistoffen af. Ook bevatten lymfevaten kleppen, zodat lymfe richting hart gaat, als er druk op de lymfevaten staat en niet kan terugstromen. Ze eindigen blind in het weefsel. Hoorcollege 3 en 4 Het vaatstelsel Hart- en vaatziekten Hart- en vaatziekten zijn de belangrijkste doodsoorzaken wereldwijd. Risicofactoren hiervoor zijn:

• mannelijk geslacht • overgewicht. • hoge bloeddruk.

Aandoeningen aan het hart gaan vaak gepaard met oedeem. Oedeem kan ook ontstaan door aan de arteriële, capillaire of veneuze circulatie. Hemodynamische aspecten van de circulatie In het circulatiesysteem wordt een kleine en een grote circulatie onderscheiden. De kleine circulatie is de longcirculatie waar de oxygenatie plaatsvindt. De grote circulatie leidt het bloed door het hele lichaam heen en brengt het bloed uiteindelijk weer terug naar de rechterkant van het hart. Het grote arteriële systeem heeft zowel parallel geschakelde als in serie geschakelde wegen. In de in serie geschakelde wegen vindt een groot drukverval plaats. Beide circulaties hebben een arteriëel systeem kant, een microcirculatie (capillair vaatbed) systeem en een veneus systeem. Circulatie Het arteriële systeem is het distributie systeem. Het bestaat uit stevige vaten, met veel spiercellen. Er is ook sprake van een hoge mate van elasticiteit, waardoor het systeem een hoge druk kan verdragen en er een hoge stroomsnelheid mogelijk. Het arteriële systeem heeft een klein volume. Het veneuze systeem is het verzamel systeem. Venen hebben een dunne wand en zijn weinig rekbaar. Er kan slechts een lage druk worden opgebouwd, er is sprake van een lage stroomsnelheid. Het volume van het veneuze systeem is groot. Tussen het arteriële en veneuze systeem bevindt zich het capillaire vaatbed. Hier vindt diffusie/filtratie plaats en dit systeem wordt ook wel de microcirculatie genoemd. In totaal stroomt er 5 L bloed door het lichaam. De venen beslaan het grootste bloedvolume, namelijk 3,2 L. De arteriën en capillairen 1 L, het hart 360 mL en de longen 440 mL. Als je bloedflow wilt houden in een systeem, moet je druk hebben en een weerstand om die druk op te bouwen. De druk kan als volgt worden berekend: ΔP = F x R (drukverschil = flow x weerstand). F= ΔP/R. Dit is de wet van Ohm. Er zijn verschillende drukken in de circulatie. Eén daarvan is de driving pressure. Deze druk in de circulatie is het verschil tussen de arteriële en de veneuze druk(Parterie - Pvene). Hierdoor vindt bloedflow plaats. De driving pressure wordt op gang gehouden door het hart en is de belangrijkste druk. Daarnaast

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

bestaat er ook nog een transmurale druk. Deze druk vergelijkt de druk binnen de vaatwand met de druk buiten de vaatwand. Deze druk is afhankelijk van de diameter van het vat. Ten slotte is er ook nog een hydrostatische druk. Deze druk komt tot stand door de zwaartekracht. Het hart kun je voorstellen als een hydraulische pomp. De cardiac ouput is gelijk aan de veneuze return. Er is in de circulatie echter wel een verschil in druk. In het linkerventrikel is de druk tijdens de relaxatie laag en stijgt snel tijdens contractie. De aorta kan veel bloed ontvangen (elastisch), met groot verschil tussen diastolische (laagste druk) en systolische druk (hoogste druk). Hoe verder het bloed zich door het lichaam begeeft (door de capillairen en venen), hoe lager de druk wordt. De aorta is te vergelijken met een windketel, omdat er sprake is van opslag van druk. In de aorta kan de druk opgeslagen worden door de elasticiteit van de vaatwand. De aorta zet een beetje uit wanneer het hart het bloed in de aorta pomp. Vervolgens veert de vaatwand, wanneer de aortaklep weer dicht gaat terug. Dit levert ook weer een druk, waardoor de bloedstroom voortdurend in beweging wordt gehouden. Zo krijg je een gelijkmatige bloedstroom (laminair) in plaats van een pulserende bloedstroom. Er kan worden gesproken over compliantie en elasticiteit. Elasticiteit is de inverse van compliantie. De mate van compliantie druk uit, hoe groot de mogelijkheid is om druk op te vangen in de systole. De compliantie komt tot stand door elastine vezels. Zij maken het dus mogelijk dat de slagader kan uitrekken, wanneer de druk hoog wordt. Elasticiteit komt tot stand door collageen vezels. Het zorgt er voor dat de aders na uitrekking weer terugveren naar hun oorspronkelijke diameter. Dit zorgt er voor dat ook tijdens de diastole het bloed vooruit wordt geperst. Bloeddrukmeter Je kunt op verschillende manieren de bloeddruk meten. Een van deze manieren is met behulp van een stethoscoop en een bloeddrukmanchet. De bloeddrukmanchet wordt om de arm geplaatst. Wanneer je de bloeddruk wilt meten, verhoog je met een pompje de druk in de manchet, zodat er geen bloed meer door de slagaderen heen kan. Vervolgens laat je de lucht langzaam weglopen, waardoor de druk afneemt. Wanneer de druk van de manchet gelijk is aan de systolische druk zal je voor het eerst een toon horen. Dit is de hoogste druk. Je hoort vanaf dat moment Korotkoff-geluiden.. Als je geen geluid meer hoort, is de diastolische druk af te lezen. Dit is de laagste druk. Het verschil tussen de systolische en diastolische druk is de polsdruk. De gemiddelde bloeddruk bij benadering is te berekenen met:

In de arteriën is de druk het hoogst. In de capillairen is deze druk vele malen lager. Er is hier dus sprake van een groot drukverval. Dit drukverval wordt veroorzaakt doordat het bloed zich over een groot oppervlak zal verspreiden. De diameter van één capillair is dan wel erg klein, maar er zijn er wel héél veel van. De totale diameter van de capillairen bij elkaar is dus veel groter dan de diameter van een arterie. Distaal in het lichaam lijkt de bloeddruk hoger te zijn dan proximaal. Dit komt door summatie van druk. Vanuit de linker kamer komt een polsgolf door de aorta. Bij splitsingen kaatst deze golf terug naar boven. Er treedt summatie op van de polsgolf en de teruggekaatste golf. Stroom en druk De drie factoren die bepalend zijn voor stroom en druk, zijn: weerstand, compliantie en elasticiteit.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

De weerstand wordt volgens de wet van Poisseuille bepaald door: • De straal van het vat. Deze variabele is het meest van invloed op de weerstand van het vat. Dit is

te zien in de formule, doordat het tot de macht vier is. • De lengte van het vat • De viscositeit van de vloeistof. Dit is de coëfficiënt van de inwendige wrijving. Viscositeit is de

mate van ‘stroperigheid’ en beschrijft met hoeveel wrijving volume-elementen in de vloeistof langs elkaar schuiven. De viscositeit van een vloeistof is te bereken door:

De ‘shear stress’ is de kracht om vloeistoflaagje ten opzichte van een naburig vloeistof laagje te bewegen. De ‘shear rate’ is snelheidsverandering van het ene laagje ten opzicht van het andere laagje (snelheidsgradiënt). Normaal gesproken is er in het bloedvat een laminaire flow, het bloed in het midden van het bloedvat stroomt sneller dan het bloed aan de wandzijde. De wet van Poisseuille is Samengenomen met de wet van Ohm, kan de volgende volume worden opgesteld voor de flow: F=ΔP x π. r4

Bloed

/8.η. L (1/R)

Het bloed bestaat uit plasma en cellen. Het plasma is de fractie van het bloed zonder de cellen. Plasma bestaat uit water, electrolyten, voedingsstoffen (glucose, cholesterol, O2), afvalproducten (CO2

) en colloïdale bestanddelen, zoals transporteiwitten, enzymen en antistoffen. Met name het eiwit albumine bepaalt de colloïdale druk. Dit is een transportenzym. Onder de cellen in het bloed vallen de erythrocyten, leukocyten en trombocyten. De belangrijkste cellen zijn de erytrocyten, aangezien die de meeste invloed op de viscositeit hebben.

Onder het bloedserum vallen alle bestanddelen van het plasma, zonder de stollingsfactoren. Hyperviscositeit kan ontstaan door polycythemie (te veel bloedcellen), toename van plasma eiwit concentraties en erytrocyt deformabiliteit. Een toename van de plasma eiwit concentraties wordt veroorzaakt doordat het immuunsysteem veel antilichamen maakt. Erytrocyt deformabiliteit ontstaat, wanneer erytrocyten niet goed meer kunnen vervormen. Een voorbeeld is sikkelcelziekte. Bloed hyperviscositeit kan de autoregulatoire regelmechanismen voor de bloedstroming verminderen. Hierdoor kan de orgaanperfusie worden verstoord. Compliantie is de rekbaarheid van het vat. Dit is te berekenen door V/P . Ee n hoge complia ntie wil zeggen dat een vat hoge volumes aan kan en dus goed kan oprekken. De elasticiteit is het omgekeerde van de compliantie, namelijk de mogelijkheid om terug te keren in de oorspronkelijke vorm wanneer de rekkrachten worden opgeheven. Door atherosclerose vermindert de compliantie en elasticiteit. Dit is ook het geval bij stijgende leeftijd. Wanneer de elasticiteit en de compliantie zullen dalen, zal de gemiddelde bloeddruk stijgen. Naarmate je ouder wordt, stijgt de systolische druk en daalt de diastolische druk. De systolische druk wordt hoger, doordat al het bloed in een keer wordt doorgegeven. Dit komt doordat het vat door de verminderede compliantie minder kan uitrekken. De diastolische druk wordt lager, doordat de elasticiteit verminderd is. Het bloeddruk kan minder goed terugveren naar zijn oorspronkelijk vorm, waardoor er tijdens de diastole minder druk aan het bloed kan worden gegeven.. Doordat de aorta minder kan uitrekken en terugveren is er minder opslag mogelijk. Daardoor stijgt de polsdruk, wat de kans op een aneurysma vergroot.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Hemodynamiek en homeostase van het interstitium De druk in de circulatie ontstaat door de druk die het hart levert. De arteriolen en sfincters zijn belangrijk om de bloedstroom naar het capillaire vaatbed te reguleren. Capillairen Capillairen hebben één laag endotheelcellen. Er zijn drie typen:

• Continue of gesloten capillairen – Deze capillairen komen met name voor in spierweefsel. De endotheelcellen zijn met elkaar verbonden door middel van inter-endotheliale junctions. Onder de endotheelcellen ligt de basale lamina.

• Gevensterde capillairen – Deze capillairen komen met name voor op plaatsen waar veel diffusie plaatsvind, bijvoorbeeld in de darmen en endocriene organen. De wand van het capillair bestaat uit een laag dunnen endotheelcellen met gaten. Onder de endotheelcellen ligt de basale lamina.

• Discontinue capillairen – Deze capillairen komen met name voor in de lever. Tussen de endotheelcellen zijn grote gaten aanwezig. Ook de basale lamina onder de endotheelcellen bevat openingen.

Uitwisseling van stoffen tussen bloed en weefsel De uitwisseling van stoffen tussen bloed en weefsel kan transcellulair, paracellulair en via transcytose plaatsvinden. Bij transcellulair transpot diffunderen de stoffen door het celmembraan en cytosol heen. Bij paracellulair transport diffunderen de stoffen via inter-endotheliale junctions en spleten tussen de endotheelcellen door. Bij transcytose vindt transport via transportblaasjes plaats. Kleine vetoplosbare stoffen kunnen eenvoudig door het membraan diffunderen: transcellulair. Kleine wateroplosbare stoffen kunnen via inter-endotheliale junctions en spleten door de membraan, dus tussen de cellen door (paracellulair). Ze zijn afhankelijk van de permeabiliteitscoëfficiënt. Overige stoffen, zoals plasma eiwitten, gaan via het transcytose door de cel. Vloeistofcompartimenten Ongeveer 60% van het gewicht bestaat uit water. Dit zit in de cellen (60%), of buiten de cellen (40%). Extracellulair is er interstitieel vocht (zo’n 13 L), plasma (3 L) en transcellulair vocht (1L) (bijv. ruimte tussen gewrichten). Wanneer er overmatige vochtophoping in het interstitium is, is er sprake van oedeem. Handhaving interstitiële vloeistof Interstitium: compartiment van vocht tussen de cellen. De hoeveelheid interstitiële vloeistof wordt in stand gehouden met behulp van de Starlingkrachten. Dit zijn de hydrostatische druk en de colloïd-osmotische druk. De hydrostatische druk is de druk die uitgeoefend wordt vanuit het bloed op de wand richting het interstitium (als het gaat over de microcirculatie). Die druk wil het bloed richting het interstitium duwen. De colloïd-osmotische druk is de druk die bepaald wordt door opgeloste deeltjes (eiwitten in het bloed). De colloïd-osmotische druk zorgt voor een aanzuigende kracht op het interstitiële vloeistof. Er treedt een evenwicht op tussen de hydrostatische druk en de osmotische druk. Wanneer de hydrostatische druk hoger is dan de osmotische druk, treedt filtratie op. Wanneer de osmotische druk hoger is dan de hydrostatische druk treedt resorptie op. In een normale situatie is er meer filtratie dan resorptie. De overmaat aan vloeistof in het interstitium wordt via het lymfestelsel afgevoerd. Het lymfestelsel voert per dag gemiddeld 2 L vocht af. Regulatie De microcirculatie wordt gereguleerd door:

• Systemische invloeden, die niet uit het weefsel zelf komen. Als de doorbloeding sterker wordt, zoals bij blozen, gaat het om een extrinsieke factor.

• Lokale regelmechanismen: mechanismen die de doorbloeding bepalen vanuit het weefsel zelf. o Precapillaire weerstand (sfincter: spiertje dat kan contraheren of relaxeren). Bij veel

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

afvalstoffen gaan de precapillaire sfincters verder openstaan. o Weefselmetabolieten (lokale stofwisselingsproducten: pO2, pCO2o Lokale chemische en humorale factoren

, pH)

• Autoregulatie (met name in het brein belangrijk, want het brein moet bij elke druk een behoorlijke perfusie hebben. Hierdoor is er over een bepaalde range bloeddrukken weinig invloed op de cerebrale bloedstroom).

Oedeem Oedeem is een overmaat aan vocht in het interstitium (zout/water in extracellulaire ruimte). Het ontstaat op capillair niveau. Wanneer het proces van filtratie en absorptie abnormaal verloopt, kan er een overmaat aan vocht ontstaan (oedeem) of een tekort aan vocht in het interstitium (dehydratie). Algemene oorzaken van oedeem zijn vochtretentie (hartfalen, nierfalen waarbij een hoge veneuze druk zorgt voor slechte reabsorptie) of een laag albuminegehalte (hongeroedeem), omdat albumine belangrijk is bij het in stand houden van de colloïd-osmotische druk. Daarnaast zijn er ook lokale oorzaken als veneuze insufficiëntie, lymfatische insufficiëntie of een ontsteking (infectie, trauma) waarbij lokaal teveel eiwitvorming plaatsvindt. Bij veneuze insufficiënte kun je uiteindelijk verwoeste kleppen krijgen na een trombose waardoor er kans is op een chronisch oedeem (posttrombotisch syndroom). Bij lymfeoedeem is geen vormverandering van de huid waarneembaar als er druk op wordt uitgeoefend. Werkgroep 3 Hemodynamische aspecten van de circulatie Circulatie en drukverschillen In figuur 1 is af te lezen wat de gemiddelde druk, de cross sectional area (gezamelijke oppervlakte) en de gemiddelde doorsnede van de verschillende delen van het vaatstelsel zijn. De verdeling van bloedvolume is afgebeeld in plaatje 4. De hoogste druk bevindt zich in de aorta en het grootste drukverval vindt plaats in de arteriolen. Dit komt door de plotselinge grote toename in cross sectional area. Het meeste bloedvolume zit in de systemische venen, die als ‘reservoir’ dienen. Arteriële vaatgebieden die in serie geschakeld zijn, zijn de nieren onderling en de milt en de lever. De darmen en de milt en extremiteiten zijn parallel geschakeld. Voorbeelden van trans-cellulaire vloeistof zijn oogvocht en liquor. Arteriële vaatgebieden kunnen in serie of parallel geschakeld worden. Een voorbeeld van een arterieel vaatgebied dat in serie geschakeld is, is het arteriële vaatgebied bij de nieren. Een voorbeeld van een arterieel vaatgebied dat parallel geschakeld is, is het arteriële vaatgebied van de organen in de buik.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Bloed stroomt onder invloed van drukverschillen. Er zijn drie soorten drukverschillen, die invloed hebben op de bloedstroom: de driving pressure, de transmurale druk en de hydrostatische druk. De driving pressure is het drukverschil tussen het begin en het eind van een bloedvat. Het wordt veroorzaakt door de pompwerking van het hart. De transmurale druk is het drukverschil tussen de binnenkant en buitenkant van de vaatwand. De hydrostatische druk komt tot stand door de zwaartekracht. De driving pressure is met name verantwoordelijk voor de bloedstroom, omdat die langs de axiaal loopt. De weerstand van het vaatstelsel wordt vooral bepaald door de transmurale druk. De relatie tussen bloedstroom, druk en weerstand kan worden weergegeven door de wet van Ohm.

De weerstanden van in serie geschakelde vaatbedden kunnen bij elkaar worden opgeteld om de totale weerstand te berekenen: De weerstanden van parallel geschakelde vaatgebieden kunnen worden opgeteld volgens de formule:

De perifere weerstand wordt bepaald door de arteriolen waarin vasoconstrictie en vasodilatatie plaatsvindt. Doordat de diameter van de arteriolen klein is, heeft een kleine spiersamentrekking groot effect op de diameter van het vat. De weerstand wordt in eerste instantie ook bepaald doordat de cross sectional area in de arteriolen veel kleiner is dan in de capillairen. De stroming in een ideaal vat wordt weergegeven door de wet van Poiseuille:

De belangrijkste determinant in de bloedstroom is de straal van het vat, omdat deze in de formule tot de vierde macht is. Bloed Bloed is een oplossing van cellulaire elementen in plasma. Bloedplasma is dus de vloeistoffractie die overblijft als alle cellen eruit zijn gehaald. Het bevat dan nog elektrolyten, koolhydraten, eiwitten en vetten. Serum is plasma zonder stollingsfactoren. De hematocrietwaarde geeft het volume van de bloedcellen in verhouding tot het bloedvolume aan. De hematocrietwaarde kan worden bepaald door bloed te centrifugeren. Er ontstaan dan drie laagjes, waarvan de onderste laag bestaat uit rode bloedcellen. Het middelste laagje dat ontstaat, wordt ook wel de buffy coat genoemd. Het bestaat uit witte bloedcellen en bloedplaatjes. De bovenste laag wordt gevormd door het bloedplasma. De hematocrietwaarde is de fractie van de totale kolom dat wordt bezet door alle bloedcellen inclusief de buffy coat. Voor mannen is de hematocrietwaarde 45% en voor vrouwen 40%. De plasmaconcentratie voor een man in dan 55 % en voor een vrouw 60%. De belangrijkste plasma-eiwitten zijn albumine, globulines en fibrinogeen. Albumine is een transporteiwit en bepaalt voornamelijk de colloid-osmotische druk. Globulines spelen een rol bij de humorale afweer. Fibrinogeen is een precursor van fibrine en speelt een rol in het stollingsproces. Bloed wordt qua stroomgedrag en viscositeit ook wel vergeleken met een substantie als ketchup en latexverf. Beiden zijn niet-Newtonse vloeistoffen. Een newtoniaanse vloeistof is een water of zoutoplossing. Bij een Newtoniaanse vloeistof is er een lineair verband tussen shear stress en shear rate. Bij bloed moet er relatief meer kracht geleverd worden om dezelfde snelheid te krijgen. Hoe sneller het bloed stroomt hoe minder het verschil. Dit wordt veroorzaakt door de rode bloedcellen. De shear stress gaat over de kracht die nodig is om het ene vloeistoflaagje ten opzichte van een ander

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

vloeistoflaagje te laten bewegen. De shear rate is de snelheidsverandering van het ene laagje ten opzichte van het andere laagje. De wet van Poiseuille geldt niet voor capillairen, omdat deze te dun zijn. Er is in een capillair door de kleine diameter geen laminaire stroming mogelijk. Er past maar één bloedcel tegelijk door een capillair. Bloeddruk meten De bloeddruk kan men meten door een manchet om de arm met behulp van een pomp ‘op te blazen’. Hierdoor worden de bloedvaten dichtgeknepen, waardoor er geen doorbloeding meer plaats kan vinden. Vervolgens laat men de druk in de manchet langzaam afnemen, totdat er met de stethoscoop geluiden hoorbaar zijn. Op het moment dat er voor het eerst een toon hoorbaar is, is de druk van de manchet gelijk aan de systolische druk. Op dit moment kan dus de bovendruk worden afgelezen. Wanneer de geluiden bij afnemende druk weer verdwijnen, is de druk in de manchet gelijk aan de diastolische druk. Op dit moment kan de onderdruk worden afgelezen. Een normale bloeddruk is 120/80 mm Hg. De polsgolf is een drukgolf die over een vat loopt, dus in de wand, in de richting van de periferie. De polsdruk is het verschil tussen de systolische en de diastolische druk. De polsgolfsnelheid is de snelheid waarmee de drukgolf zich voortplant. Deze golf gaat ongeveer 10 keer sneller dan de volumegolf. Door reflectie op plaatsen met vatsplitsingen en vatafsluitingen, kan de golf worden teruggekaatst. De snelheid is ongeveer 12 m/s en afhankelijk van de stijfheid van het vat. Een stijvere arterie heeft als gevolg: een hogere bloeddruk, een hogere stroomsnelheid van het bloed en een hogere polsgolfsnelheid. Doordat dezelfde hoeveelheid bloed door de vaten stroomt, maar het vat niet kan uitzetten, stijgt de stroomsnelheid en de bloeddruk. Bloeddruk en inspanning De gemiddelde bloeddruk is als volgt te berekenen: Pgemiddeld = Pdiastolisch + (Psystolisch – Pdiastolisch

)/3.

In een normale situatie is de enkeldruk hoger dan de systolische druk in de arm. De enkeldruk is het verschil tussen de systolische druk en de diastolische druk in de enkel. De systolische druk is in de enkel hoger dan in de pols. Dit is het gevolg van interferentie. Doordat de enkel verder weg is van het hart, zijn er op weg naar de enkel meer bloedvatafsplitsingen. Er is dus meer interferentie opgetreden. In een normale situatie is de enkeldruk dus altijd hoger dan de polsdruk. Dit is ook het geval bij inspanning. Bij een enkeldruk die lager is dan de druk in de arm, zit er waarschijnlijk een aandoening in de bloedvaten, die de bloedstroom beperkt. Een voorbeeld is een stenose. In normale toestand kan dit niet zichtbaar zijn, omdat dan misschien al de vaten optimaal verwijd zijn. Bij inspanning zou er nog meer bloed naar de benen moeten, maar dat gaat niet. De bloeddruk kan niet verder stijgen, waardoor de enkeldruk lager is dan de polsdruk. Een pulserende zwelling in de buik kan een aneurysma zijn. Risicofactoren voor een aneurysma zijn leeftijd en het mannelijk geslacht. De aorta werkt als een windketel, want het slaat volume op tijdens de systole, doordat de bloedvatwand uitrekt. In de diastole veert de bloedvatwand terug naar zijn oorspronkelijke positie, zodat in diastole van het hart dit volume kan vrijkomen. Op deze manier blijft de flow lopen. Compliantie is de rekbaarheid van een vat om een volume te accepteren. De elasticiteit staat voor de mogelijkheid om terug te keren naar de oorspronkelijke vorm. Bij een aorta aneurysma is vooral de elasticiteit verloren gegaan. Het vat blijft optimaal uitgerekt. De

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

gladde spiercellen, elastinevezels en collageenvezels zijn voor de aorta belangrijk om zijn functie te kunnen vervullen. Elastinevezels zijn hoog compliant en weinig elastisch. Collageen is erg elastisch en een beetje compliant. Wanneer venen overvult zijn, zit er teveel bloed in de venen. Dit wijst op een te hoog circulerend bloedvolume. Waarschijnlijk zit het probleem dan in de vena cava inferior (ligt in de buik). De vena cava inferior is normaal gesproken niet rond, maar plat. Is hij dat wel, dan is hij overvult. Bij het lichamelijk onderzoek is perifeer oedeem te vinden, samen met een gewichtstoename en grote venen die opgezet zijn (zoals halsvenen). Een slagader werkt als een weerstand, want een slagader heeft veel tegendruk en een hoge elasticiteit. Een ader werkt als een condensator, want een vene heeft een hoge compliantie. Het kan volumes opslaan en later teruggeven. De elasticiteit en compliantie van de venen is aanzienlijk minder dan die van de arteriën. Zelfstudie anatomie en microscopie vaatstelsel Schematische weergave van het arteriële systeem van de mens:

truncus brachiocephalicus

a. carotis communis sinistra

a. subclavia sinistra

a. carotis communis dextra

a. subclavia dextra

aorta ascendens aorta descendens

arcus aortae

aorta thoracica (tot en met diafragma)

aorta abdominalis

a. iliaca communis

a. iliaca interna

a. iliaca externa

a. mesenterica inferior

truncus coeliacus

a. mesenterica superior

aortakleppen

a. renalis

a. ovarica / a. testicularis

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Schematische tekening van het veneuze systeem van de mens:

www.online-utility.org/image/gallery.jsp?title=Template%3AOther+versions%2FVenous+system

In de wand van venen (zoals de vena cava inferior) ligt een laag spiercellen. Contractie van de gladde spiercellen zorgt ervoor dat de veneuze bloedcirculatie blijft lopen. Deze gladde spiercellen kunnen in hun functie ondersteund worden door de externe druk van de contractie van omliggende skeletspieren voor armbewegingen en beenbewegingen.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Practicum anatomie vaatselsel De aorta thoracica en de aorta abdominalis vasculariseren zowel de rompwand als de ingewanden. De takken kunnen worden onderscheiden in pariëtale takken (romp) en viscerale takken (ingewanden). Pariëtale takken van de aorta thoracica zijn de gepaarde aa. intercostales. De viscerale takken zijn kleine vaatjes voor de slokdarm, trachea en bronchiën. Uit de aorta abdominalis ontspringen de aa. lumbales als gepaarde, pariëtale takken. De viscerale takken uit de aorta abdominalis kunnen gepaard en ongepaard zijn. gepaard ongepaard a. suprarenalis media Truncus coeliacus a. renalis a. mesenterica superior a. ovarica / a. testicularis a. mesenterica inferior De truncus coeliacus vertakt zich tot de a. lienalis (splenica), de a. hepatica communis en de a. gastrica sinistra. De truncus vasculariseert dus de milt, lever en maag. De a. mesenterica superior vasculariseert het duodenum, jejunum, ileum, ceacum, colon ascendens en 2/3 deel van het colon transversus. De a. mesenterica inferior vasculariseert het overige 1/3 deel van het colon transversus, de colon descendens, sigmoïd en het rectum. De v. mesenterica inferior, de v. mesenterica superior en de v. splenica vormen samen de v. portae. De vena portae mondt uit in de lever. Het poortadersysteem als deel van veneuze systeem van de mens:

http://abemethymalformation. blogspot.com./

De venen van het hart monden deels uit in de sinus coronarius. Via de sinus coronarius komt het bloed

v. portae v. mesenterica superior

v. mesenterica inferior v. cava inferior

v. splenica

v. coronarius

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

in het rechter atrium.

De vv. intercostales posteriores monden uit in de v. azygos of de v. hemiazygos. Deze vaten geven het bloed weer af aan de v. cava superior. De lamina elastica interna heef zo'n kronkelig verloop zodat hij mee kan rekken wanneer er veel bloed het vat inkomt. In de richting van het lumen van de tunica intima liggen collageen

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Practicum microscopie vaten In de onderstaande tabel staan de morfologische kenmerken van de verschillende vaten weergeven: Tunica intima Tunica media Tunica

adventitia Diameter lumen

Wanddikte

Musculeuze arteriie

Samengesteld uit endotheelcellen, basale lamine en elastinevezels

Dikke laag glad spierweefsel met elastinevezels

Dikke laag bindweefsel met elastine en collageen.

6 mm 1 mm

Arteriole Samengesteld uit endotheelcellen, basale lamine en elastinevezels

Dunne laag glad spierweefsel met elastinevezels

Dunne laag bindweefsel met elastine en collageen,

37μm 6 μm

Capillair Samengesteld uit een enkele laag endotheelcellen en een basale lamina.

- - 9 μm 0.5 μm

Venule Samengesteld uit endotheelcellen en een basale lamina.

Heel dun laagje glad spierweefsel.

Heel dun laagje bindweefsel met collageen.

20 μm 1 μm

Vene Samengesteld uit endotheelcellen en een basale lamina.

Dunne laag glad spierweefsel.

Dikke laag bindweefsel met een kleine hoeveelheid elastine en veel collageen.

5 mm 0.5 mm

Door het fixeren heeft de lamina interna elastica in de preparaten een kronkelig verloop. Normaal gesproken is deze laag glad getrokken. Werkgroep 4 Interstitieel vocht Interstitieel vocht: vocht tussen de cellen en het vaatstelsel. Het interstitium zijn dus de met lichaamsvocht gevulde ruimten tussen de cellen van een bepaald weefsel. Plasma: bloed zonder bloedcellen (rode bloedcellen, witte bloedcellen, bloedplaatjes). Serum: plasma zonder antistoffen Oedeem: overmatig vocht in het interstitium. Door de hydrostatische druk en de colloïd-osmotische druk kan het volume van het interstitiële vocht gehandhaafd worden. Daarnaast zorgt het lymfestelsel voor de afvoer van het overtollige interstitiële vocht. De hydrostatische druk aan het begin van het capillair is hoger dan de colloïd-osmotische druk en zorgt

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

dus voor filtratie van het bloed waarbij zuurstof en voedingsstoffen het weefsel in kunnen. Aan het einde van het capillair is de colloïd-osmotische druk hoger dan de hydrostatische druk en gaan er afvalstoffen het weefsel uit naar het bloed toe (absorptie). Het starling mechanisme op capillair niveau werkt als volgt: Wanneer in de capillairen de hydrostatische druk hoger is dan de osmotische druk zal er filtratie plaats vinden. Door de filtratie zal de hydrostatische druk steeds verder dalen. Op een bepaald moment zal de coloïd osmotische druk hoger zijn dan de hydrostatische druk. Hierdoor zal er resorptie plaatsvinden. Het vocht dat uit het bloedvat filtreert is veel groter dan dat er uiteindelijk terug geresorbeerd wordt. Er blijft dus vocht achter in het weefsel. Dit vocht wordt door de lymfevaten afgevoerd. Het starling mechanisme op capillair niveau wil dus zeggen: wat er wordt aangevoerd is gelijk aan wat er wordt afgevoerd + lymfe. Capillairen Er zijn drie typen capillairen:

• Continue of gesloten capillairen – Deze capillairen komen met name voor in spierweefsel. De endotheelcellen zijn met elkaar verbonden door middel van inter-endotheliale junctions. Onder de endotheelcellen ligt de basale lamina.

• Gevensterde capillairen – Deze capillairen komen met name voor op plaatsen waar veel diffusie plaatsvind, bijvoorbeeld in de darmen en endocriene organen. De wand van het capillair bestaat uit een laag dunnen endotheelcellen met gaten. Onder de endotheelcellen ligt de basale lamina.

• Discontinue capillairen – Deze capillairen komen met name voor in de lever. Tussen de endotheelcellen zijn grote gaten aanwezig. Ook de basale lamina onder de endotheelcellen bevat openingen.

Lymfe De belangrijkste functie van lymfe is het afvoeren van de overmaat aan interstitieel vocht. Dit is nodig omdat de filtratie uit de bloedvaten groter is dan de resorptie. Hierdoor blijft er vocht achter in de weefsels. Andere functies van het lymfestelsel: transport van afweercellen en vervoer van vetten die in de darm zijn geabsorbeerd. De lymfestroom wordt op gang gehouden door weefseldruk en kleppen. Daarnaast kan de lymfe worden voortgestuwd door contractie en relaxatie van omliggende skeletspieren Doorbloeding De bloedtoevoer naar de verschillende capillaire vaatbedden beïnvloedt het uitwisselingsproces op capillair niveau. De doorbloeding wordt bepaald door de precapillaire weerstand en precapillaire sfincters. Deze worden beïnvloed door intrinsieke en extrinsieke factoren. Intrinsieke factoren hebben een lokaal effect. Voorbeelden zijn: weefselmetabolieten, autoregulatie en lokale chemische en humorale factoren. Voorbeelden van extrinsieke factoren zijn het autonome zenuwstelsel en hormonen. Transportmechanismen Er zijn verschillende mechanismen waarmee stoffen tussen bloed en weefsel kunnen worden uitgewisseld. Dit kan door middel van diffusie, carrier gemedieerd transport, paracellulair en transcytose. Er zijn drie principes waardoor stoffen door het endotheel kunnen worden getransporteerd:

• Transcelullair transport – diffusie door het celmembraan en het cytosol. Dit is vooral het geval bij kleine ongeladen deeltjes.

• Paracellulair transport – difussie via inter-endotheliale junctions en spleten. Dit is dus diffusie tussen de cellen door. Dit is vooral het geval bij kleine hydrofiele deeltjes.

• Transcytose – transport door pinocytose, dus via transportblaasjes. Dit is vooral het geval bij macromoleculen (voorbeeld albumine) en hormonen.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Geneesmiddelen en oedeem Zowel ISDN als enalapril kunnen worden gebruikt om oedeem tegen te gaan. Dit komt omdat beide farmaca vaatverwijdend werken en daardoor de perifere weerstand verlagen. Als gevolg hiervan daalt ook de hydrostatische druk (in de capillairen), waardoor er minder vocht het vaatstelsel zal verlaten (minder filtratie). En er treedt meer absorptie op. Op die manier zal er minder oedeemvorming optreden. ISDN zorgt voornamelijk voor veneuze vaatverwijding. Door dit medicijn te slikken zal dus de veneuze bloeddruk dalen. Enalapril zorgt voornamelijk voor arteriële vaatverwijding. Door die medicijn te slikken zal dus de arteriële bloeddruk dalen, Verdelingsvolume Het verdelingsvolume (Vdhoeveelheid geneesmiddel in het lichaam (weefsel )/concentratie in het plasma. Het geeft aan in welke mate het geneesmiddel vanuit het plasma in de weefsels wil gaan. Hoe hoger Vd, hoe hoger de weefsel concentraties.

):

Het verdelingsvolume van digoxine is 7,3 L/kg. De concentratie in het weefsel is dus relatief hoog. Wanneer digoxine in combinatie met verapamil wordt gebruikt, zal de concentratie digoxine in het bloed sterk toenemen, doordat er concurrentie ontstaat. Beide medicijnen binden in het lichaamsweefsel niet selectief aan receptoren. Verapamil verdrijft een deel van het digoxine van de receptoren, waardoor de concentratie digoxine in het bloed stijgt,Hierdoor zal de concentratie richting toxisch niveau gaan en klachten van overdosering veroorzaken. Bètablokkers en lipofilie De verdeling van een farmacon wordt sterk bepaald door de lipofiliteit. Bèta-blokkers zijn als volgt onder te delen in mate van lipofiliteit:

• Hydrofiel: atenolol, celiprolol, esmolol, sotalol • Lipofiel: acebutolol, betaxolol, bisoprolol, corvedilol, labetalol, metoprolol, nebivolol, oxprenalol,

pindolol • Zeer lipofiel: propranolol

Het Vd

van metoprolol is 4-5 L/kg.

Wanneer bètablokkers een hoge lipofiliteit hebben, kunnen ze snel weefsels binnendringen en bijwerkingen veroorzaken. Zo kan een lipofiele bètablokkers als metoprolol ook de bloed-hersenbarrière passeren en bijwerkingen veroorzaken als nachtmerries en slaapstoornissen. Deze bijwerkingen kunnen verminderd worden door een minder lipofiele bètablokker voor te schrijven, zoals atenolol. Oorzaken van oedeemvorming Wanneer men voortdurend stil zit of lang staat, kan er oedeemvorming optreden omdat vocht door de zwaartekracht en bij gebrek aan spieractiviteit in de benen blijft zitten. Als men een deel van de huid verbrand heeft, kan er ook oedeem ontstaan. Dit komt omdat met beschadiging van de huid ook veel eiwitten uit de bloedbaan gaan, er zijn dus minder colloïden in het bloed. De colloïd-osmotische druk is dus afgenomen. Hierdoor is er over een langere periode filtratie en wordt de resorptie periode korter. Er blijft dus meer vocht achter in het weefsel. Een lymfeknoop zit in een baan van een lymfevat, door het weghalen van de knoop is het afvoersysteem onderbroken. Hierdoor kan het lymfe minder goed worden afgevoerd. Er blijft meer vocht in het weefsel achter. Het verwijderen van een lymfeknoop kan dus ook leiden tot oedeem. Wanneer iemand een diep veneuze trombose heeft gehad, kan er oedeem ontstaan omdat de veneuze kleppen zijn beschadigd. De stroom terug omhoog is bemoeilijkt. De veneuze druk neemt toe. Hierdoor zal er meer filtratie zijn en minder resorptie. Er blijft dus meer vocht achter in het weefsel. Dit leidt tot oedeem.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Interactief College 1 Verdeling van farmaca Onder de farmacokinetiek vallen de vier deelprocessen: absorptie, distributie, metabolisme en eliminatie (ADME). Distributie is het proces waardoor het geneesmiddel reversibel de bloedstroom verlaat en weefsel penetreert. Nadat er een concentratie in het bloed is opgebouwd, wordt door distributie vervolgens ook de concentratie in het weefsel verhoogd. Het is belangrijk dat het om een reversibel proces gaat, omdat het farmacon niet in het weefsel moet blijven hangen. Basisconcept Nadat het geneesmiddel wordt toegediend, komt het in het bloed terecht. Het farmacon is opgelost en kan dus alleen uitwisselen in hydrofiel milieu. Deze uitwisseling vindt daarom plaats in het capillair vaatbed. De doorbloeding van weefsel speelt een belangrijke rol bij de distributie van geneesmiddelen. Goed doorbloede organen zijn o.a. de lever, nieren, hersenen en het hart. Dit betekent niet dat het farmacon hier al snel ophoopt, want dit is afhankelijk van de membraanpassage in organen. Deze passage wordt beïnvloed door de lipofilie, de grootte van het molecuul en de polariteit van het farmacon. Verdeling De verdeling van farmaca wordt bepaald door de bloed flow door organen en de passage van bloed-weefselbarrière. De eerste barrière is het endotheel, tussen het capillair en het interstitium. Tussen het interstitium en de cel bevindt zich een tweede barrière: de celmembraan. Passage in capillairen Capillairen hebben een groot oppervlak en een geringe bloedstroomsnelheid. In principe is er een goede uitwisseling tussen bloed en interstitium. De permeabiliteit is afhankelijk van het type endotheel. Verschillende types zijn:

• Transcytotische systemen (vaak) • Fenestratie – endotheelcellen met gaten: vooral in darm, endocriene klieren • Nauwelijks barrière, endotheelcellen met grote fenestratie en gaten in de basale lamina – met name in de lever • Specifieke barrière – met tight junctions (BHB)

Na passage door het endotheel, moet het farmacon het membraan tussen het interstitium en de cel passeren. In de tweede barrière speelt membraantransport een belangrijke rol. Er is sprake van zowel passieve diffusie als carrier gemedieerd transport. Passieve diffusie is afhankelijk van de molecuulgrootte, lipofilie/hydrofilie (log P waarde) en de ionisatiegraad. Ongeveer 10-15% van de geneesmiddelen gaat via carrier-gemedieerd transport de membraan over. Dit gaat via transporteiwitten, is verzadigbaar en energie afhankelijk. Plasma-eiwitbinding Plasma-eiwitbinding is erg belangrijk. In plasma komt het geneesmiddel in twee vormen voor: gebonden aan een eiwit en ongebonden. Alleen het vrije geneesmiddel kan in weefsels terecht komen en binden aan receptoren. Farmaca binden met name aan albumine (de zure geneesmiddelen) en α1

-zuur-glycoproteine (de basische geneesmiddelen). De binding is reversibel. De gebonden fractie is beperkt tot het plasma en is daarom inactief. Er kan sprake zijn van competitie op bindingsplaatsen bij toediening van meerdere farmaca. Ook heeft het een depotfunctie (bijv. sterke binding voor vetweefsel, kan zorgen voor ophoping daar).

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Weefselbinding Sommige geneesmiddelen hebben een sterke weefselbinding (bijv. digoxine). Soms kan er op het niveau van weefselbinding een interactie optreden (bijv. digoxine met verapamil). Verapamil wil aan dezelfde myofilamenten binden als digoxine. De enige weg die digoxine op kan is richting de bloedbaan. De specifieke binding neemt dan ook toe. Er kan toxiciteit optreden, omdat de dosering van digoxine te hoog is geworden bij combinatie digoxine en verapamil. Verdeling is dus afhankelijk van het orgaan (type endotheel, doorbloeding), membraan-permeabiliteit, plasma-eiwitbinding en weefselbinding. Verdelingsvolume Het verdelingsvolume is een kwantitatieve parameter in de farmacokinetiek. Het Vd is het volume vloeistof nodig om de totale hoeveelheid farmacon in het lichaam (Ab) op te lossen in eenzelfde concentratie als aanwezig in bloed/plasma (Cp

). Een maat om aan te geven hoe graag een geneesmiddel de bloedbaan wil verlaten en het weefsel in wil gaan

Het verdelingsvolume kan boven het reële volume uitkomen en is daarom fictief. Heparine heeft een verdelingsvolume van 5 L/kg, dus zit dit farmacon alleen in de bloedbaan (5 L). De eigenschap van heparine: hydrofiele, geladen macromolecuul dat niet over de membraan heen kan. Fluoxetine: veel meer weefselopname, omdat het verdelingsvolume hoger is (2000 L/kg). Het gaat om een aspecifieke weefselbinding en waarschijnlijk is dit farmacon zeer lipofiel. Waarschijnlijk is dit geneesmiddel veel te vinden in vetweefsel (lipofiel). Ons lichaam bestaat voor ongeveer 60% uit vocht. Het geneesmiddel moet zich over de vloeistofcompartimenten verdelen: intracellulair (25 L(40%)), interstitieel (10 L (15%)) of in het bloed (5L (8%)).

VpV

= plasmawater = 3 liter T

f = totaal lichaamswater – plasmawater = 41L – 3L = 38L

u,pf

= ongebonden fractie in plasma u,T

= ongebonden fractie in weefsel

Wanneer de breuk gelijk aan 1 is, is het verdelingsvolume gelijk aan het totale lichaamsvolume. Wanneer de breuk kleiner is dan 1, is er sprake van meer plasma-eiwitbinding, met een kleiner Vd als gevolg. Als de breuk groter is dan 1, wordt het farmacon sterk gebonden in het weefsel, wat een groter Vd

oplevert.

Wanneer er sprake is van sterke eiwitbinding (bijv. 97%) en er vindt reductie plaats met 3% vanwege een interactie, wordt de effectieve plasmaconcentratie 2x zo groot! Dit heeft dus het effect van dosisverdubbeling. Bij matige binding (70%) en reductie met 3%, komt er geen 30%, maar 33% vrij voor in het plasma. De effectieve plasmaconcentratie is dus ongeveer gelijk gebleven. Bij competitie zijn de gevolgen voor farmaca die sterk eiwitgebonden zijn dus groter dan voor matig eiwitgebonden farmaca. Bloedhersen-barrière De bloedhersen-barrière is de barrière tussen het bloed en de hersenen. Dit is de tweedelijns protectie voor de hersenen. De structuur van hersencapillairen is anders, omdat hier sprake is van tight junctions. Voor veel geneesmiddelen zijn er selectie transportmechanismen. Er is geen sprake van transcytosis. In

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

het geval van diffusie zijn molecuulgewicht, ionisatie, pH en lipofilie van belang. Een andere tweedelijns protectie is de placenta. Interactive physiology Blood vessels en structure Een bloedvat heeft drie lagen, ook wel tunica genoemd:

• tunica intima, bestaande uit endotheel • tunica media, bestaande uit gladde spiercellen en elastine • tunica adventitia, bestaande uit collageenvezels

Ook in bloedvaten zijn verschillen te zien. Capillairen bestaan alleen uit een tunica intima (endotheelcellen). Een arterie loopt van het hart af. Een arterie heeft alle drie de lagen. De tunica media is echter opvallend dik. Een vene loopt naar het hart toe. Een vene heeft en dunne wand en heeft kleppen. Venen hebben drie lagen. In de circulatie gaan elastische arteria bijvoorbeeld de aorta van het hart af. Dan gaat de bloedstroom over op musculaire arteriën. Daarna komt het bloed in de kleinste arteriën genaamd arteriolen. Vanuit de arteriolen komt bloed in de capillairen. Hier vindt uitwisseling plaats. Capillairen monden uit in venulen. De venulen komen samen in venen. Venen lopen naar het hart. Er zijn drie groepen arteria. Ten eerste zijn er elastische arteriën. Dit zijn de aorta met zijn vertakkingen. Deze bloedvaten liggen het dichtst bij het hart, waardoor ze de grootste druk ervaren als het hart bloed wegpompt. Deze groep heeft de grootste hoeveelheid elastine, zodat de arteria kunnen uitrekken. Wanneer het hart ontspant gaan de vezels meer naar elkaar toe om het bloed voorwaarts te stuwen. Daarnaast zijn er musculaire arteria. In deze arteria begint de bloeddruk al te dalen ten opzichte van de elastische arteria. Musculaire arteria brengen bloed naar specifieke organen. In verhouding tot elastische arteria hebben musculaire arteria meer gladde spiercellen en minder elastine in de tunica media. Vasomotorvezels reguleren de activiteit van de gladde spiercellen in de tunica media. Bij activatie van de vezels, treedt er vasoconstrictie op in de musculaire arteria. Kleine veranderingen in diameter hebben een groot effect op de bloedstroom en bloeddruk door de musculaire arteria. Tenslotte zijn er arteriolen. Hierin vindt het grootste drukverval plaats. Arteriolen hebben namelijk de grootste weerstand tegen de bloeddruk. Wanneer het bloed in de arteriolen is, pulseert het niet meer. Arteriolen zijn de kleinste arteria. De grotere arteriolen hebben drie lagen. De tunica media bestaat vooral uit gladde spiercellen. De kleinere arteriolen bestaan uit gladde spiercellen die de tunica intima omringen. In de capillaire heerst een lage bloeddruk. Wanneer er een hoge bloeddruk zou heersen, zouden de capillairen scheuren. Daarnaast zouden er te veel opgeloste vloeistoffen uit de bloedstroom geduwd worden. Capillairen bestaan alleen uit een dunne tunica intima. Deze dunne vaatwand is handig voor de uitwisseling van materialen tussen bloed en weefsel. Capillairen liggen meestal samen in capillairbedden. De capillairen komen uit in venule. In de venule blijft de bloeddruk dalen. Venulen hebben een dunne tunica adventitia en bijna geen tunica media. De venules bestaan uit endotheel met een paar fibroblasten.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

Uiteindelijk komt het bloed in de venen. In venen heerst een hele lage druk. Door die lage druk kunnen ze vele dunnere wanden hebben dan arteria zonder dat de wanden scheuren. Naast een dunnere wand hebben venen ook een groter lumen. Venen vormen zich waar de venulen samenkomen. Venen hebben bloedvaten die bestaan uit alledrie de tunica, waarvan de tunica adventitia de meeste ruimte in beslag neemt. De lage druk in de venen brengt speciale aanpassingen met zich mee om het bloed toch naar het hart te laten stromen:

• kleppen: deze kleppen worden gevormd door vouwingen van de tunica intima. De kleppen komen vooral in de ledenmaten voor, waar het bloed tegen de zwaartekracht in stroomt. De kleppen zorgen ervoor dat het bloed één richting opgaat en voorkomen daarmee terugstromen.

• musculaire pomp: contraherende skeletspieren drukken tegen de venen, waardoor het bloed gedwongen wordt door de kleppen te gaan. De kleppen zorgen er vervolgens voor dat het bloed niet meer terugstroomt.

• respiratoire pomp: tijdens de inademing daalt de druk in de thoraxholte. Tegelijkertijd stijgt de druk in de buikholte, waardoor de buikvenen verdrukt worden. De ongelijke druk creëert een zuigeffect omhoog (richting thorax), waardoor het bloed richting hart gaat.

Measuring blood pressure De bloeddruk geeft een belangrijke indicatie van de vasculaire gezondheid. De bloeddruk wordt beïnvloed door de contractieactiviteit van het hart en de activiteit van de bloedvaten. De bloeddruk is de druk die het bloed uitoefent tegen de vaatwand. De pompende actie van het hart genereert een bloedstroom. Bloeddruk is het resultaat wanneer de bloedstroom weerstand van de bloedvaten ondervindt. In de bloedvaten heerst een laminaire stroom. Dit houdt in dat bloedcellen in het centrum van het bloedvat sneller stromen dan aan de vatkant. Dit komt door de weerstand tussen bloed en vaatwand. De bloeddruk fluctueert bij elke hartslag. De pols die je voelt is eigenlijk een drukgolf die vanaf het hart door de arteriën gaat. De systolische druk is het resultaat van de ventriculaire contractie en is de maximale druk van het bloed tegen de vaatwand. Normaal is deze bloeddruk ongeveer 120 mm Hg. De dicrotic notch is een onderbreking van de bloedstroomlijn in de grafiek. Deze onderbreking komt door een korte terugstroming van het bloed, waardoor de semilunaire kleppen sluiten (ventriculaire relaxatie). De diastolische druk is de laagste druk die in een arterie voorkomt. Het is het resultaat van de ventriculaire diastole. De waarde van de diastolische druk ligt rond de 80 mm Hg. De polsdruk geeft het verschil aan tussen de systolische druk en de diastolische druk: Aan je pols is dan een "throb"gevoel te voelen. De gemiddelde arteriële bloeddruk (mean arterial pressure = MAP) is een berekend gemiddelde druk in de arteriën. De gemiddelde bloeddruk is te berekenen met:

Tijdens een bloeddrukmeting wordt een arterie tijdelijk bekneld door middel van een band. De druk van de band is dan groter dan de bloeddruk in de arterie. Wanneer de band rustig leegloopt, is de arterie nog steeds bekneld, maar loopt er wel bloed doorheen. Met de stethoscoop is dan de turbulentie van de bloedstroom te horen. Wanneer de druk van de arterie hoger wordt dan de druk van de band, is er niks meer door de stethoscoop te horen.

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

De band wordt tijdens de bloeddrukmeting eerst opgepompt tot 140 mm Hg. De systolische waarde kun je noteren wanneer je de eerste geluiden via de stethoscoop hoort. Als de geluiden weg zijn, heb je de diastolische waarde gevonden. Factoren die de bloeddruk beïnvloeden Bloedcellen en bloedplasma zorgen voor de eerste factor dat de bloeddruk beïnvloed, namelijk de weerstand. Wanneer bloedcellen en bloedplasma in contact komen met de vaatwand, ontstaat er een perifere weerstand. Als de weerstand groter wordt, is er een grotere druk nodig om het bloed te laten stromen. De weerstand is afhankelijk van: vatdiameter. Bij een kleine diameter stroomt er meer bloed langs de wand. Dit geeft een grotere weerstand, wat weer een hogere bloeddruk tot gevolg heeft. Vasomotor vezels innerveren bloedvaten, waardoor er vasoconstrictie optreedt. Deze vezels laten noradrenaline vrij. Noradrenaline is een vaatvernauwer. Vasoconstrictie wordt ook gereguleerd door bloodborne vasoconstrictors, zoals angiotensine II en vasopressine. viscositeit van het bloed. Hoe stroperiger het bloed is, hoe moeilijker het stroomt. Dit heeft een hogere bloeddruk als gevolg. De hematocrietwaarde beïnvloedt de viscositeit. totale lengte van het bloedvat. Vetweefsel heeft veel bloedvaten nodig om in alle voedingsstoffen voorzien te zijn. Veel vetweefsel beïnvloedt dus de totale lengte van bloedvaten in het lichaam. Hoe langer de totale lengte van de bloedvaten, hoe groter de weerstand en hoe hoger de bloeddruk. De tweede factor die bloeddruk kan beïnvloeden is elasticiteit van de vaten. Gezonde, elastische arteriën kunnen uitzetten en zo de schok van de systolische bloeddruk absorberen. Doordat de elastische wand teruggaat naar de oorspronkelijke vorm, wordt de bloedstroom ook tijdens diastole behouden. Bij atherosclerose kunnen arteriën niet meer uitzetten, omdat ze verkalkt en stijf zijn geworden. Deze vaten hebben daardoor hogere drukken te verduren. De derde factor die de bloeddruk kan beïnvloeden is bloedvolume. Als het bloedvolume groter is, is er meer bloed dat tegen de wand kan stromen. De bloeddruk stijgt als reactie hierop. Een vermindering in het bloedvolume, bijvoorbeeld door zweten, vermindert de bloeddruk op lange termijn. Lange termijn mechanismen compenseren dit echter. Een verhoogd bloedvolume, bijvoorbeeld bij het drinken van veel water na zout eten, verhoogt de bloeddruk op lange termijn. Lange termijn mechanismen compenseren dit ook. Ten slotte vormt de cardiac output de laatste factor die de bloeddruk beïnvloed. De cardiac output is de vermenigvuldiging van het slagvolume en de hartslag: Hartslag Slagvolume Cardiac output Bloeddruk Opmerking hoog hoog hoog laag laag Laag Door n. vagus (parasympathicus) laag laag laag Door verminderde veneuze terugvoer hoog hoog hoog Door gestegen veneuze terugvoer of

contractiliteit Autoregulation and capillairy dynamics Door middel van autoregulatie regelen individuele organen zelf naar eigen behoefte hun eigen bloedvoorziening. Wanneer de capillairen met bloed gevuld zijn, vindt er uitwisseling plaats tussen bloed in de capillairen en weefselcellen. Autoregulatie blijft werken, zolang de gemiddelde arteriële druk hoog genoeg blijft. Organen kunnen dan op elk willekeurig moment de binnenkomende hoeveelheid bloed reguleren. Die regulatie gebeurt in de capillairbedden. Een arteriole brengt zuurstof en voedingstofrijk bloed naar capillairen. Een shunt is een vezel die het bloed vanuit de arteriën direct verbindt met een afvoerende venule. Capillairen zijn vertakkingen van de shunt die aan het eind van de shunt ook weer

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

met de shunt samensmelten. In de capillairen vindt materialenuitwisseling plaats. Precapillaire sfincters regelen de relatieve hoeveelheid . De precapillaire sfincters liggen aan het begin van een capillair en werken als kleppen. De precapillaire sfincters reageren op chemische stoffen. De sfincters gaan open bij:

• weinig zuurstof in het bloed • veel CO2

• een lage pH (hoge H in het bloed

+

• tekort aan voedingsstoffen concentratie)

• hoge lichaamstemperatuur (koorts) Locale, fysieke factoren, zoals veranderende bloedvolume en bloeddruk kunnen ook als autoregulatie stimuli werken op de arteriolen. Wanneer de bloeddruk laag wordt, wordt de rek in de arteriolen minder, waardoor de sfincters openen. In hoge bloeddruk zorgt dan voor het sluiten van de sfincters. Uitwisseling in capillairen gebeurt tussen bloed en weefselcellen. Een aantal karakteristieke structuren van de capillairen helpen het transportproces:

• cytoplasmatische vesicles vervoeren stoffen door de endotheelwand. • fenestraties in endotheelcellen kunnen open gaan voor vloeistoffen en oplossingen. • spleten tussen endotheelcellen.

De meeste opgeloste stoffen bewegen door middel van diffusie langs de capillairwand. Vetoplosbare stoffen, zoals zuurstof en koolstofdioxide, kunnen gemakkelijk door de membraanwand door diffunderen. Sommige moleculen, die niet in vet oplosbaar zijn, worden via exocytose (in blaasjes) door de capillairwand vervoerd. Wateroplosbare stoffen (aminozuren, suikers) diffunderen vanuit de capillairen door met vloeistof gevulde spleten of fenestraties. De grootste vloeistofstroom in de capillairen heeft niets te maken met nutrienten of gaswisseling. De grootste vloeistofstroom is namelijk belangrijk voor het bepalen van de relatieve hoeveelheid vloeistof in bloed en weefsels. Interstitiële vloeistoffen (eiwitten buiten de bloedstroom) worden opgevangen door lymfevaten. De lymfevaten brengen deze vloeistoffen uiteindelijk weer terug naar de bloedbaan. Wanneer de hoeveelheid vloeistof in de weefsels varieert, verandert de afstand die de opgeloste stoffen moeten afleggen tussen bloed en weefsel proportioneel. Vloeistofstroom is de balans tussen hydrostatische en osmotische druk. Hydrostatische druk is de druk die een vloeistof uitoefent op de wand. Capillaire hydrostatische druk (HPc) is gelijk aan de bloeddruk in capillairen. HPc heet ook wel filtratiedruk, omdat vloeistof uit de capillairen drukt. Door wrijving in de capillaire wanden, wordt de HPc aan het eind van het capillair (bij de venule) lager dan aan het begin van de capillair. In theorie is de hydrostatische druk in de interstitiële ruimte even groot en tegen gesteld aan HPc. Omdat de interstitiële vloeistof heel snel wordt opgenomen in de lymfevaten, is de HPif

erg laag. De netto HP bereken je met:

De netto hydrostatische druk drukt vloeistof de capillairen uit. De osmotische druk (OP) trekt water aan door middel van grote niet-diffunderende opgeloste middelen in de bloedbaan, zoals eiwitten. Hoe hoger de opgeloste concentratie middelen in de bloedbaan, hoe meer de oplossing water de capillairen in trekt. Door de hoge concentratie plasma-eiwitten heeft capillairbloed een relatieve hoge osmotische druk (OPc), waardoor het water en vloeistoffen de

JoHo Samenvatting: Circulatie I, week 2 (gebaseerd op 2012-2013)

Kijk voor het volledige aanbod van samenvattingen op www.joho.org!

capillairen in trekt. Interstitiële vloeistoffen bevatten weinig eiwitten, omdat de eiwitten die vrijkomen snel in de lymfevaten worden opgenomen. De interstitiële osmotische druk (OPif

), is daardoor erg laag. De netto OP bereken je met:

Als de netto HP hoger is dan de netto OP, verlaat vloeistof de capillairen. Dit gebeurt in arteriole einde van een capillair. Als de netto OP hoger is dan de netto HP, gaat vloeistof de capillairen in. Dit gebeurt bij het venule einde van een capillair.