Koronáriás véráramlás

Abstract

Az összes emberi szerv közül a szívnek van a legnagyobb szöveti tömegre jutó oxigénfogyasztása. A nyugalmi koronáriás véráramlás ∼250 ml min-1 (0,8 ml min-1 g-1 szívizom); ez a szívteljesítmény 5%-át teszi ki1. Ischaemia akkor következik be, ha az oxigénigény meghaladja a kínálatot.

Az artériás oxigénkivonás 70-80%, szemben a test többi részének 25%-ával. Ezért a megnövekedett oxigénfogyasztást elsősorban a koronáriás véráramlás növekedésével kell fedezni, amely edzés közben akár ötszörösére is nőhet. A kínálat általában szorosan illeszkedik a kereslet változásához. A koszorúér-áramlás növekedése azonban önállóan is növelheti a szívizom oxigénfogyasztását (Gregg-effektus).2 Ez azzal magyarázható, hogy a telt koszorúerek sínezik a szívet, és növelik a végdiasztolés rosthosszúságot és a kontraktilitást.

Anatómia

A két koszorúér-osztia a Valsalva-szinuszokból ered, közvetlenül az aortabillentyű felett. A bal koszorúér a bal elülső leszálló artéria és az arteria circumflexa osztódik. Ez látja el a bal kamra oldalsó és elülső falát, valamint a septum interventricularis elülső kétharmadát. A jobb koszorúér a jobb kamrát, a bal kamra hátsó falát és a kamraszeptum hátsó harmadát látja el. A nagy koszorúerek epikardiális artériákra osztódnak. Az intramuszkuláris artériák merőlegesen hatolnak a szívizomzatba, hogy szubendokardiális artériás plexusokat képezzenek.

A bal kamrai izomból származó vér nagy része a koszorúér-szinuszba folyik. Az elülső szívvéna fogadja a jobb kamrai izomból származó vért. Mindkettő a jobb pitvarba nyílik. A koszorúérvénák a koszorúérvér kis részét közvetlenül a szívkamrákba vezetik, és valódi söntnek számítanak.

A koszorúérvéráramlás meghatározó tényezői

Koronária perfúziós nyomás

A szisztolé alatt az intramuszkuláris ereket az összehúzódó szívizom összenyomja és megcsavarja, és a bal kamra véráramlása a legalacsonyabb. Az erő a szubendocardialis rétegekben a legnagyobb, ahol megközelíti az intramyocardialis nyomást. Szisztoléban az intramyocardialis vér előrefelé, a koszorúér-szinusz felé és retrográd módon az epicardialis erekbe hajtódik, amelyek kondenzátorként működnek. Az áramlás diasztoléban folytatódik, amikor az izom ellazul. A koronária perfúziós nyomás az aorta diasztolés nyomása és a bal kamrai végdiasztolés nyomás (LVEDP) közötti különbség. A jobb kamra véráramlásának fázisos változásai a kisebb összehúzódási erő miatt kevésbé kifejezettek. A jobb oldali koszorúér-perfúziós nyomás kiszámításához a centrális vénás nyomás megfelelőbb választás lehet a downstream nyomásnak.2

Perfúziós idő

A szívfrekvencia bármilyen növekedése jobban befolyásolja a diasztolés időt, mint a szisztolés időt, és csökkenti a perfúziós időt.

Az érfal átmérője

Az érfal átmérőjét a vazomotoros tónus és az érlumenben lévő lerakódások határozzák meg. A koszorúér vazomotoros tónusát szabályozó különböző mechanizmusok összjátéka általában a vazodilatációnak kedvez (1. ábra).

A vazomotoros tónust befolyásoló tényezők

A szívizom anyagcseréje

A vazomotoros tónust szinte kizárólag a helyi metabolikus oxigénigény határozza meg. A hipoxia közvetlenül a koszorúér vazodilatációt okoz, de adenozint is felszabadít és ATP-érzékeny káliumcsatornákat nyit. A prekapilláris sphincterek ellazulnak és több kapilláris rekrutálódik.

Autoreguláció

Nyugalmi körülmények között a koszorúér véráramlás 60-140 mm Hg átlagos artériás nyomás között állandó marad. E tartományon túl az áramlás nyomásfüggővé válik. A valószínűsíthető mechanizmusok közé tartozik az intraluminális nyomásváltozásokra adott myogén válasz (gyors) és a metabolikus szabályozás (lassú). A szívizom oxigénfeszültsége és a vazokonstriktorok vagy vazodilatátorok jelenléte befolyásolja a koszorúér-autoreguláció tartományát.

Idegi szabályozás

Autonómiai hatások általában gyengék. Nehéz elkülöníteni az idegi kontrollnak a koszorúér-áramlásra gyakorolt szerepét, mivel a vérnyomás, a szívfrekvencia és a kontraktilitás bármely változásának metabolikus hatásai dominálják a későbbi választ. Az epikardiális erek elsősorban α-receptorokkal rendelkeznek, amelyek ingerlése vazokonstrikciót eredményez. Az intramuszkuláris és szubendokardiális erek túlnyomórészt β2 receptorokkal rendelkeznek (vazodilatáció). A szimpatikus ingerlés növeli a szívizom véráramlását a megnövekedett metabolikus igény és a β-receptorok túlsúlyos aktivációja révén.

Az alfa-stimuláció szerepet játszhat a véráramlás szívizmon belüli eloszlásában azáltal, hogy korlátozza a metabolikusan közvetített áramlásnövekedést és antistatikus hatást fejt ki. A paraszimpatikus hatások csekély mértékűek és gyengén értágító hatásúak. Az acetilkolin értágító hatása intakt endotheltől függ.

Humorális kontroll

A legtöbb vasoaktív hormon intakt érrendszeri endothelt igényel. A peptidhormonok közé tartozik az antidiuretikus hormon, a pitvari natriuretikus peptid, a vasoaktív bélpeptid és a kalcitonin génnel kapcsolatos peptid. Az antidiuretikus hormon fiziológiás koncentrációban kevés hatással van a koszorúér-keringésre, de stresszes betegeknél érszűkületet okoz. A többi peptid endothelium-mediált értágulatot okoz.

Az angiotenzin II a szimpatikus innervációtól független koszorúér-érszűkületet okoz. Fokozza a kalcium beáramlását és felszabadítja az endotelint, az emberben eddig azonosított legerősebb vazokonstriktor peptidet. Az angiotenzin-konvertáló enzim inaktiválja a bradikinint, egy értágítót.

Vaszkuláris endotél

A vaszkuláris endotél az utolsó közös útvonal, amely szabályozza a vazomotoros tónust. A véráramlásra, a keringő hormonokra és kémiai anyagokra reagálva vazoaktív anyagok szintézisével és szekréciójával modulálja az alatta lévő simaizomzat kontraktilis aktivitását. Vasorelaxánsok az endothelből származó relaxáló faktor, a nitrogén-monoxid, a prosztaticiklin és a bradikinin. A vazokonstriktorok közé tartozik az endotelin és a tromboxán A2. A nettó válasz a két ellentétes csoport közötti egyensúlytól függ.2

Myocardialis oxigénegyensúly

Az oxigénszállítás az artériás oxigénszállító kapacitás és a myocardialis véráramlás szorzata. A diasztolés nyomás-idő index (DPTI) a koronária vérellátás hasznos mérőszáma, amely a koronária perfúziós nyomás és a diasztolés idő szorzata. Hasonlóképpen az oxigénigényt a tenziós időindex (TTI), a szisztolés nyomás és a szisztolés idő szorzatával lehet ábrázolni.

A DPTI/TTI arány az endokardiális életképességi arány (EVR), és a szívizom oxigénellátás-kereslet egyensúlyát mutatja. Az EVR általában 1 vagy annál nagyobb. A <0,7-es arány szubendocardialis ischaemiához társul.

Egy ilyen értéket a következő fiziológiai adatokkal rendelkező betegnél érhetjük el: Megjegyzendő, hogy a szisztolés idő jellemzően 200 ms-ban van rögzítve, a diasztolé pedig a fennmaradó időt foglalja el.

• Vérnyomás = 180/95 mm Hg

• Szívfrekvencia = 120 min-1

• LVEDP = 15 mm Hg

• DPTI = 80 mm Hg × (60 s/szívfrekvencia – 0.2 s) = 24 s mm Hg

• TTI = 180 mm Hg × 0,2 s = 36 s mm Hg

• EVR = 0,67

A koszorúér véráramlását befolyásoló betegségek

A koszorúér-keringés aktív értágulat állapotában működik. A rendellenes endothelialis nitrogén-oxid-termelés szerepet játszhat a cukorbetegségben, az ateroszklerózisban és a magas vérnyomásban.

Koronária betegség

A lipidek lerakódása, a simaizom-proliferáció és az endothelialis diszfunkció csökkenti a luminális átmérőt. Kritikus szűkület akkor következik be, amikor a koszorúér véráramlása nem képes reagálni a metabolikus igény növekedésére, általában az átmérő 50%-kal csökken. A nyugalmi áramlás akkor válik érintetté, ha az átmérő 80%-kal csökken.

A szűkület növekedésével a distalis arteriolák maximálisan kitágulnak az áramlás megőrzése érdekében egészen addig a pontig, ahol az érmeder maximálisan kitágul. A további szűkület az áramlás csökkenéséhez vezet, és az áramlás nyomásfüggővé válik. A szűkülethez proximalisan tágult párhuzamos ágyba terelődő áramlást koronária stealnek nevezzük, és ez súlyosbíthatja az iszkémiát. A kollaterálisokban az áramlás gyakran szintén nyomásfüggő.

Hypertenzió

A bal kamra a megnövekedett utóterhelés hatására hipertrófián megy keresztül. A myofibrilláris növekedés meghaladja a kapilláris hálózatot, ami a kapilláris sűrűség csökkenését eredményezi. A megemelkedett intramyocardialis nyomás csökkenti a subendocardialis véráramlást. A nyomásterhelés növeli a szívizom munkáját és oxigénigényét. A hipertrófiás szövetekben a hipoxiára adott vazomotoros válasz is károsodott, ami fogékonnyá teszi az ischaemiára.

Szívelégtelenség

A károsodott ejekció nagyobb diasztolés térfogatot, emelkedett LVEDP-t és alacsonyabb koszorúér-perfúziós nyomást eredményez. A szimpatikus közvetítésű szisztémás vazokonstrikció segíthet a szívizom perfúziójának javításában, de növeli a nyomásterhelést és az oxigénigényt.

Drogok és a koszorúér-áramlás

Trombocitaellenes gyógyszerek, antikoagulánsok és lipidcsökkentők

Ezek a szerek a lumenben hatnak, hogy megakadályozzák az érátmérő további csökkenését. A sztatinok gátolják a HMG CoA reduktázt, a koleszterinszintézisben részt vevő enzimet. A trombocitaellenes gyógyszerek megakadályozzák a vérlemezkék aggregációját, ami gyakran az okluzív trombus kialakulásának kezdeti lépése. Az antitrombin szerek a véralvadási kaszkád különböző pontjain hatnak, hogy gátolják a trombinképződést.

Nitrátok

A nitrátok a nitrogén-oxid felszabadulás közvetítésével értágulatot okoznak minden érágyban. Enyhítik a koszorúér-vasospazmust, de fő előnyük az elő- és utóterhelés csökkentése és a maximális koszorúér-tágulat növelése. Az előnyöket ellensúlyozhatja a reflexes tachycardia. A kollaterálisok tágulása és az alacsonyabb LVEDP miatt javul a regionális véráramlás.

Kalciumcsatorna-blokkolók

A nem-dihidropiridinekkel (verapamil és diltiazem) összehasonlítva a dihidropiridinek (nifedipin) több vazodilatációt, a sinus- és atrioventricularis csomópontok kisebb gátlását és kevesebb negatív inotrópiát eredményeznek. A szívizom oxigénellátása javul a koszorúér-tágulat és az alacsonyabb LVEDP miatt. Az oxigénigény csökken a kontraktilitás és a nyomásterhelés csökkenése miatt.

Az angiotenzinre ható gyógyszerek

Az angiotenzin-konvertáló enzim gátlók csökkentik az angiotenzin I átalakulását angiotenzin II-vé. Ezek a gyógyszerek csökkentik az angiotenzin által közvetített vazokonstrikciót és reflexes tachycardia nélküli vazodilatációval fokozzák a szívizom perfúzióját. Idővel a szövetsérülést követő rostos szövetképződést is szabályozzák.3 Az olyan gyógyszerek, mint a lozartán, angiotenzinreceptor-antagonisták, és fokozzák az endothelialis nitrogén-oxid felszabadulását.

Káliumcsatorna-nyitók

A nikorandil egy új angiotenzinellenes szer. A fokozott káliumkiáramlás csökkent intracelluláris kalciumot és izomrelaxációt eredményez. A koszorúerek normál és szűkületes szakaszait egyaránt tágítja.

β-blokkolók

A koszorúerek β2-receptorokat tartalmaznak. A kronotrópia és az inotrópia a β1 stimulációtól függ. A koszorúér-betegségben szenvedő betegeken végzett legújabb vizsgálatok arra utalnak, hogy a β-blokkolók nem csökkentik annyira a szívteljesítményt, mint eredetileg gondolták. A szívfrekvencia csökkenése meghosszabbítja a diasztolés perfúziós időt, és gátolják a szívizom kontraktilitásának stressz okozta emelkedését. Kardioszelektív β1-blokkolót szedő betegeknél az ellenállás nélküli szisztémás β2-stimuláció csökkenti az utóterhelést, javítja az ejekciós frakciót, és “pozitív inotrop hatást” fejt ki.4

Vasopresszorok és inotropok

Ezek a gyógyszerek helyreállítják a koszorúér-perfúziós nyomást hipotenzív betegeknél, és különösen hasznosak lehetnek az autoregulációs tartomány alsó vége felé tartó betegeknél. Az aorta diasztolés nyomásának bármilyen növekedését ellensúlyozhatja a szívizom oxigénigényének növekedése, amely a nagyobb munkaterheléshez, a kontraktilitáshoz és a pulzusszámhoz kapcsolódik. Elégtelen szívben az inotropok az LVEDP-t is csökkentik.

Az érzéstelenítés és a szívizom oxigénháztartása

A halogénezett érzéstelenítők aktiválják az ATP-érzékeny káliumcsatornákat és csökkentik az intracelluláris kalciumszintet. Ez negatív inotrópiát eredményez, és utánozza a tartós ischaemiás inzultust megelőző diszkrét myocardialis ischaemiás epizódok védőhatását, az úgynevezett “ischaemiás prekondicionálást”. Ezen túlmenően a koszorúér-vazodilatáció és a csökkent utóterhelés általában kedvező myocardialis oxigénellátás-igény arányt eredményez.

Különösen az izoflurán okoz koszorúér-vazodilatációt. Az arteriolák (ellenálló erek) jobban tágulnak, mint az epikardiális (vezetőképességű) erek. Elméletileg a coronaria steal a koszorúér-betegség meghatározott anatómiai mintázatában fordulhat elő, de ez a gyakorlatban nem igazolódott be. Az izoflurán azonban ischaemiát idézhet elő koszorúér-betegségben szenvedő betegeknél, ha tachycardia és hypotensio megengedett. A sevoflurán és a halotán nem okoz tachycardiát vagy a myocardialis perfúzió maldisztribúcióját.5

A perioperatív stressz szimpatikusan mediált tachycardiát, hipertóniát, a nyíróerők növekedését és a myocardialis oxigénigény növekedését eredményezi. A központi neuraxiális blokk elnyomja ezt a potenciálisan káros reakciót, de minden jelentős vérnyomásesés csökkenti a koszorúér-perfúziós nyomást. A mellkasi epidurális analgézia szintén gátolja a szimpatikus kiáramlást a szív felé. A szimpatikus ingerlés egészséges egyénekben koronária vazodilatációt, koronária betegségben szenvedő betegeknél azonban vazokonstrikciót okoz.6