Koronární průtok krve

Abstrakt

Srdce má ze všech lidských orgánů nejvyšší spotřebu kyslíku na hmotnost tkáně. Klidový koronární průtok krve je ∼250 ml min-1 (0,8 ml min-1 g-1 srdečního svalu); to představuje 5 % srdečního výdeje.1 Ischémie vzniká, když potřeba kyslíku převyšuje jeho nabídku.

Arteriální extrakce kyslíku je 70-80 % ve srovnání s 25 % pro zbytek těla. Zvýšená spotřeba kyslíku proto musí být zásadně pokryta zvýšením koronárního průtoku krve, který se během cvičení může zvýšit až pětinásobně. Nabídka obvykle těsně odpovídá změně poptávky. Zvýšení koronárního průtoku krve však může nezávisle zvýšit spotřebu kyslíku v myokardu (Greggův efekt).2 To lze vysvětlit tím, že plné koronární tepny rozštěpují srdce a zvyšují enddiastolickou délku vláken a kontraktilitu.

Anatomie

Dvě koronární ostia vycházejí z Valsalvových dutin těsně nad aortální chlopní. Levá koronární tepna se dělí na levou přední sestupnou tepnu a okružní tepnu. Zásobuje boční a přední stěnu levé komory a přední dvě třetiny interventrikulárního septa. Pravá věnčitá tepna zásobuje pravou komoru, zadní stěnu levé komory a zadní třetinu septa. Hlavní koronární tepny se dělí na epikardiální tepny. Intramuskulární tepny pronikají kolmo do myokardu a vytvářejí subendokardiální tepenné pleteně.

Většina krve ze svaloviny levé komory odtéká do koronárního sinu. Přední srdeční žíla přijímá krev ze svalu pravé komory. Obě ústí do pravé síně. Thébové žíly odvádějí malou část koronární krve přímo do srdečních komor a tvoří pravý zkrat.

Determinanty koronárního průtoku krve

Koronární perfuzní tlak

Během systoly jsou nitrosvalové cévy stlačovány a stáčeny stahujícím se srdečním svalem a průtok krve do levé komory je nejnižší. Síla je největší v subendokardiálních vrstvách, kde se blíží intramyokardiálnímu tlaku. V systole je intramyokardiální krev hnána vpřed směrem ke koronárnímu sinu a zpětně do epikardiálních cév, které fungují jako kondenzátory. Průtok se obnoví během diastoly, když se sval uvolní. Koronární perfuzní tlak je rozdíl mezi diastolickým tlakem v aortě a enddiastolickým tlakem v levé komoře (LVEDP). Fázické změny průtoku krve pravou komorou jsou méně výrazné kvůli menší síle kontrakce. Centrální žilní tlak může být vhodnější volbou pro následný tlak pro výpočet pravostranného koronárního perfuzního tlaku.2

Perfuzní čas

Každé zvýšení srdeční frekvence ovlivňuje diastolický čas více než systolický a zkracuje perfuzní čas.

Průměr cévní stěny

Vazomotorický tonus a usazeniny uvnitř cévního lumen určují průměr cévní stěny. Souhra různých mechanismů, které regulují koronární vazomotorický tonus, obvykle upřednostňuje vazodilataci (obr. 1).

Faktory ovlivňující vazomotorický tonus

Metabolismus myokardu

Vazomotorický tonus je téměř výhradně určován místní metabolickou potřebou kyslíku. Hypoxie způsobuje přímo koronární vazodilataci, ale také uvolňuje adenosin a otevírá ATP-senzitivní draslíkové kanály. Dochází k uvolnění prekapilárních sfinkterů a náboru většího počtu kapilár.

Autoregulace

V klidových podmínkách zůstává koronární průtok krve konstantní mezi středními arteriálními tlaky 60-140 mm Hg. Za tímto rozmezím začíná být průtok závislý na tlaku. Mezi pravděpodobné mechanismy patří myogenní odpověď na změny intraluminálního tlaku (rychlá) a metabolická regulace (pomalá). Rozsah koronární autoregulace ovlivňuje tenze kyslíku v myokardu a přítomnost vazokonstriktorů nebo vazodilatátorů.

Nervová regulace

Autonomní vlivy jsou obecně slabé. Je obtížné vyčlenit roli nervové kontroly na koronární průtok krve, protože metabolické účinky jakékoli změny krevního tlaku, srdeční frekvence a kontraktility dominují následné odpovědi. Epikardiální cévy mají především α receptory, jejichž stimulace vyvolává vazokonstrikci. Intramuskulární a subendokardiální cévy mají převážně receptory β2 (vazodilatace). Sympatická stimulace zvyšuje průtok krve myokardem díky zvýšeným metabolickým nárokům a převaze aktivace receptorů β.

Alpha stimulace může hrát roli v distribuci průtoku krve v myokardu tím, že omezuje metabolicky zprostředkované zvýšení průtoku a působí proti steatizaci. Parasympatické vlivy jsou menší a slabě vazodilatační. Vazodilatační účinek acetylcholinu závisí na intaktním endotelu.

Humorální kontrola

Většina vazoaktivních hormonů vyžaduje intaktní cévní endotel. Mezi peptidové hormony patří antidiuretický hormon, atriální natriuretický peptid, vazoaktivní střevní peptid a peptid související s kalcitoninovým genem. Antidiuretický hormon má ve fyziologické koncentraci malý vliv na koronární cirkulaci, ale u stresovaných pacientů způsobuje vazokonstrikci. Ostatní peptidy způsobují endotelem zprostředkovanou vazodilataci.

Angiotenzin II způsobuje koronární vazokonstrikci nezávisle na sympatické inervaci. Zvyšuje také influx vápníku a uvolňuje endotelin, nejsilnější dosud identifikovaný vazokonstrikční peptid u člověka. Angiotenzin konvertující enzym inaktivuje bradykinin, vazodilatátor.

Cévní endotel

Cévní endotel je poslední společnou cestou regulující vazomotorický tonus. Moduluje kontraktilní aktivitu pod ním ležící hladké svaloviny prostřednictvím syntézy a sekrece vazoaktivních látek v reakci na průtok krve, cirkulující hormony a chemické látky. Mezi vazorelaxancia patří endotelový relaxační faktor, oxid dusnatý, prostacyklin a bradykinin. Mezi vazokonstrikční látky patří endotelin a tromboxan A2. Čistá odpověď závisí na rovnováze mezi oběma protichůdnými skupinami.2

Kyslíková rovnováha myokardu

Dodávka kyslíku je součinem arteriální kapacity pro přenos kyslíku a průtoku krve myokardem. Index diastolického tlaku a času (DPTI) je užitečným měřítkem koronárního prokrvení a je součinem koronárního perfuzního tlaku a diastolického času. Podobně lze potřebu kyslíku reprezentovat indexem tenzního času (TTI), který je součinem systolického tlaku a systolického času.

Poměr DPTI/TTI je poměr endokardiální viability (EVR) a představuje rovnováhu nabídky a poptávky myokardu po kyslíku. EVR je obvykle 1 nebo více. Poměr <0,7 je spojen se subendokardiální ischemií.

Takové hodnoty může být dosaženo u pacienta s následujícími fyziologickými údaji: Všimněte si, že systolický čas je obvykle stanoven na 200 ms, přičemž zbývající čas zabírá diastola.

• Krevní tlak = 180/95 mm Hg

• Srdeční frekvence = 120 min-1

• LVEDP = 15 mm Hg

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

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

• EVR = 0,67

Nemoci ovlivňující koronární průtok krve

Koronární oběh funguje ve stavu aktivní vazodilatace. Abnormální endoteliální produkce oxidu dusnatého může hrát roli u diabetu, aterosklerózy a hypertenze.

Onemocnění koronárních tepen

Uložení lipidů, proliferace hladkého svalstva a endoteliální dysfunkce snižují luminální průměr. Kritická stenóza nastává, když koronární průtok krve není schopen reagovat na zvýšení metabolických nároků, obvykle při snížení průměru o 50 %. Klidový průtok začne být ovlivněn, pokud je průměr snížen o 80 %.

S rostoucí stenózou se distální arterioly maximálně dilatují, aby byl zachován průtok až do bodu, kdy je cévní řečiště maximálně dilatováno. Další stenóza vede k poklesu průtoku a průtok se stává závislým na tlaku. Průtok přesměrovaný do dilatovaného paralelního řečiště proximálně od stenózy se nazývá koronární steal a může zhoršovat ischemii. Průtok v kolaterálách je také často závislý na tlaku.

Hypertenze

Levá komora podléhá hypertrofii v reakci na zvýšené afterload. Růst myofibril předbíhá růst kapilární sítě, což vede ke snížení hustoty kapilár. Zvýšený intramyokardiální tlak snižuje subendokardiální průtok krve. Tlaková zátěž zvyšuje práci myokardu a potřebu kyslíku. V hypertrofované tkáni je také zhoršená vazomotorická odpověď na hypoxii, která ji činí náchylnou k ischemii.

Srdeční selhání

Zhoršená ejekce má za následek větší diastolický objem, zvýšený LVEDP a nižší koronární perfuzní tlak. Sympatikem zprostředkovaná systémová vazokonstrikce může pomoci zlepšit perfuzi myokardu, ale zvyšuje tlakovou zátěž a nároky na kyslík.

Léky a koronární průtok krve

Léky proti destičkám, antikoagulancia a léky snižující hladinu lipidů

Tyto látky působí uvnitř lumen a zabraňují dalšímu zmenšování průměru cévy. Statiny inhibují HMG CoA reduktázu, enzym podílející se na syntéze cholesterolu. Antiagregační léky zabraňují agregaci krevních destiček, která je často počátečním krokem při vzniku okluzivního trombu. Antitrombinové látky působí na různých místech koagulační kaskády a inhibují tvorbu trombinu.

Nitráty

Nitráty vyvolávají vazodilataci ve všech cévních řečištích, zprostředkovanou uvolňováním oxidu dusnatého. Zmírňují koronární vazospazmus, ale jejich hlavním přínosem je snížení preloadu, afterloadu a zvýšení maximální koronární dilatace. Přínos může být kompenzován reflexní tachykardií. Regionální průtok krve se zlepšuje díky dilataci kolaterál a nižšímu LVEDP.

Blokátory kalciových kanálů

V porovnání s nedihydropyridiny (verapamil a diltiazem) dihydropyridiny (nifedipin) způsobují větší vazodilataci, menší inhibici sinusového a atrioventrikulárního uzlu a menší negativní inotropii. Zásobení myokardu kyslíkem se zlepšuje v důsledku koronární dilatace a nižšího LVEDP. Potřeba kyslíku se snižuje v důsledku poklesu kontraktility a tlakové zátěže.

Léky působící na angiotenzin

Inhibitory enzymu konvertujícího angiotenzin snižují přeměnu angiotenzinu I na angiotenzin II. Tyto léky snižují angiotenzinem zprostředkovanou vazokonstrikci a zlepšují perfuzi myokardu vazodilatací bez reflexní tachykardie. Časem také reguluje tvorbu fibrózní tkáně po poškození tkáně.3 Léky jako losartan jsou antagonisty angiotenzinových receptorů a zvyšují endoteliální uvolňování oxidu dusnatého.

Otvírače draslíkových kanálů

Nicorandil je nová antianginózní látka. Zvýšený odtok draslíku vede ke snížení intracelulárního vápníku a svalové relaxaci. Dilatuje normální i stenotické úseky koronárních tepen.

β-blokátory

Koronární cévy obsahují β2 receptory. Chronotropie a inotropie závisí na stimulaci β1. Nedávná vyšetření u pacientů s ischemickou chorobou srdeční naznačují, že β-blokátory nesnižují srdeční výdej v takové míře, jak se původně předpokládalo. Snížení srdeční frekvence prodlužuje diastolický perfuzní čas a inhibují stresem vyvolané zvýšení kontraktility myokardu. U pacientů užívajících kardioselektivní β1-blokátory snižuje nepotlačená systémová stimulace β2 afterload, zlepšuje ejekční frakci a působí „pozitivně inotropně“.4

Vazopresory a inotropy

Tyto léky obnovují koronární perfuzní tlak u pacientů s hypotenzí a mohou být prospěšné zejména u těch pacientů, kteří směřují ke spodní hranici autoregulačního rozmezí. Jakékoli zvýšení aortálního diastolického tlaku může být kompenzováno zvýšením potřeby kyslíku v myokardu v souvislosti s vyšší pracovní zátěží, kontraktilitou a srdeční frekvencí. U selhávajícího srdce snižují inotropy také LVEDP.

Anestezie a kyslíková rovnováha myokardu

Halogenovaná anestetika aktivují ATP-senzitivní draslíkové kanály a snižují intracelulární vápník. To vede k negativní inotropii a napodobuje ochranný účinek diskrétních epizod ischemie myokardu před trvalým ischemickým inzultem, tzv. ischemický preconditioning. Kromě toho koronární vazodilatace a snížení afterloadu obecně vedou k příznivému poměru nabídky a poptávky myokardu po kyslíku.

Zejména isofluran způsobuje koronární vazodilataci. Arterioly (odporové cévy) jsou dilatovány více než epikardiální (vodivé) cévy. Teoreticky se koronární steal může vyskytovat v odlišném anatomickém vzorci koronárního onemocnění, ale v praxi se to nepotvrdilo. Isofluran však může u pacientů s ischemickou chorobou srdeční vyvolat ischemii, pokud je povolena tachykardie a hypotenze. Sevofluran a halotan nevyvolávají tachykardii ani maldistribuci myokardiální perfuze.5

Perioperační stres vede k sympaticky zprostředkované tachykardii, hypertenzi, zvýšení smykových sil a zvýšené potřebě kyslíku v myokardu. Centrální neuraxiální blokáda tuto potenciálně škodlivou reakci tlumí, ale jakýkoli výrazný pokles krevního tlaku sníží koronární perfuzní tlak. Hrudní epidurální analgezie rovněž blokuje odtok sympatiku do srdce. Sympatická stimulace vyvolává koronární vazodilataci u zdravých jedinců, ale vazokonstrikci u pacientů s koronárním onemocněním.6