6.2 Fyziologie krevního oběhu
Systémový krevní oběh (velký, tělní) začíná aortou, která se od svého odstupu z levé komory větví na další arterie, dále do arteriol (tepének) a nakonec kapilár. Plicní krevní oběh (malý) se větví z plicnice (plicní arterie, odstupující z pravé komory) na tepénky (arterioly) a dále stejně jako oběh systémový. V kapilárách je nejnižší tlak, protože (součtem) mají největší průsvit, a proto jimi také krev protéká nejpomaleji. Navíc jsou řazeny paralelně (vedle sebe). Z kapilár se krev sbírá do žilek (venul), které se postupně slévají do systému stále větších žil, spojujících se v dolní a horní dutou žílu. Ty ústí do pravé srdeční síně. Z plic se žíly sbírají do čtyř hlavních plicních žil, které ústí do levé srdeční síně.
Do každého z oběhů je za určitou časovou jednotku vypuzeno z komory stejné množství krve, stejný minutový srdeční výdej. Funkčně jsou však mezi oběma oběhy rozdíly. Nejdůležitější je rozdíl v arteriálním tlaku: Systémové řečiště je vysokotlaké a plicní je nízkotlaké (kapacitní) řečiště. Dalším výrazným rozdílem je různá reaktivita cév a odlišná regulace těchto systémů.
| Kapacitní řečiště je část krevního řečiště, která je schopná pojmout velký objem krve bez výraznějšího zvýšení tlaku. Typicky se jedná o arteriální plicní a systémové venózní řečiště. |
Cévy můžeme obecně podle stavby cévní stěny a z toho vyplývající funkce rozdělit na pružníkové, rezistenční a kapacitní.
6.2.1 Systémové řečiště
Systémová cirkulace (vysokotlaké řečiště), zásobuje krví všechny orgány těla, dokonce vysílá své větve i do plic (nutriční plicní oběh). Hlavní funkcí je zajištění odpovídající perfuze orgánů a tkání.
TepnyStěna tepen se skládá z vnitřní vrstvy (tunica intima) tvořené jednou vrstvou endotelových buněk, střední vrstvy (tunica media), tvořené hladkými svalovými buňkami a elastickými vlákny, jejichž zastoupení se liší podle typu tepny, a z vnější vrstvy (tunica adventitia/externa), tvořené řídkým vazivem. Ve vnější vrstvě probíhají také tepénky vyživující stěnu tepny (vasa vasorum) a pleteně autonomních nervů, které řídí tonus cév. Tepny systémového oběhu jsou větvemi aorty. Největší tepny jsou elastického typu (jejich stěna má převahu elastických vláken), se zmenšujícím se průměrem přibývají tepny svalového typu a arterioly, jejichž stěna má více buněk hladké svaloviny.
Elastické tepny funkčně představují pružník. Elastická vlákna stěny umožňují vyklenout se během srdeční systoly vypuzenou krví a pojmout tak energii srdeční kontrakce. Tuto tlakovou vlnu, která se šíří rychlostí několika metrů za sekundu, můžeme na cévě hmatat jako tep (pulz). Tlak krve během diastoly v tomto typu tepny klesá, elastická vlákna se vracejí zpět a předávají svoji energii krvi a posouvají ji dál i během relaxační fáze srdečních komor. (Fungují jako „tlakový rezervoár“.) Schopnost elastických tepen „tlumit“ velikost tlakové vlny je velmi důležitá. Snižují maximální tlak, kterému je vystaven jejich endotel a cévy distálně od nich.
Svalové tepny a arterioly (rezistenční, odporové řečiště) mají odlišnou funkci. Jsou to cévy, které činností svaloviny ve stěně mohou měnit svůj průsvit. Tím mění periferní odpor, jehož změna ovlivňuje především diastolický tlak. Pokud se cévy stáhnou (vazokonstrikce), periferní odpor ve tkáni stoupá a zvyšuje se rychlost krevního proudu. Při vazodilataci arteriol nastává situace opačná. Vzhledem k tomu, že těmito změnami je výrazně ovlivněna perfuze tkání, jsou vazokonstrikce a vazodilatace cév složitě řízeny mnoha okruhy, což bude popsáno dále.
Vlásečnice (kapiláry)
Kapiláry jsou důležitou částí řečiště, protože umožňují přestup látek mezi krví a okolními buňkami a mezibuněčnými prostory tkání. Jejich stěna tvořenou jen endotelem a bazální membránou. Tím je podle fyzikálně chemických zákonů umožněn přestup látek z kapiláry k buňkám tkáně. Hydrostatický tlak krve filtruje tekutinu přes stěnu kapiláry do intersticia. Onkotický tlak je tlak generovaný velkými molekulami, které nemohou přestupovat přes stěnu kapiláry (hlavně bílkovinami – albuminem). Představuje sílu, která drží vodu v kapilárách.
Na arteriálním konci kapiláry je hydrostatický tlak krve vyšší než onkotický tlak, a proto je tekutina filtrována do intersticia. Na konci, jímž kapilára přechází do venuly, je naopak tlak krve snížený (ubyl odfiltrovaný objem) a onkotický tlak nasává tekutinu zpět. Celý děj označujeme jako Starlingova rovnováha na kapiláře. V některých tkáních, například v játrech, jsou kapiláry více propustné (sinusoidy) a v jiných – například v mozku – jsou nepropustné.
Přes tenkou stěnu kapilár probíhá nejen filtrace složek plazmy a zpětná resorpce tkáňového moku, ale i přestup rozpuštěných látek. Do tkání jsou tak dodávány potřebné živiny a kyslík a zpět do krve odváděny katabolity nebo produkty buněk tkání spolu s rozpuštěným CO2. Hnací silou pro přestup plynů a dalších substancí je rozdíl koncentrací v kapiláře a intersticiu.
Filtrací přes kapilární stěnu je tvořený a obnovovaný tkáňový mok neboli intersticiální tekutina. Tkáňový mok se tvoří ve větším množství, než dokážou kapiláry na venózním konci vstřebat, proto je odčerpáván mízními cévami (lymfatickými kapilárami). Jejich funkcí je drenáž nadbytečné tekutiny. Lymfatické cévy začínají slepě a orgány jsou jimi různě hustě protkány. Kromě tekutiny odvádějí také neresorbované látky (např. bílkoviny) a umožňují cirkulaci lymfocytů. Při větším tlaku způsobeném nadbytečnou vodou v intersticiu (otoky) se jejich nasávací schopnost zvyšuje.
Ve většině tkání je na arteriálním konci kapiláry svalovina, označovaná jako prekapilární svěrač. Na žilním konci kapiláry je postkapilární svěrač. Oba tyto svěrače jsou výkonnými složkami regulace průtoku krve danou tkání.
Žíly
Krev z kapilár přechází do venul, které mají ve své stěně hladkou svalovinu a mohou pomáhat při regulaci průtoku. Venulami odtéká krev do žil, jejichž funkcí je odvedení krve zpět do srdce.
Stěna žil je tenčí než stěna tepen, protože tyto cévy jsou vystaveny nižšímu tlaku. Jejich řečiště je také více rozvětveno, takže pojme větší objem (kapacitu) krve než tepny (cca 60-70% krve). Žilní řečiště se z tohoto důvodu označuje jako nízkotlaké a kapacitní.
Vzhledem k tomu, že je v žilách krevní tlak a tlakový gradient významně nižší než v arteriální části řečiště, projevuje se zde vliv gravitace a okolí výrazněji než v tepenném řečišti. Proto jsou žíly vybaveny chlopněmi, které zajišťují jednosměrnost proudění směrem k srdci. Chlopně také zabraňují obrácení toku krve při zvýšení nitrohrudního tlaku (např. při křiku nebo defekaci). Krev se nevrací, zůstává uzavřena mezi žilními chlopněmi.
Proudění krve žilami závisí na zbytkové síle srdeční systoly („vis a tergo“, síla zezadu), na sací síle srdeční diastoly („vis a fronte“, síla zepředu), na tlakové vlně přilehlé tepny, na stahu okolních svalů (svalová pumpa) a na tlaku v hrudníku. V dolních končetinách ovlivňuje proudění krve žilami nejúčinněji svalová pumpa a v břišní a hrudní dutině změny tlaku.
Veličina, která charakterizuje proudění krve žilami, se nazývá žilní návrat. Je to objem přitékající do pravé srdeční síně, zvaný také „preload“. Tlak, který má žilní krev před vstupem ze žil do srdce je označován jako centrální žilní tlak.
6.2.2 Plicní řečiště
Plíce mají dva krevní oběhy: výživný (nutritivní) a funkční. Nutritivní krevní oběh zásobuje hlavně průduškový strom a má stejné charakteristiky jako shora popsané cévy (je součástí systémové cirkulace).
Funkční oběh plic je nízkotlaké, kapacitní řečiště. Tlak v plicnici je přibližně 25/10 mmHg. To znamená, že fyziologicky je hydrostatický tlak krve v celém plicním řečišti nižší než tlak onkotický, jehož hodnota je také 25 mmHg. Proto se v plicních sklípcích, jejichž stěnami procházejí kapiláry, netvoří tkáňový mok. Kapacitní schopnost tohoto řečiště umožňuje shromažďování krve v plicích při změnách polohy těla ze stoje do lehu. Vlivem gravitace se při lehu přechodně zvyšuje žilní návrat do pravé komory o objem krve z dolních končetin. Plicní cévy dilatují a otevírají se další cévy, dosud uzavřené (nábor cév). Tím se zvýšený objem po dobu lehu akumuluje v plicích. Při změně polohy do stoje je tento objem znovu vlivem gravitace vypuzen z plic do systémového řečiště.