MPF BLOEDSOMLOOP – FYSIOLOGIE
Peter Haemers
Deel 0: Inleiding ......................................................................................................................................................................... 3
1. Mortaliteit door cardiovasculaire aandoeningen ................................................................................................................. 3
2. Waarom is er nood aan een cardiovasculair systeem? ......................................................................................................... 3
3. Organisatie van het cardiovasculaire systeem ..................................................................................................................... 3
4. De fundamentele elementen die de bloedstroming (flow) doorheen het hart en bloedvaten bepalen/ beschrijven ........... 5
4.1 Basisprincipe van bloedstroom ................................................................................................................................... 5
4.2 Cardiac Output (CO) en druk-weerstandsmodel ......................................................................................................... 5
4.3 Hoe bepalen we MAP en SVR? .................................................................................................................................... 6
4.4 Distributie van bloed ................................................................................................................................................... 6
Deel 1: Microcirculatie ................................................................................................................................................................ 7
1. Anatomie van de microcirculatie .......................................................................................................................................... 7
1.1 Capillairen ................................................................................................................................................................... 8
2. De uitwisseling van stoffen thv de capillairen ....................................................................................................................... 9
2.1 De uitwisseling van opgeloste stoffen ......................................................................................................................... 9
2.2 De uitwisseling van water ......................................................................................................................................... 14
3. De lymfevaten ..................................................................................................................................................................... 16
4. Interstitieel oedeem ............................................................................................................................................................ 17
5. De regeling van de microcirculatie ..................................................................................................................................... 18
6. Angiogenesis ....................................................................................................................................................................... 21
Deel 2: Elektrofysiologie en ECG ............................................................................................................................................... 23
1. Elektrofysiologie ................................................................................................................................................................. 23
1.1 Actiepotentiaal .......................................................................................................................................................... 24
1.2 Conductie .................................................................................................................................................................. 28
1.3 Modulatie van het hartritme ..................................................................................................................................... 30
2. ECG...................................................................................................................................................................................... 31
2.1 Wat en doel? ............................................................................................................................................................. 31
2.2 Nomenclatuur ........................................................................................................................................................... 32
2.3 Elementaire begrippen .............................................................................................................................................. 33
2.4 Het normaal ECG ....................................................................................................................................................... 36
2.5 Inleiding tot ritmestroornissen ................................................................................................................................. 40
2.6 Ischemie op het ECG ................................................................................................................................................. 47
Deel 3: Het hart als een pomp .................................................................................................................................................. 53
1. De hartcyclus ...................................................................................................................................................................... 53
1.1 Duur .......................................................................................................................................................................... 53
1.2 4 fasen ....................................................................................................................................................................... 53
1.3 Veranderingen in druk, volume, flow, ECG, harttonen en morfologie ...................................................................... 55
1.4 Rechts vs links ........................................................................................................................................................... 58
1.5 Hartcyclus →pulsatiele flow + drukgolf in de grote bloedvaten ............................................................................... 60
1.6 Veneuze drukgolven .................................................................................................................................................. 61
2. Dynamica: de pompwerking + regulatie ............................................................................................................................. 64
2.1 Morfologie + cellulaire functie → dynamica ............................................................................................................. 64
2.2 Hoe de pompwerking evalueren? ............................................................................................................................. 66
2.3 Pompwerking regulatie: preload, diastolische functie, afterload en contractiliteit .................................................. 70
Deel 4: Regeling van bloeddruk ................................................................................................................................................ 81
1
, 1. Bloeddruk en cardiovasculaire controle .............................................................................................................................. 81
2. Korte termijnscontrole MAP................................................................................................................................................ 83
2.1 De baroreceptor feedback loop ................................................................................................................................ 83
2.2 (De chemoreceptor feedback loop) .......................................................................................................................... 87
3. Regeling Cardiac Output ..................................................................................................................................................... 88
3.1 Neurale regulatie van het hartdebiet (CO) ................................................................................................................ 89
4. Matching van veneuze retour en hartdebier ...................................................................................................................... 90
4.1 Vasculaire functiecurve ............................................................................................................................................. 91
4.2 Integratie: vasculaire en cardiale functiecurve ......................................................................................................... 94
4.3 Toepassing: Hartfalen ................................................................................................................................................ 95
5. Middellange tot lange termijn controle .............................................................................................................................. 96
Deel 5: Bijzondere circulaties .................................................................................................................................................... 99
1. Hersenen ............................................................................................................................................................................. 99
1.1 Anatomische aanpassingen voor perfusiegarantie ................................................................................................... 99
1.2 Drijfveer voor craniale perfusie: verband tussen ICP en CPP .................................................................................. 100
1.3 Regulatie van de cerebrale perfusie ........................................................................................................................ 100
1.4 Cushing-reflex.......................................................................................................................................................... 101
2. Hart ................................................................................................................................................................................... 102
2.1 Metabolisme ........................................................................................................................................................... 102
2.2 Coronaire circulatie ................................................................................................................................................. 102
2.3 Controle bloedvoorziening ...................................................................................................................................... 103
2.4 Evenwicht tussen myocardiaal zuurstofverbruik en zuurstof aanvoer .................................................................... 104
3. Skeletspieren ..................................................................................................................................................................... 106
3.1 Controlemechanismen ............................................................................................................................................ 107
3.2 Rol van de spierpomp.............................................................................................................................................. 107
4. GI stelsel ............................................................................................................................................................................ 108
4.1 De splanchnische circulatie ..................................................................................................................................... 108
4.2 Regulatie: postprandiale hyperemie ....................................................................................................................... 109
4.3 Rol in SVR en als bloedreservoir .............................................................................................................................. 109
4.4 Bloedvoorziening van de lever ................................................................................................................................ 110
5. Huid .................................................................................................................................................................................. 110
5.1 Apicale en non-apicale huid .................................................................................................................................... 111
Deel 6: Intefratieve fysiologie ................................................................................................................................................. 113
1. Interactie tussen de verschillende controlesystemen ........................................................................................................ 113
2. CV ‘stresses’ ...................................................................................................................................................................... 114
2.1 Aanpassingen aan rechtopstaan ............................................................................................................................. 114
2.2 Emotionele stress (Fight-or-flight response, Vasovagale syncope) ......................................................................... 115
2.3 Inspanning ............................................................................................................................................................... 116
2.4 Bloeding .................................................................................................................................................................. 119
2.5 Shock ....................................................................................................................................................................... 120
2.6 Hartfalen ................................................................................................................................................................. 124
2.7 Kleplijden: aortaklepstenose en mitralisklepinsufficiëntie ..................................................................................... 126
2.8 CV fysiologie kind – man VS vrouw – zwangerschap ............................................................................................... 129
2.9 Cardipulmonary interaction – Vasalva .................................................................................................................... 130
2
,DEEL 0: INLEIDING
1. MORTALITEIT DOOR CARDIOVASCULAIRE AANDOENINGEN
Mortaliteit: enkele cijfers …
• 1/3 sterft ten gevolg van een cardiovasculaire ziekte (België)
o Nr1 = ischemisch hartlijden (hartproblemen die onstaan door onvoldoende doorbloeding
van de hartspier, meestal door vernauwingen of verstoppingen van de kransslagaders door
slagaderverkalking (atherosclerose)
o Ook belangrijke oorzaak van het verlies van gezonde levensjaren (DALY’s)
• 4 gedragsmatige risicofacoren verantwoordelijk voor 33% van de totale mortaliteit
o Roken
o Alcohol
o Fysiek onactief
o Ongezonde voeding
2. WAAROM IS ER NOOD AAN EEN CARDIOVASCULAIR SYSTEEM?
• Bij eencellige organismen volstond diffusie voor aan- en afvoer van stoffen.
• Bij toenemende organismale complexiteit (meercelligheid) werd de diffusieafstand te groot,
waardoor een transportsysteem noodzakelijk werd.
• Zo ontstond evolutionair het cardiovasculair systeem als oplossing om grote afstanden efficiënt te
overbruggen.
Primaire functies van CV systeem
• Distributie van nutriënten (= glucose, O2, …) voor cellen
• En verwijderen van afvalproducten (= CO2, lactaat, …)
Secundaire functies van het CV systeem
1. Transport van chemische signalen (hormonen, neurotransmitters)
2. Rol in thermoregulatie/ homeostase van de lichaamstemperatuur (warmtetransport van centraal
naar perifeer)
3. Rol in afweer (transport van immunologische componenten, zoals immunoglobulines)
3. ORGANISATIE VAN HET CARDIOVASCULAIRE SYSTEEM
Het systeem bestaat uit 3 hoofdcomponenten:
1) Het hart – de pomp
• Pulsatiele pomp met een fasische cyclus:
o Systole: kamers trekken samen → bloed wordt weggepompt
o Diastole: kamers ontspannen → hart vult zich
3
,Drukverschillen in het hart
• Rechter atrium: lage druk (veneus bloed uit perifere circulatie)
• Rechter ventrikel & arteria pulmonalis: iets hogere druk (door pompfunctie
rechter ventrikel)
• Linker atrium: lage druk (veneus bloed uit longen)
• Linker ventrikel & aorta: zeer hoge druk (krachtige pomp voor systemische
circulatie)
2) De bloedvaten – geleiders
• Geleidend netwerk: aorta → arteriën → arteriolen → capillairen → venulen
→ venen
• Naast geleiding/ distributie hebben vaten regulatiefuncties:
o Arteriolen: bepalen perifere weerstand
o Capillairen: uitwisseling van stoffen
o Venen: opslagfunctie (capacitance vessels/ capaciteitsvaten)
3) Het bloed – circulerende vloeistof
• Het lichaam bestaat voor 60% uit water, verdeeld over:
o Bloed: ± 3 L
o Interstitieel vocht: ± 12 L
o Intracellulair vocht: ± 30 L
Samenstelling van bloed
• Cellen: rode bloedcellen, bloedplaatjes, witte bloedcellen
• Plasma: water + zouten, mineralen, proteïnen
De twee circulaties
1) Pulmonale circulatie (kleine circulatie)
• Zuurstofarm bloed: rechter ventrikel → arteria pulmonalis → longen → linker atrium
• Functie: gasuitwisseling (bloed opnieuw van zuurstof voorzien)
• Lagedrukcirculatie: ± 15 mmHg
2) Systemische circulatie (grote circulatie)
• Zuurstofrijk bloed: linker ventrikel → aorta → lichaam → rechter atrium
• Functie: voorzien van zuurstofrijk bloed aan alle weefsels
• Hogedrukcirculatie: ± 95 mmHg
Circulaties in serie
• Pulmonale en systemische circulatie volgen elkaar op: bloed passeert altijd eerst langs de rechter
ventrikel, daarna de linker ventrikel.
• Gevolg: een probleem in één circulatie beïnvloedt direct de andere.
4
,Regelbaarheid van de circulatie
• Het systeem past zich aan aan wisselende behoeften van het lichaam.
• Voorbeeld: tijdens inspanning stijgt de zuurstofbehoefte → circulatie moet versnellen → hartritme
stijgt.
4. DE FUNDAMENTELE ELEMENTEN DIE DE BLOEDSTROMING (FLOW)
DOORHEEN HET HART EN BLOEDVATEN BEPALEN/ BESCHRIJVEN
4.1 BASISPRINCIPE VAN BLOEDSTROOM
Bloedstroom werkt analoog aan een elektrische stroom:
• Elektrisch systeem:
Stroom = spanning / weerstand
• Vasculair systeem:
Flow = drukverschil / weerstand
Formele vergelijking:
Δ𝑃
𝐹= 𝑅
Complicerende factoren in het cardiovasculaire systeem
1. Stroming is niet constant (hart = pulsatiele pomp)
2. Vaten zijn niet rigide en hebben variabele weerstanden
3. Druk varieert door bloedvolume, positie, fysiologische toestand…
4.2 CARDIAC OUTPUT (CO) EN DRUK-WEERSTANDSMODEL
Druk-weerstandsvergelijking
𝑀𝐴𝑃−𝐶𝑉𝑃
𝐶𝑂 = 𝑆𝑉𝑅
• MAP: mean arterial pressure
• CVP: centraal veneuze druk (meestal klein → vaak verwaarloosd)
• SVR: systemische vasculaire weerstand
In vereenvoudigde vorm:
𝑀𝐴𝑃
𝐶𝑂 = 𝑆𝑉𝑅
Realiteit:
• Hart is ongeveer een constante druk generator en probeert MAP en CVP constant te houden!
Alternatieve definitie van CO
Hartdebiet = hoeveelheid bloed die per minuut uit de linker ventrikel wordt gepompt:
𝐶𝑂 = 𝐻𝑅 × 𝑆𝑉
• HR: hartslag (slagen/min) = het aantal contracties van het ventrikel per minuut
• SV: slagvolume (ml/slag) = het aantal geëjecteerd bloed dat vrijkomt bij elke contractie
o = EDV – ESV = eind diastolisch volume – eind systolisch volume
Steady-stateprincipe
Omdat het cardiovasculaire systeem een gesloten systeem is, zijn in steady state altijd gelijk:
1. Cardiac output
2. Bloedvolume in organen
3. Veneuze retour
5
, 4.3 HOE BEPALEN WE MAP EN SVR?
MAP = Gemiddelde arteriële druk over de volledige hartcyclus.
Het arterieel systeem wordt voorgesteld als een cilinder gevuld met bloed.
MAP wordt bepaald door:
1. CO (hoeveelheid aangevoerd bloed)
2. SVR (weerstand in de arteriolen)
3. Compliantie van de arteriën (mate van uitzetting bij volume)
Conclusie:
𝑀𝐴𝑃 = 𝐶𝑂 × 𝑆𝑉𝑅
Omdat diastole langer duurt dan systole:
1 2
𝑀𝐴𝑃 ≈ 3 𝑆𝐵𝑃 + 3 𝐷𝐵𝑃
Meer bloedvolume → hogere SVR → hogere MAP.
Hoe bepalen we SVR? (Poiseuille-Hagen)
8𝜂𝐿
𝑅=
𝜋𝑟 4
• r (straal): belangrijkste factor → in de 4e macht → kleine verandering geeft grote impact
• η: viscositeit → recht evenredig
• L: lengte van het vat → recht evenredig
4.4 DISTRIBUTIE VAN BLOED
1. Parallelle organisatie
De meeste organen liggen parallel geschakeld.
Voordelen:
• Elk orgaan kan zijn eigen bloedflow krijgen.
• Bloedstroom kan lokaal geregeld worden aan de
hand van de arteriolen (“kraantjes”).
2. Serieorganisatie
Uitzondering:
• Gastro-intestinaal stelsel → lever
o Seriegeschakeld omdat al het bloed eerst de
lever moet passeren voor detoxificatie.
3. Verdeling van CO in rust
Grootste verbruikers:
• Lever + GI-stelsel (1/4)
• Spieren (1/5)
• Nieren (filterfunctie)(1/5)
6
,DEEL 1: MICROCIRCULATIE
De microcirculatie is de plaats waar uitwisseling gebeurt tussen bloed en weefsels.
Het is verantwoordelijk voor:
• Gasuitwisseling (O₂ en CO₂)
• Transport van voedingsstoffen
• Afvoer van afvalstoffen
• Uitwisseling van water
Daarnaast heeft de microcirculatie speciale functies in bepaalde organen:
• Nier: ultrafiltratie
• Huid: warmte-uitwisseling
• Afweer en signalisatie: verdeling van hormonen, stollingsfactoren en ontstekingsmediatoren
1. ANATOMIE VAN DE MICROCIRCULATIE
De microcirculatie omvat arteriolen, capillairen en venulen.
A. Vertraging van de bloedstroom
• De totale oppervlakte van arteriolen + capillairen +
venulen is zeer groot.
• Toename in totale oppervlakte → druk
daalt → stroomsnelheid vertraagt.
→ Dit maakt efficiënte uitwisseling mogelijk.
B. Regulatie via arteriolen
• Arteriolen bevatten gladde spiercellen → regelbare
weerstand → invloed op doorbloeding.
• Capillairen en venulen bevatten geen gladde spiercellen
→ kunnen zelf niet reguleren.
Onderscheid arteriën vs arteriolen:
• Arteriën: meerdere spierlagen, dikke wand
• Arteriolen: één spierlaag, sterk geïnnerveerd
Bijzondere structuren in de microcirculatie
1) Metarteriolen
• Korte vaten tussen arteriolen en capillairen
• Hebben een discontinue spierlaag
• Weinig tot geen innervatie
• Functioneren als “shortcuts” tussen arteriolen en
venulen
2) Precapillaire sfincters
• Kleine verdikkingen van glad spierweefsel aan capillaire
ingang
• Niet geïnnerveerd
• Reageren op lokale metabole signalen (bijv.
zuurstoftekort, CO₂-stijging)
• Werking lijkt op klassieke sfincters (open/dicht)
7
, 1.1 CAPILLAIREN
• Kleinste vaten van het lichaam
• Wand: 1 laag endotheel + basale membraan
• Lumen: 2–5 μm, waardoor rode bloedcellen zich moeten plooien om door te stromen
Ruimte tussen 2 endotheelcellen = clefts
• Meestal 10-15 nm
• Regio van ‘adherens junctions’: 4 nm
• Tights junctions: fusie membraan
• Gaps = 100-1000 nm tussen cellen
Soms openingen in de endotheelcellen = fenestratie
• 50-80 nm
Types capillairen (op basis van “lekheid”)
Continue capillairen Gefenestreerde capillairen Discontinue capillairen
(sinusoïden)
• meest frequent • Venstertjes (fenestraties) • Grote openingen en gaps
• Adherens junctions, → hoge doorlaatbaarheid • Grote fenestraties
kleine clefts • Dunne cellen → lever, milt, beenmerg
→ meest tight capillairen → Dunne darm, endocriene = meest lekke capillairen
→ komt voor in de meeste organen
organen
Speciale opmerking: hersenen
• Capillairen in de hersenen hebben:
o Nauwelijks openingen
o Tight junctions
o Omhulling door astrocytenuitlopers
• Deze vormen de bloed-hersenbarrière:
o Beschermt hersenen tegen druk- en volumeveranderingen
o Voorkomt passage van potentieel schadelijke stoffen
8
Peter Haemers
Deel 0: Inleiding ......................................................................................................................................................................... 3
1. Mortaliteit door cardiovasculaire aandoeningen ................................................................................................................. 3
2. Waarom is er nood aan een cardiovasculair systeem? ......................................................................................................... 3
3. Organisatie van het cardiovasculaire systeem ..................................................................................................................... 3
4. De fundamentele elementen die de bloedstroming (flow) doorheen het hart en bloedvaten bepalen/ beschrijven ........... 5
4.1 Basisprincipe van bloedstroom ................................................................................................................................... 5
4.2 Cardiac Output (CO) en druk-weerstandsmodel ......................................................................................................... 5
4.3 Hoe bepalen we MAP en SVR? .................................................................................................................................... 6
4.4 Distributie van bloed ................................................................................................................................................... 6
Deel 1: Microcirculatie ................................................................................................................................................................ 7
1. Anatomie van de microcirculatie .......................................................................................................................................... 7
1.1 Capillairen ................................................................................................................................................................... 8
2. De uitwisseling van stoffen thv de capillairen ....................................................................................................................... 9
2.1 De uitwisseling van opgeloste stoffen ......................................................................................................................... 9
2.2 De uitwisseling van water ......................................................................................................................................... 14
3. De lymfevaten ..................................................................................................................................................................... 16
4. Interstitieel oedeem ............................................................................................................................................................ 17
5. De regeling van de microcirculatie ..................................................................................................................................... 18
6. Angiogenesis ....................................................................................................................................................................... 21
Deel 2: Elektrofysiologie en ECG ............................................................................................................................................... 23
1. Elektrofysiologie ................................................................................................................................................................. 23
1.1 Actiepotentiaal .......................................................................................................................................................... 24
1.2 Conductie .................................................................................................................................................................. 28
1.3 Modulatie van het hartritme ..................................................................................................................................... 30
2. ECG...................................................................................................................................................................................... 31
2.1 Wat en doel? ............................................................................................................................................................. 31
2.2 Nomenclatuur ........................................................................................................................................................... 32
2.3 Elementaire begrippen .............................................................................................................................................. 33
2.4 Het normaal ECG ....................................................................................................................................................... 36
2.5 Inleiding tot ritmestroornissen ................................................................................................................................. 40
2.6 Ischemie op het ECG ................................................................................................................................................. 47
Deel 3: Het hart als een pomp .................................................................................................................................................. 53
1. De hartcyclus ...................................................................................................................................................................... 53
1.1 Duur .......................................................................................................................................................................... 53
1.2 4 fasen ....................................................................................................................................................................... 53
1.3 Veranderingen in druk, volume, flow, ECG, harttonen en morfologie ...................................................................... 55
1.4 Rechts vs links ........................................................................................................................................................... 58
1.5 Hartcyclus →pulsatiele flow + drukgolf in de grote bloedvaten ............................................................................... 60
1.6 Veneuze drukgolven .................................................................................................................................................. 61
2. Dynamica: de pompwerking + regulatie ............................................................................................................................. 64
2.1 Morfologie + cellulaire functie → dynamica ............................................................................................................. 64
2.2 Hoe de pompwerking evalueren? ............................................................................................................................. 66
2.3 Pompwerking regulatie: preload, diastolische functie, afterload en contractiliteit .................................................. 70
Deel 4: Regeling van bloeddruk ................................................................................................................................................ 81
1
, 1. Bloeddruk en cardiovasculaire controle .............................................................................................................................. 81
2. Korte termijnscontrole MAP................................................................................................................................................ 83
2.1 De baroreceptor feedback loop ................................................................................................................................ 83
2.2 (De chemoreceptor feedback loop) .......................................................................................................................... 87
3. Regeling Cardiac Output ..................................................................................................................................................... 88
3.1 Neurale regulatie van het hartdebiet (CO) ................................................................................................................ 89
4. Matching van veneuze retour en hartdebier ...................................................................................................................... 90
4.1 Vasculaire functiecurve ............................................................................................................................................. 91
4.2 Integratie: vasculaire en cardiale functiecurve ......................................................................................................... 94
4.3 Toepassing: Hartfalen ................................................................................................................................................ 95
5. Middellange tot lange termijn controle .............................................................................................................................. 96
Deel 5: Bijzondere circulaties .................................................................................................................................................... 99
1. Hersenen ............................................................................................................................................................................. 99
1.1 Anatomische aanpassingen voor perfusiegarantie ................................................................................................... 99
1.2 Drijfveer voor craniale perfusie: verband tussen ICP en CPP .................................................................................. 100
1.3 Regulatie van de cerebrale perfusie ........................................................................................................................ 100
1.4 Cushing-reflex.......................................................................................................................................................... 101
2. Hart ................................................................................................................................................................................... 102
2.1 Metabolisme ........................................................................................................................................................... 102
2.2 Coronaire circulatie ................................................................................................................................................. 102
2.3 Controle bloedvoorziening ...................................................................................................................................... 103
2.4 Evenwicht tussen myocardiaal zuurstofverbruik en zuurstof aanvoer .................................................................... 104
3. Skeletspieren ..................................................................................................................................................................... 106
3.1 Controlemechanismen ............................................................................................................................................ 107
3.2 Rol van de spierpomp.............................................................................................................................................. 107
4. GI stelsel ............................................................................................................................................................................ 108
4.1 De splanchnische circulatie ..................................................................................................................................... 108
4.2 Regulatie: postprandiale hyperemie ....................................................................................................................... 109
4.3 Rol in SVR en als bloedreservoir .............................................................................................................................. 109
4.4 Bloedvoorziening van de lever ................................................................................................................................ 110
5. Huid .................................................................................................................................................................................. 110
5.1 Apicale en non-apicale huid .................................................................................................................................... 111
Deel 6: Intefratieve fysiologie ................................................................................................................................................. 113
1. Interactie tussen de verschillende controlesystemen ........................................................................................................ 113
2. CV ‘stresses’ ...................................................................................................................................................................... 114
2.1 Aanpassingen aan rechtopstaan ............................................................................................................................. 114
2.2 Emotionele stress (Fight-or-flight response, Vasovagale syncope) ......................................................................... 115
2.3 Inspanning ............................................................................................................................................................... 116
2.4 Bloeding .................................................................................................................................................................. 119
2.5 Shock ....................................................................................................................................................................... 120
2.6 Hartfalen ................................................................................................................................................................. 124
2.7 Kleplijden: aortaklepstenose en mitralisklepinsufficiëntie ..................................................................................... 126
2.8 CV fysiologie kind – man VS vrouw – zwangerschap ............................................................................................... 129
2.9 Cardipulmonary interaction – Vasalva .................................................................................................................... 130
2
,DEEL 0: INLEIDING
1. MORTALITEIT DOOR CARDIOVASCULAIRE AANDOENINGEN
Mortaliteit: enkele cijfers …
• 1/3 sterft ten gevolg van een cardiovasculaire ziekte (België)
o Nr1 = ischemisch hartlijden (hartproblemen die onstaan door onvoldoende doorbloeding
van de hartspier, meestal door vernauwingen of verstoppingen van de kransslagaders door
slagaderverkalking (atherosclerose)
o Ook belangrijke oorzaak van het verlies van gezonde levensjaren (DALY’s)
• 4 gedragsmatige risicofacoren verantwoordelijk voor 33% van de totale mortaliteit
o Roken
o Alcohol
o Fysiek onactief
o Ongezonde voeding
2. WAAROM IS ER NOOD AAN EEN CARDIOVASCULAIR SYSTEEM?
• Bij eencellige organismen volstond diffusie voor aan- en afvoer van stoffen.
• Bij toenemende organismale complexiteit (meercelligheid) werd de diffusieafstand te groot,
waardoor een transportsysteem noodzakelijk werd.
• Zo ontstond evolutionair het cardiovasculair systeem als oplossing om grote afstanden efficiënt te
overbruggen.
Primaire functies van CV systeem
• Distributie van nutriënten (= glucose, O2, …) voor cellen
• En verwijderen van afvalproducten (= CO2, lactaat, …)
Secundaire functies van het CV systeem
1. Transport van chemische signalen (hormonen, neurotransmitters)
2. Rol in thermoregulatie/ homeostase van de lichaamstemperatuur (warmtetransport van centraal
naar perifeer)
3. Rol in afweer (transport van immunologische componenten, zoals immunoglobulines)
3. ORGANISATIE VAN HET CARDIOVASCULAIRE SYSTEEM
Het systeem bestaat uit 3 hoofdcomponenten:
1) Het hart – de pomp
• Pulsatiele pomp met een fasische cyclus:
o Systole: kamers trekken samen → bloed wordt weggepompt
o Diastole: kamers ontspannen → hart vult zich
3
,Drukverschillen in het hart
• Rechter atrium: lage druk (veneus bloed uit perifere circulatie)
• Rechter ventrikel & arteria pulmonalis: iets hogere druk (door pompfunctie
rechter ventrikel)
• Linker atrium: lage druk (veneus bloed uit longen)
• Linker ventrikel & aorta: zeer hoge druk (krachtige pomp voor systemische
circulatie)
2) De bloedvaten – geleiders
• Geleidend netwerk: aorta → arteriën → arteriolen → capillairen → venulen
→ venen
• Naast geleiding/ distributie hebben vaten regulatiefuncties:
o Arteriolen: bepalen perifere weerstand
o Capillairen: uitwisseling van stoffen
o Venen: opslagfunctie (capacitance vessels/ capaciteitsvaten)
3) Het bloed – circulerende vloeistof
• Het lichaam bestaat voor 60% uit water, verdeeld over:
o Bloed: ± 3 L
o Interstitieel vocht: ± 12 L
o Intracellulair vocht: ± 30 L
Samenstelling van bloed
• Cellen: rode bloedcellen, bloedplaatjes, witte bloedcellen
• Plasma: water + zouten, mineralen, proteïnen
De twee circulaties
1) Pulmonale circulatie (kleine circulatie)
• Zuurstofarm bloed: rechter ventrikel → arteria pulmonalis → longen → linker atrium
• Functie: gasuitwisseling (bloed opnieuw van zuurstof voorzien)
• Lagedrukcirculatie: ± 15 mmHg
2) Systemische circulatie (grote circulatie)
• Zuurstofrijk bloed: linker ventrikel → aorta → lichaam → rechter atrium
• Functie: voorzien van zuurstofrijk bloed aan alle weefsels
• Hogedrukcirculatie: ± 95 mmHg
Circulaties in serie
• Pulmonale en systemische circulatie volgen elkaar op: bloed passeert altijd eerst langs de rechter
ventrikel, daarna de linker ventrikel.
• Gevolg: een probleem in één circulatie beïnvloedt direct de andere.
4
,Regelbaarheid van de circulatie
• Het systeem past zich aan aan wisselende behoeften van het lichaam.
• Voorbeeld: tijdens inspanning stijgt de zuurstofbehoefte → circulatie moet versnellen → hartritme
stijgt.
4. DE FUNDAMENTELE ELEMENTEN DIE DE BLOEDSTROMING (FLOW)
DOORHEEN HET HART EN BLOEDVATEN BEPALEN/ BESCHRIJVEN
4.1 BASISPRINCIPE VAN BLOEDSTROOM
Bloedstroom werkt analoog aan een elektrische stroom:
• Elektrisch systeem:
Stroom = spanning / weerstand
• Vasculair systeem:
Flow = drukverschil / weerstand
Formele vergelijking:
Δ𝑃
𝐹= 𝑅
Complicerende factoren in het cardiovasculaire systeem
1. Stroming is niet constant (hart = pulsatiele pomp)
2. Vaten zijn niet rigide en hebben variabele weerstanden
3. Druk varieert door bloedvolume, positie, fysiologische toestand…
4.2 CARDIAC OUTPUT (CO) EN DRUK-WEERSTANDSMODEL
Druk-weerstandsvergelijking
𝑀𝐴𝑃−𝐶𝑉𝑃
𝐶𝑂 = 𝑆𝑉𝑅
• MAP: mean arterial pressure
• CVP: centraal veneuze druk (meestal klein → vaak verwaarloosd)
• SVR: systemische vasculaire weerstand
In vereenvoudigde vorm:
𝑀𝐴𝑃
𝐶𝑂 = 𝑆𝑉𝑅
Realiteit:
• Hart is ongeveer een constante druk generator en probeert MAP en CVP constant te houden!
Alternatieve definitie van CO
Hartdebiet = hoeveelheid bloed die per minuut uit de linker ventrikel wordt gepompt:
𝐶𝑂 = 𝐻𝑅 × 𝑆𝑉
• HR: hartslag (slagen/min) = het aantal contracties van het ventrikel per minuut
• SV: slagvolume (ml/slag) = het aantal geëjecteerd bloed dat vrijkomt bij elke contractie
o = EDV – ESV = eind diastolisch volume – eind systolisch volume
Steady-stateprincipe
Omdat het cardiovasculaire systeem een gesloten systeem is, zijn in steady state altijd gelijk:
1. Cardiac output
2. Bloedvolume in organen
3. Veneuze retour
5
, 4.3 HOE BEPALEN WE MAP EN SVR?
MAP = Gemiddelde arteriële druk over de volledige hartcyclus.
Het arterieel systeem wordt voorgesteld als een cilinder gevuld met bloed.
MAP wordt bepaald door:
1. CO (hoeveelheid aangevoerd bloed)
2. SVR (weerstand in de arteriolen)
3. Compliantie van de arteriën (mate van uitzetting bij volume)
Conclusie:
𝑀𝐴𝑃 = 𝐶𝑂 × 𝑆𝑉𝑅
Omdat diastole langer duurt dan systole:
1 2
𝑀𝐴𝑃 ≈ 3 𝑆𝐵𝑃 + 3 𝐷𝐵𝑃
Meer bloedvolume → hogere SVR → hogere MAP.
Hoe bepalen we SVR? (Poiseuille-Hagen)
8𝜂𝐿
𝑅=
𝜋𝑟 4
• r (straal): belangrijkste factor → in de 4e macht → kleine verandering geeft grote impact
• η: viscositeit → recht evenredig
• L: lengte van het vat → recht evenredig
4.4 DISTRIBUTIE VAN BLOED
1. Parallelle organisatie
De meeste organen liggen parallel geschakeld.
Voordelen:
• Elk orgaan kan zijn eigen bloedflow krijgen.
• Bloedstroom kan lokaal geregeld worden aan de
hand van de arteriolen (“kraantjes”).
2. Serieorganisatie
Uitzondering:
• Gastro-intestinaal stelsel → lever
o Seriegeschakeld omdat al het bloed eerst de
lever moet passeren voor detoxificatie.
3. Verdeling van CO in rust
Grootste verbruikers:
• Lever + GI-stelsel (1/4)
• Spieren (1/5)
• Nieren (filterfunctie)(1/5)
6
,DEEL 1: MICROCIRCULATIE
De microcirculatie is de plaats waar uitwisseling gebeurt tussen bloed en weefsels.
Het is verantwoordelijk voor:
• Gasuitwisseling (O₂ en CO₂)
• Transport van voedingsstoffen
• Afvoer van afvalstoffen
• Uitwisseling van water
Daarnaast heeft de microcirculatie speciale functies in bepaalde organen:
• Nier: ultrafiltratie
• Huid: warmte-uitwisseling
• Afweer en signalisatie: verdeling van hormonen, stollingsfactoren en ontstekingsmediatoren
1. ANATOMIE VAN DE MICROCIRCULATIE
De microcirculatie omvat arteriolen, capillairen en venulen.
A. Vertraging van de bloedstroom
• De totale oppervlakte van arteriolen + capillairen +
venulen is zeer groot.
• Toename in totale oppervlakte → druk
daalt → stroomsnelheid vertraagt.
→ Dit maakt efficiënte uitwisseling mogelijk.
B. Regulatie via arteriolen
• Arteriolen bevatten gladde spiercellen → regelbare
weerstand → invloed op doorbloeding.
• Capillairen en venulen bevatten geen gladde spiercellen
→ kunnen zelf niet reguleren.
Onderscheid arteriën vs arteriolen:
• Arteriën: meerdere spierlagen, dikke wand
• Arteriolen: één spierlaag, sterk geïnnerveerd
Bijzondere structuren in de microcirculatie
1) Metarteriolen
• Korte vaten tussen arteriolen en capillairen
• Hebben een discontinue spierlaag
• Weinig tot geen innervatie
• Functioneren als “shortcuts” tussen arteriolen en
venulen
2) Precapillaire sfincters
• Kleine verdikkingen van glad spierweefsel aan capillaire
ingang
• Niet geïnnerveerd
• Reageren op lokale metabole signalen (bijv.
zuurstoftekort, CO₂-stijging)
• Werking lijkt op klassieke sfincters (open/dicht)
7
, 1.1 CAPILLAIREN
• Kleinste vaten van het lichaam
• Wand: 1 laag endotheel + basale membraan
• Lumen: 2–5 μm, waardoor rode bloedcellen zich moeten plooien om door te stromen
Ruimte tussen 2 endotheelcellen = clefts
• Meestal 10-15 nm
• Regio van ‘adherens junctions’: 4 nm
• Tights junctions: fusie membraan
• Gaps = 100-1000 nm tussen cellen
Soms openingen in de endotheelcellen = fenestratie
• 50-80 nm
Types capillairen (op basis van “lekheid”)
Continue capillairen Gefenestreerde capillairen Discontinue capillairen
(sinusoïden)
• meest frequent • Venstertjes (fenestraties) • Grote openingen en gaps
• Adherens junctions, → hoge doorlaatbaarheid • Grote fenestraties
kleine clefts • Dunne cellen → lever, milt, beenmerg
→ meest tight capillairen → Dunne darm, endocriene = meest lekke capillairen
→ komt voor in de meeste organen
organen
Speciale opmerking: hersenen
• Capillairen in de hersenen hebben:
o Nauwelijks openingen
o Tight junctions
o Omhulling door astrocytenuitlopers
• Deze vormen de bloed-hersenbarrière:
o Beschermt hersenen tegen druk- en volumeveranderingen
o Voorkomt passage van potentieel schadelijke stoffen
8
