INTRODUCTIE CARDIALE ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
Transthoracale echocardiografie (TTE) maakt gebruik van echogolven die door de
borstkas tussen de ribben worden gestuurd. Deze golven zorgen voor beeldvorming, die
wordt weergegeven in pixels met een 2D-grijsschaal.
Beeldvorming en Interpretatie
Een professioneel wielrenner hebben vaak een vergroot hart, maar meestal met een
normale pompfunctie.
Verminderde pompfunctie:
Links onder: Mogelijk als gevolg van een myocarditis die meer dan 25 jaar
geleden plaatsvond (deze persoon werd inmiddels getransplanteerd).
Rechts onder: Een ziek en uitgezet hart met een zwakke pompfunctie. Een
zone van het hart trekt totaal niet meer samen, wat betekent dat de wand niet
verdikt tijdens de systole. Dit is het gevolg van een eerder doorgemaakt
hartinfarct, waarbij het infarctgebied werd vervangen door littekenweefsel.
Pompkracht en Contractiliteit
De pompkracht of contractiliteit van het hart kan op verschillende manieren worden
bepaald, zowel direct als indirect, met verschillende methodes en technieken zoals
echografie, MRI en scintigrafie.
Einddiastole en Diastolische Vullingsfasen
Normaal ejecteert de linker hartkamer (LV) meer dan 52% van het linker
einddiastolisch volume.
Einddiastole is de fase op het einde van de hartrelaxatie, na de atriale contractie.
Tijdens deze diastole vullen de hartkamers zich met bloed in de volgende fasen:
1. Isovolumetrische relaxatie: Een snelle drukval in de hartkamers zonder
volumeverandering.
Zoals een aangespannen vuist die ontspant; de vuist blijft even groot,
maar de interne druk verandert.
2. Snelle vulling: De ventrikels worden gevuld door lediging v/d voorkamers
(atria) door het openen van de atrioventriculaire kleppen.
3. Diastase: Een trage vulling van de ventrikels door de elastische
eigenschappen.
4. Atriale contractie: Extra vulling en drukopbouw in de ventrikel.
Rol van de Atria
De atria (voorkamers of boezems) fungeren als reservoirs die tijdens de
ventrikelsystole worden gevuld. Ze zorgen ervoor dat de ventrikels tijdens de diastole
snel worden gevuld. Zonder de atria zou er onvoldoende tijd zijn om de hartkamers
rechtstreeks vanuit de longaders te vullen.
Het linker atrium en de linker ventrikel delen de mitralisklep annulus, een fibreuze
ring die als een piston op en neer beweegt:
Tijdens de linker ventrikelsystole wordt de annulus naar de apex getrokken.
1
, INTRODUCTIE CARDIALE ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
Tijdens de ventrikelvulling en atriale contractie beweegt deze meer naar de
grote vaten.
De totale grootte en het volume van het hart blijft relatief constant tijdens de
cardiale cyclus ("constant volume state"). De apex blijft dus eigenlijk
stationair tijdens de systole.
Dynamiek van de Cardiale Cyclus
Systole: Kortdurend (ongeveer 1/3 van de cardiale cyclus) en verkort slechts
minimaal bij fysieke inspanning.
Diastole: Duurt langer en verkort aanzienlijk bij inspanning.
Diastolische functie (‘stijfheid’ van de linker ventrikel) wordt bepaald door:
- Actieve componenten:
Recoil (veer-effect) direct na contractie.
Actieve relaxatie (ATP nodig om acto-myosinebruggen af te
breken).
- Passieve componenten:
Glijden van cellulaire en extracellulaire structuren.
Diastolische dysfunctie kan ontstaan door (extra)cellulaire wijzigingen:
- Een overmaat aan acto-myosinebruggen, (hypertrofische
cardiomyopathie)
- Interstitiële afwijkingen zoals fibrose (collageen) tss de hartspiercellen.
Echocardiografische Beelden van een normaal pompend hart
Hierop zijn de volgende structuren zichtbaar:
Mitralisklep
Aortaklep
Linker ventrikel en linker atrium (boezem).
Bloedvaten en Capillairen
Veel multicellulaire organismen (niet alle) hebben bloedvaten die vertakken tot de
kleinste eenheid: de capillairen (haarvaten). Deze staan direct in contact met de
cellen. Alle bloedvaten zijn bekleed met endotheelcellen, die diverse functies hebben:
Voorkomen van trombose (klontervorming in het bloedvat) (hemostase)
Vasomotore functie: in musculaire arteriën (arteriolen) kunnen ze de gladde
spiercellen van de tunica media aanzetten tot contractie, waardoor de diameter
afneemt en de vaatweerstand toeneemt.
Specifieke functies per orgaan, zoals:
- Nieren: Filterfunctie. (angiogenese)
- Lymfeknopen: Homing van witte bloedcellen. (barrière functie)
Conduit = geleidingsfunctie voor bloedcellen
De noodzaak van een circulatoir systeem met een centrale pomp (het hart),
bloedvaten en circulerend bloed is een evolutionair gevolg van de overgang van
unicellulaire naar grotere en complexere multicellulaire organismen.
2
, INTRODUCTIE CARDIALE ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
Ontstaan van Bloedvaten en het Hart
De bloedvaten en het hart ontstaan uit mesodermale voorlopercellen in het embryo.
Het uitgebreid netwerk van bloedvaten
De aorta is het breedste bloedvat en hoe distaler de vertakkingen vorderen naar de
eindorganen toe, hoe dunner de arteriële vaten worden!
Functies van de aorta
Passieve conduitfunctie: ‘afvoerbuis’ van bloed naar de organen.
Elastische reservoirfunctie: de aorta slaat een deel van de pulsatiele energie
op in de aortawand en geeft deze energie weer vrij tijdens de diastole.
Drukbufferfunctie: Bescherm de eindorganen tegen te hoge druk en
pulsatiele druk, die de organen niet goed verdragen.
Door de elastische reservoirfunctie en drukbufferfunctie zorgt de aorta voor een
optimale cardiovasculaire efficiëntie. Merk in Fig. B het verschil op in de sterke
pulsatiliteit van de druk in de linker ventrikel ten opzichte van de aorta. De diastolische
druk is veel hoger in de aorta dan in de linker ventrikel.
Het belang van pulseren van de aorta
Alle arteriën pulseren. Bij elke hartslag (systole) wordt een deel van de pulsatiele
energie in de aortawand ‘opgeslagen’ dankzij de elastische vezels. Deze energie wordt
weer vrijgegeven (~ rebound van de aorta) tijdens de diastole, zodat het bloed blijft
circuleren tijdens de diastole.
Een vb. zijn de transmurale aftakkingen (de takjes die het hart van buiten uit
(epicardiaal) doorboren) van de kroonslagaders (coronairen). Ze worden doorbloed
tijdens de diastole, terwijl ze tijdens de systole dichtgeknepen worden door de
hartspiercontractie.
Uitzondering hierop zijn de grote epicardiale coronairen die oppervlakkig over de
hartspier lopen en tijdens de systole worden doorbloed.
Als de aorta niet zou pulseren (bv. Bij een extreem stijve vaatwand), zou al het bloed
tijdens de ejectiefase (1/3de van de cardiale cyclus behelst) moeten afvloeien. Dit zou
ervoor zorgen dat het hart driemaal meer arbeid moet leveren om dezelfde
bloeddruk te genereren. De aorta draagt dus bij aan een optimale cardiovasculaire
efficiëntie!
Buffering van de pulsatiele druk
De aorta beschermt de eindorganen (hersenen en nieren meest gevoelig doordat ze een
hoge flow en lage impedantie ~ weerstand hebben) wiens fragiele arteriolen en
capillairen anders beschadigd zouden worden door de hoge pulsatiele druk.
De ejectie van bloed tijdens de systole zorgt voor een drukgolf die zich via de
aortawand naar de organen toe voortplant. Deze drukgolf wordt weerkaatst op:
Bifurcatieplaatsen (arteriële vertakkingen)
Hoog resistente arteriolen van de eindorganen
3
, INTRODUCTIE CARDIALE ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
De gereflecteerde golven komen samen tot een grotere golf die terugkomt naar de
aortawortel (eerste segment van de aorta welke uit het hart treedt) in de late systole
tot vroege diastole, wat de diastolische bloeddruk verhoogt en bijdraagt aan de
coronaire perfusie.
Dit voorkomt dat de eindorganen worden blootgesteld aan een te hoge
systolische bloeddruk en dus worden beschermd tegen excessieve pulsatiliteit.
Veroudering en verstijving van de aorta
Met de leeftijd & bij ziekte degenereren de elastische vezels in de aortawand, leidt
tot:
Verandering in de functie en het aantal gladde spiercellen in de aortawand
Ontsteking (inflammatie) van de aortawand
Afbraak van elastische vezels door proteolyse
Deposities van stug collageen (tensiele vezel), wat leidt tot een stijvere aorta
Dit proces wordt versneld door risicofactoren zoals hoge bloeddruk. De stijvere
aortawand = non-atheromatose arteriosclerose leidt tot:
1. Verhoogde systolische druk en verlaagde diastolische druk
Verminderde capaciteit om drukgolven te bufferen waardoor bij eenzelfde
slagvolume de systolische bloeddruk toenemen
Extra afterload voor de linker ventrikel linkerventrikelhypertrofie
Snellere afvloei van bloed naar de perifere circulatie (snellere run-off)
Lagere diastolische bloeddruk.
2. Verhoogde pulsatiele druk
3. De systolische drukgolf plant (propageren) sneller voort over de stijve aortawand
De gereflecteerde drukgolven worden vroeger teruggekaatst waardoor deze nog
in de systole terug arriveert waardoor de systolische bloeddruk augmenteert
ipv de diastolische bloeddruk
De normale diastolische drukverhoging die belangrijk is voor de
coronaire perfusie verloren
Hogere afterload
Het hart krijgt dus zowel een verhoogde belasting tijdens de systole, als een
verminderde zuurstoftoevoer tijdens de diastole.
Een stijvere aorta zorgt dus voor:
Afname van de efficiëntie van het cardiovasculair systeem
Hogere pulsdruk (ISH geïsoleerde arteriële hypertensie)
Toename van de linker ventrikel arbeid en een hogere druk pulsatiliteit
thv. de bloedvaten van de eindorganen waardoor atherosclerose versneld
wordt
Microvasculaire dysfunctie optreedt
Schade van de parenchymcellen van de organen
Om de aorta gezond te houden, is het belangrijk om cardiovasculaire risicofactoren te
verminderen (Stoppen met roken, Cholesterol verlagen, Hoge bloeddruk behandelen) en
regelmatige aerobe lichaamsbeweging.
4
Transthoracale echocardiografie (TTE) maakt gebruik van echogolven die door de
borstkas tussen de ribben worden gestuurd. Deze golven zorgen voor beeldvorming, die
wordt weergegeven in pixels met een 2D-grijsschaal.
Beeldvorming en Interpretatie
Een professioneel wielrenner hebben vaak een vergroot hart, maar meestal met een
normale pompfunctie.
Verminderde pompfunctie:
Links onder: Mogelijk als gevolg van een myocarditis die meer dan 25 jaar
geleden plaatsvond (deze persoon werd inmiddels getransplanteerd).
Rechts onder: Een ziek en uitgezet hart met een zwakke pompfunctie. Een
zone van het hart trekt totaal niet meer samen, wat betekent dat de wand niet
verdikt tijdens de systole. Dit is het gevolg van een eerder doorgemaakt
hartinfarct, waarbij het infarctgebied werd vervangen door littekenweefsel.
Pompkracht en Contractiliteit
De pompkracht of contractiliteit van het hart kan op verschillende manieren worden
bepaald, zowel direct als indirect, met verschillende methodes en technieken zoals
echografie, MRI en scintigrafie.
Einddiastole en Diastolische Vullingsfasen
Normaal ejecteert de linker hartkamer (LV) meer dan 52% van het linker
einddiastolisch volume.
Einddiastole is de fase op het einde van de hartrelaxatie, na de atriale contractie.
Tijdens deze diastole vullen de hartkamers zich met bloed in de volgende fasen:
1. Isovolumetrische relaxatie: Een snelle drukval in de hartkamers zonder
volumeverandering.
Zoals een aangespannen vuist die ontspant; de vuist blijft even groot,
maar de interne druk verandert.
2. Snelle vulling: De ventrikels worden gevuld door lediging v/d voorkamers
(atria) door het openen van de atrioventriculaire kleppen.
3. Diastase: Een trage vulling van de ventrikels door de elastische
eigenschappen.
4. Atriale contractie: Extra vulling en drukopbouw in de ventrikel.
Rol van de Atria
De atria (voorkamers of boezems) fungeren als reservoirs die tijdens de
ventrikelsystole worden gevuld. Ze zorgen ervoor dat de ventrikels tijdens de diastole
snel worden gevuld. Zonder de atria zou er onvoldoende tijd zijn om de hartkamers
rechtstreeks vanuit de longaders te vullen.
Het linker atrium en de linker ventrikel delen de mitralisklep annulus, een fibreuze
ring die als een piston op en neer beweegt:
Tijdens de linker ventrikelsystole wordt de annulus naar de apex getrokken.
1
, INTRODUCTIE CARDIALE ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
Tijdens de ventrikelvulling en atriale contractie beweegt deze meer naar de
grote vaten.
De totale grootte en het volume van het hart blijft relatief constant tijdens de
cardiale cyclus ("constant volume state"). De apex blijft dus eigenlijk
stationair tijdens de systole.
Dynamiek van de Cardiale Cyclus
Systole: Kortdurend (ongeveer 1/3 van de cardiale cyclus) en verkort slechts
minimaal bij fysieke inspanning.
Diastole: Duurt langer en verkort aanzienlijk bij inspanning.
Diastolische functie (‘stijfheid’ van de linker ventrikel) wordt bepaald door:
- Actieve componenten:
Recoil (veer-effect) direct na contractie.
Actieve relaxatie (ATP nodig om acto-myosinebruggen af te
breken).
- Passieve componenten:
Glijden van cellulaire en extracellulaire structuren.
Diastolische dysfunctie kan ontstaan door (extra)cellulaire wijzigingen:
- Een overmaat aan acto-myosinebruggen, (hypertrofische
cardiomyopathie)
- Interstitiële afwijkingen zoals fibrose (collageen) tss de hartspiercellen.
Echocardiografische Beelden van een normaal pompend hart
Hierop zijn de volgende structuren zichtbaar:
Mitralisklep
Aortaklep
Linker ventrikel en linker atrium (boezem).
Bloedvaten en Capillairen
Veel multicellulaire organismen (niet alle) hebben bloedvaten die vertakken tot de
kleinste eenheid: de capillairen (haarvaten). Deze staan direct in contact met de
cellen. Alle bloedvaten zijn bekleed met endotheelcellen, die diverse functies hebben:
Voorkomen van trombose (klontervorming in het bloedvat) (hemostase)
Vasomotore functie: in musculaire arteriën (arteriolen) kunnen ze de gladde
spiercellen van de tunica media aanzetten tot contractie, waardoor de diameter
afneemt en de vaatweerstand toeneemt.
Specifieke functies per orgaan, zoals:
- Nieren: Filterfunctie. (angiogenese)
- Lymfeknopen: Homing van witte bloedcellen. (barrière functie)
Conduit = geleidingsfunctie voor bloedcellen
De noodzaak van een circulatoir systeem met een centrale pomp (het hart),
bloedvaten en circulerend bloed is een evolutionair gevolg van de overgang van
unicellulaire naar grotere en complexere multicellulaire organismen.
2
, INTRODUCTIE CARDIALE ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
Ontstaan van Bloedvaten en het Hart
De bloedvaten en het hart ontstaan uit mesodermale voorlopercellen in het embryo.
Het uitgebreid netwerk van bloedvaten
De aorta is het breedste bloedvat en hoe distaler de vertakkingen vorderen naar de
eindorganen toe, hoe dunner de arteriële vaten worden!
Functies van de aorta
Passieve conduitfunctie: ‘afvoerbuis’ van bloed naar de organen.
Elastische reservoirfunctie: de aorta slaat een deel van de pulsatiele energie
op in de aortawand en geeft deze energie weer vrij tijdens de diastole.
Drukbufferfunctie: Bescherm de eindorganen tegen te hoge druk en
pulsatiele druk, die de organen niet goed verdragen.
Door de elastische reservoirfunctie en drukbufferfunctie zorgt de aorta voor een
optimale cardiovasculaire efficiëntie. Merk in Fig. B het verschil op in de sterke
pulsatiliteit van de druk in de linker ventrikel ten opzichte van de aorta. De diastolische
druk is veel hoger in de aorta dan in de linker ventrikel.
Het belang van pulseren van de aorta
Alle arteriën pulseren. Bij elke hartslag (systole) wordt een deel van de pulsatiele
energie in de aortawand ‘opgeslagen’ dankzij de elastische vezels. Deze energie wordt
weer vrijgegeven (~ rebound van de aorta) tijdens de diastole, zodat het bloed blijft
circuleren tijdens de diastole.
Een vb. zijn de transmurale aftakkingen (de takjes die het hart van buiten uit
(epicardiaal) doorboren) van de kroonslagaders (coronairen). Ze worden doorbloed
tijdens de diastole, terwijl ze tijdens de systole dichtgeknepen worden door de
hartspiercontractie.
Uitzondering hierop zijn de grote epicardiale coronairen die oppervlakkig over de
hartspier lopen en tijdens de systole worden doorbloed.
Als de aorta niet zou pulseren (bv. Bij een extreem stijve vaatwand), zou al het bloed
tijdens de ejectiefase (1/3de van de cardiale cyclus behelst) moeten afvloeien. Dit zou
ervoor zorgen dat het hart driemaal meer arbeid moet leveren om dezelfde
bloeddruk te genereren. De aorta draagt dus bij aan een optimale cardiovasculaire
efficiëntie!
Buffering van de pulsatiele druk
De aorta beschermt de eindorganen (hersenen en nieren meest gevoelig doordat ze een
hoge flow en lage impedantie ~ weerstand hebben) wiens fragiele arteriolen en
capillairen anders beschadigd zouden worden door de hoge pulsatiele druk.
De ejectie van bloed tijdens de systole zorgt voor een drukgolf die zich via de
aortawand naar de organen toe voortplant. Deze drukgolf wordt weerkaatst op:
Bifurcatieplaatsen (arteriële vertakkingen)
Hoog resistente arteriolen van de eindorganen
3
, INTRODUCTIE CARDIALE ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
De gereflecteerde golven komen samen tot een grotere golf die terugkomt naar de
aortawortel (eerste segment van de aorta welke uit het hart treedt) in de late systole
tot vroege diastole, wat de diastolische bloeddruk verhoogt en bijdraagt aan de
coronaire perfusie.
Dit voorkomt dat de eindorganen worden blootgesteld aan een te hoge
systolische bloeddruk en dus worden beschermd tegen excessieve pulsatiliteit.
Veroudering en verstijving van de aorta
Met de leeftijd & bij ziekte degenereren de elastische vezels in de aortawand, leidt
tot:
Verandering in de functie en het aantal gladde spiercellen in de aortawand
Ontsteking (inflammatie) van de aortawand
Afbraak van elastische vezels door proteolyse
Deposities van stug collageen (tensiele vezel), wat leidt tot een stijvere aorta
Dit proces wordt versneld door risicofactoren zoals hoge bloeddruk. De stijvere
aortawand = non-atheromatose arteriosclerose leidt tot:
1. Verhoogde systolische druk en verlaagde diastolische druk
Verminderde capaciteit om drukgolven te bufferen waardoor bij eenzelfde
slagvolume de systolische bloeddruk toenemen
Extra afterload voor de linker ventrikel linkerventrikelhypertrofie
Snellere afvloei van bloed naar de perifere circulatie (snellere run-off)
Lagere diastolische bloeddruk.
2. Verhoogde pulsatiele druk
3. De systolische drukgolf plant (propageren) sneller voort over de stijve aortawand
De gereflecteerde drukgolven worden vroeger teruggekaatst waardoor deze nog
in de systole terug arriveert waardoor de systolische bloeddruk augmenteert
ipv de diastolische bloeddruk
De normale diastolische drukverhoging die belangrijk is voor de
coronaire perfusie verloren
Hogere afterload
Het hart krijgt dus zowel een verhoogde belasting tijdens de systole, als een
verminderde zuurstoftoevoer tijdens de diastole.
Een stijvere aorta zorgt dus voor:
Afname van de efficiëntie van het cardiovasculair systeem
Hogere pulsdruk (ISH geïsoleerde arteriële hypertensie)
Toename van de linker ventrikel arbeid en een hogere druk pulsatiliteit
thv. de bloedvaten van de eindorganen waardoor atherosclerose versneld
wordt
Microvasculaire dysfunctie optreedt
Schade van de parenchymcellen van de organen
Om de aorta gezond te houden, is het belangrijk om cardiovasculaire risicofactoren te
verminderen (Stoppen met roken, Cholesterol verlagen, Hoge bloeddruk behandelen) en
regelmatige aerobe lichaamsbeweging.
4
