HC22: Anatomie cardiovasculair systeem

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In dit college wordt uitgebreid de anatomie van het cardiovasculair systeem besproken
• Welke onderwerpen worden besproken die niet worden behandeld in de literatuur?
  • Alle onderwerpen in dit college worden ook behandeld in de literatuur
• Welke recente ontwikkelingen in het vakgebied worden besproken?
  • Er zijn geen recente ontwikkelingen besproken
• Welke opmerkingen worden er tijdens het college gedaan door de docent met betrekking tot het tentamen?
  • Er zijn geen opmerkingen over het tentamen gemaakt
• Welke vragen worden behandeld die gesteld kunnen worden op het tentamen?
  • Er zijn geen mogelijke vragen behandeld

Vaatsystemen

Er zijn 3 verschillende vaatsystemen in het lichaam:

• Arteriële vaatsysteem
  • Gemiddelde bloeddruk is 100 mmHg → hoog
  • Heeft een toevoer functie: druk wordt opgebouwd zodat het bloed naar de weefsels kan gaan
• Veneuze vaatsysteem
  • Gemiddelde bloeddruk is 20 mmHg → laag
  • Heeft een reservoir functie: bloed wordt verzameld en terug naar het hart gebracht
• Lymfesysteem

Hiernaast zijn er nog 2 systemen:

• Pulmonale systeem
• Systematische systeem
  • Heeft een hogere bloeddruk dan het pulmonale systeem

Bloedvaten

Ook zijn er meerdere typen bloedvaten:

• Arteriën
  • Arteriën van het elastische type
  • Arteriën van het musculaire type
• Microcirculatie
  • Arteriolen
  • Capillairen
    • Capillair bed: uitwisseling van zuurstof, voedingsstoffen, afvalstoffen en andere substanties met de extracellulaire vloeistof
  • Venulen
• Venen
  • Kleine en middelgrote venen
    • Hebben venenkleppen
  • Grote aderstammen

Structuur van de vaatwand

Elke vaatwand is grofweg opgebouwd uit dezelfde compartimenten:

• Binnenste laag: tunica intima
  • Bestaat uit endotheelcellen afkomstig ut het mesoderm
  • Capillairen bestaan volledig uit deze laag
  • Lamina elastica interna (LEI): scheiding tussen de tunica intima en media
• Middelste laag: tunica media
  • Bestaat uit glad spierweefsel vooral afkomstig uit het mesoderm, deels uit het ectoderm
  • Arteriën bevatten een erg grote tunica media
  • Lamina elastica externa (LEE): scheiding tussen de tunica media en adventitia
• Buitenste laag: tunica adventitia
  • Bestaat uit bindweefselcellen vooral afkomstig uit het ectoderm, deels uit het mesoderm
  • Heeft vaten die het vat zelf van bloed voorzien: vasa vasorum
  • Heeft zenuwen die het vat zelf innerveren: vasa nervosum
  • Venen hebben een erg grote tunica adventitia

Arteriën

Arteriën hebben dus een toevoer functie:

• Voorzien uit lichaam van zuurstofrijkbloed
  • Uitzondering: truncus pulmonalis, pulmonaalarteriën
• Hebben een relatief hoge druk
• Bloed passeert door arteriën van afnemend kaliber

Er zijn dus verschillende soorten arteriën:

• Grote elastische arteriën
  • Geleidende arteriën, vangen pompdruk op
  • Veel elastische lagen (op plaatjes te zien als golvende draadjes)
  • Onderhouden de bloeddruk tussen cardiale contracties
  • Stuwen het bloed downstream naar de medium-sized arteriën
  • Aorta, aortaboog-arteriën, truncus pulmonalis, pulmonaal arteriën
  • Elastine zorgt voor elasticiteit → windketel effect
    • In de systole absorbeert de rek van de vaatwand bloeddruk krachten → de drukgolf van het hart wordt opgevangen → elastische lamellen worden uitgerekt en slaan potentiële energie op (dampening pressure)
    • In de diastole wordt geabsorbeerde energie omgezet in bloedstroom → de lamellen komen terug in hun oorspronkelijke conformatie (recoiling) → potentiële energie wordt omgezet in kinetische energie (bij gelijkblijvende druk)
    • Pulsatiele flow wordt dus omgezet in continue flow
  • Collageen zorgt voor stevigheid
• Musculeuze arteriën
  • Distributerende arteriën op orgaanniveau
  • Circulair georiënteerde gladde spiercel vezels
  • Zorgen door contractie voor vernauwing van het vasculaire lumen: vasoconstrictie
    • Regelen de bloedstroom en de distributie van het bloed
  • Uitgesproken lamina elastica interna en externa
  • Aa. brachiales, aa. femorales, de meeste "genaamde" arteriën"
• Kleine musculeuze arteriën en arteriolen
  • Distributie naar de capillaire bedden
  • Relatief smalle lamina, dikke spierwanden
  • De mate van tonus (stevigheid) van de arteriële wand reguleert de mate van vulling van de capillairbedden en de bloeddruk in het vasculaire systeem
    • De perifere vasculaire weerstand reguleert de bloeddruk → een hoge tonus veroorzaakt hypertensie
  • Hebben geen naam

Anastomosen:

Bij een anastomose is er communicatie tussen verschillende takken van de arterie:

• Omleidingen van de arteriën in geval van obstructie
• Toename in grootte van de alternatieve kanalen
• Ontwikkeling van een collaterale circulatie

Dit is echter meestal onvoldoende om een plotselinge occlusie te compenseren.

Soms is anastomose niet mogelijk:

• Echte terminale arteriën: occlusie van eind-arteriën resulteert in totale interruptie van de bloedtoevoer naar het weefsel dat het voorziet → er kan geen anastomose plaatsvinden
  • Bijv. bij de retina (netvlies)
• Functionele terminale arteriën: anastomoses zijn wel mogelijk, maar ineffectief
  • Het hoofdbloedvat kan onvoldoende/niet vervangen worden
  • Bijv. bij het brein, de lever, nieren, milt, darm en soms het hart

Capillairen

Capillairen hebben een uitwisselingsfunctie:

• Endotheliale buisjes die de arteriële en veneuze kant van de circulatie verbinden
• Gerangschikt in capillairbedden: netwerkjes die arteriolen en venulen verbinden
• Uitwisseling van substanties met de intersistiële/extracellulaire vloeistof
• Bloed treedt via arteriolen het capillairbed binnen
  • Arteriolen reguleren de bloedstroom
• Bloed wordt via venulen afgevoerd uit de capillaire bedden

Capillairen bestaan uit een paar lagen tunica intima. Er zijn 3 soorten capillairen:

• Continue capillairen
  • De "normale" capillairen
• Gefenestreerde capillairen
  • Hebben gaatjes in de wand
  • Bevinden zich in de tractus digestivus, endocriene organen en nieren
• Discontinue capillairen
  • Hebben geen membraan
  • Bevinden zich in de lever

Arterio-veneuze shunts/connecties:

Arterio-veneuze shunts/connecties vormen directe connecties tussen kleine arteriolen en venulen → er zijn geen capillairen. Deze shunts worden gebruikt om bloed te besparen, of om alleen de organen die het op dat moment echt nodig hebben van bloed te voorzien. 

Arterio-veneuze shunts/connecties spelen een rol bij de thermoregulatoire functie van de huid: het bloed gaat vanuit de arteriolen gelijk naar de venulen om warmte te besparen → de huid wordt blauw omdat niet alle capillairen in de huid van bloed worden voorzien.

Venen

Het meeste bloed bevindt zich in het lagedruk systeem, de venen:

• Afvoer van bloed met een laag zuurstofgehalte van de capillairbedden naar het hart
  • De pulmonale venen vormen een uitzondering
• Relatief lage drukken
• Bloed passeert door venen van toenemend kaliber
• Er zijn meer venen dan arteriën
• Dunne wand, grote diameter → grotere capaciteit voor expansie

Er zijn verschillende soorten venen:

• Kleine venen en venulen
  • Venulen zijn de kleinste venen
  • Draineren de capillairbedden → komen samen met gelijke vaatjes en vormen kleine venen
  • Kleine venen vormen samen veneuze plexuses
    • Bijv. de dorsale veneuze boog van de voet
  • Hebben geen naam
• Medium venen
  • Draineren veneuze plexussen
  • Begeleiden medium arteriën
  • Veneuze kleppen voorkomen "backflow" van het bloed
    • Bij venen in de ledematen en andere locaties waar de bloedstroom wordt tegengegaan door de zwaartekracht
    • Helpen de bloedstroom in de benen door contractie van gestreept spierweefsel → het is een spierpomp
    • Geven d.m.v. kleppen passieve hulp
    • Zorgen voor bloedstroom richting het hart
    • Incompetente veneuze kleppen zorgen voor varicosis (spataderen)
  • Bijv. vv. cephalicae en basilicae (bovenste ledematen), grote en kleine vv. saphenae (onderste ledematen), begeleidende venen
  • Het zijn "genaamde" oppervlakkige venen
  • Begeleidende "accompanying veins"
    • Begeleiden diepe arteriën
    • "Countercurrent heat exchanger": warm arterieel bloed verwarmt het koele veneuze bloed terwijl het vanaf een koude ledemaat naar het hart terugstroomt
    • Delen de vasculaire "huls" met de arterie die ze begeleiden
    • Gedurende de contractie van het hart worden venen uitgerekt en platgedrukt terwijl de arterie expandeert
      • Helpt bij stuwing van het veneuze bloed
      • Vormt de arterioveneuze pomp
• Grote venen
  • Wijde bundels van longitudinale gladde spiercellen
  • De wandlagen zijn minder goed van elkaar te onderscheiden dan in arteriën
  • Relatief dunne tunica media
  • Goed ontwikkelde tunica adventitia
  • Vena cavae superior en inferior

Veneuze trombose:

Veneuze kan ontstaan in bijv. de benen, waar de flow laag is en de kleppen een mooi substraat vormen voor stolsel om aan te groeien. Veneuze trombose kan emboliseren naar distale lichaamsdelen (longembolie). Dit heeft een aantal nare gevolgen:

• De pulmonale circulatie loopt vast
• In het geval van een shunt komt het in de arteriële circulatie
  • Cerebrovasculair accident
  • Occlusie van ledemaatarteriën
  • Orgaan ischemie

Endotheelcellen

Endotheel is de binnenlaag van de bloedvatwand. Endotheel heeft een aantal functionele eigenschappen in het vasculaire systeem:

• Vormt de bloed-weefsel barrière
• Gevoelig voor veranderingen in de shear stress
• Activatie geeft adhesie en migratie van lymfocyten
• Produceert een aantal stoffen:
  • Glycocalyx: voor een gelachtig laagje in een bloedvat → het bloedvat wordt glad en bloedcellen kunnen gemakkelijker langs de wand stromen
  • Prostacycline en nitric oxide voor vasodilatatie
  • Endotheline voor vasoconstrictie
  • vWF (thromboplastine) voor bloedstolling
  • Thrombospondine voor antistolling

Endotheelbeschadiging leidt tot verdikking van de tunica intima. Intimaverdikking leidt tot een cascade die leidt tot aderverkalking (atherosclerose). 

Aanmaak van bloedvaten

Bloedvaten worden op twee verschillende manieren aangemaakt:

• Vasculogenese: bloedvaten worden gevormd uit stamcellen
  • Vindt alleen plaats bij de embryonale ontwikkeling of de ontwikkeling van tumoren
• Angiogenese: bloedvaten ontstaan uit andere bloedvaten

Endoderm

Het endoderm heeft geen cellulaire bijdrage aan de bloedvaten. Zonder het endoderm vindt toch geen vorming van de bloedvaten plaats → produceert groeifactoren die nodig zijn voor de ontwikkeling en de aanmaak van bloedvaten.