HC16: Hartfunctie

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In dit college wordt kort de anatomie van het hart herhaald, wordt uitgelegd hoe de "wringbeweging" van het hart werkt, worden verschillende manieren om het hart in beeld te brengen besproken en wordt de cardiale cyclus uitgelegd
• 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

Anatomie van het hart

Dwarsdoorsnede van het hart:

De onderdelen van het (gezonde) hart hebben een specifieke ligging:

• Centraal ligt de aortaklep
• Bovenaan ligt de pulmonalisklep
• Linksonder ligt de mitralisklep
• Rechtsonder ligt de tricuspidalisklep
• De arteria pulmonalis gaat voor de aorta ascendens langs

Tijdens de systole zijn de atrioventriculaire kleppen gesloten. Ze worden door de hoge druk opgewekt in de ventrikels gesloten.

Circulatie:

De systemische en pulmonaire circulatie bevindt zich tussen de linker- en rechterharthelft:

• In de systemische circulatie is de flow overal gelijk
• De weerstand van de systemische circulatie is veel hoger dan die van de pulmonaire circulatie
  • De druk in het rechterventrikel is hierdoor 5x zo klein als de druk in het linkerventrikel

Hartspiercellen

Hartspiercellen zijn in vezels gerangschikt. De vezelrichting is epicardiaal en endocardiaal verschillend → bij samentrekking van de spieren treedt niet alleen verkorting, maar ook torsie op:

• Bij de apex is er een draaiing met de klok mee
• Bij de basis is er een draaiing tegen de klok in

De wand wordt niet alleen kleiner, maar "wringt" zich ook uit. Hierdoor wordt op een efficiënte manier bloed uit het hart gehaald.

Daarnaast zorgt deze rangschikking van de hartspiercellen voor een homogene verdeling van de arbeid:

• Door de verschillende vezelrichting kunnen de spiertjes allemaal 30-40% verkorten zonder dat ze elkaar in de weg zitten
  • Als alles op dezelfde manier zou zijn gerangschikt, zouden de spieren aan de buitenkant veel meer moeten verkorten dan de spieren aan de binnenkant

Het hart in beeld

Er zijn meerdere methoden om het hart in beeld te brengen:

• Echocardiografie
  • Simpel en niet duur
  • Niet invasief en niet schadelijk
  • Beeld af wat er op dat moment in het lichaam gebeurt → er kan op een dynamische manier naar het hart gekeken worden
    • Er is expertise nodig om de gemaakte beelden goed te kunnen interpreteren
  • Bij het maken van een inspanningsecho moet goed opgelet worden of er naar hetzelfde vlak van het hart gekeken wordt. Er moet altijd naar tenminste 2 vlakken van het hart gekeken worden
  • Voor gedetailleerde informatie wordt de oesophagus gebruikt
    • Via de oesophagus wordt de echoscoop met een slang zo dicht mogelijk bij het hart gebracht
    • Hierbij kunnen bijv. klepinsufficiënties goed in beeld gebracht worden
• Magnetic Resonance Imaging (MRI)
  • Geeft zeer nauwkeurige beelden
  • Beelden worden op een aantal doorsneden gemaakt
  • Achteraf kan een reconstructie gemaakt worden → de 3D structuur/geometrie van een orgaan wordt in beeld gebracht
  • Goed voor het verkrijgen van anatomische informatie
  • Niet invasief
  • Duur
  • Kan maximaal 1 hartslag zichtbaar maken
• Thoraxfoto/X-ray
  • Kan alleen de buitenkant van het hart afbeelden
  • Hartafwijkingen worden weergegeven
• Contrast angiografie
  • Er wordt gebruik gemaakt van contrastvloeistof
    • De delen die met contractvloeistof gekleurd zijn, worden donker afgebeeld
  • Kan alleen de buitenkant van het hart afbeelden
  • Voor bepaling van de pompfunctie van het hart
  • Geeft een weergave van de kransslagaderen
• Multi-Slice Computed Tomografie (MSCT)
  • Een röntgentechniek die plaatjes maakt van heel veel plakjes van het hart
  • Hoge resulatie
  • Invasief

Belangrijke wetten

In voorgaande colleges is kennis gemaakt met:

• Preload (voorbelasting): de hoeveelheid druk die het hart krijgt wanneer het gevuld wordt
  • De spanning op de wanden van het hart door het bloed dat instroomt
  • De preload in de linkerventrikel bepaalt hoeveel het hart wordt gevuld
• Afterload (nabelasting): de aortadruk
  • Bepaalt bij welke kracht er wordt begonnen met verkorten en hoeveel er wordt verkort
• Compliantie: 1/stijfheid
• Stijfheid: dF/dL
  • Elasticiteit is hetzelfde als stijfheid

De wet van Laplace beschrijft hoe de spanning in de wand zich vertaalt naar de druk in de holte. De druk is evenredig met de wandspanning, maar omgekeerd evenredig met de straal.

De wet van Laplace zegt dat:

• T~P x r
• P~T/r
• P = pressure
• T = wall tension
• r = radius
• Stijfheid = 1/compliantie

In het hart is er sprake van een volume-druk relatie, omdat:

• 1/stijfheid = compliantie = dL/dF → dV/dP

Hoe meer het hart gevuld wordt, hoe hoger de kracht en de druk die het hart genereert. Het hart wordt belast met de druk in de aorta: als deze heel hoog is, is er een zwaardere belasting van het hart → er zal weinig verkorting zijn en er is een kleiner volume dat per hartslag wordt geëjecteerd.

Cardiale cyclus

1. In het QRS-complex beginnen de ventrikels druk op te bouwen
2. De druk in de linkerventrikel is hoger dan de druk in het linker atrium → de mitralisklep sluit
   • Dit is de isovolumische contractiefase: de linkerventrikel bouwt druk op, maar blijft het volume constant omdat de aortaklep nog gesloten is
3. Als de druk in de linkerventrikel hoger is dan in de aorta opent de aortaklep
4. De linkerventrikel knijpt het volume de aorta in
   • De druk in de ventrikel blijft nog steeds verhogen
   • Dit is de ejectiefase
5. Als de piekwaarde van de druk wordt bereikt, gaat de druk zakken
6. De aortaklep sluit als de druk in de linkerventrikel lager wordt dan in de aorta
7. De druk daalt totdat de druk lager is dan de druk in het linkeratrium
   • Dit is de isovolumische relaxatiefase: de druk in het linker atrium is aan het stijgen, want deze krijgt al de hele tijd flow vanuit de longcirculatie
8. De mitralisklep opent als de druk van de linkerventrikel lager dan de druk van het linker atrium is gekomen
9. Het drukverschil tussen de linkerventrikel en het linker atrium is heel klein, maar omdat de linkerventrikel in de relaxatie fase heel slap is, is hij makkelijk om te vullen:
   • Dit is de vullingsfase
   • Het eerste deel van de vulling is passief
   • Het tweede deel is actief: de P-top komt als de linkerventrikel al deels gevuld is → het atrium trekt samen zodat de ventrikel verder wordt gevuld
   • Dit principe geldt ook voor de rechterkamer en ventrikel: het principe is hetzelfde maar de druk is lager.

De cyclus in een grafiek:

Deze cyclus kan gevolgd worden in een P/V grafiek:

• Op de X-as staat het volume
• Op de Y-as staat de druk (pressure)

Dit vormt een soort rechthoek:

• De horizontale lijn geeft de vulling aan
• Op de hoek rechtsonder sluit de mitralisklep
• De rechter verticale lijn geeft de contractie aan (isovolumisch)
• Op de hoek bovenaan gaat de aortaklep open
• De bovenste (deels) horizontale lijn is de ejectie
  • In deze periode verandert de druk, waardooor de lijn niet horizontaal is
• Op de hoek aan de linkerkant sluit de aortaklep
• De verticale lijn aan de linkerkant geeft de relaxatie weer
• Onderaan opent de mitralisklep

Belangrijke parameters:

Er wordt bepaalde terminologie gebruikt om deze lus te beschrijven:

• EDV: eind diastolisch volume
• EDP: eind diastolische druk
• ESV: eind systolisch volume
• ESP: eind systolische druk
• EDV-ESV = SV: slagvolume
  • Dit is de breedte van de P/V grafiek
• HR: hartslag (slagen per minuut)
• SV x HR = CO: cardiac output
  • Wordt bepaald door:
    • Hartslag (chonotropie)
    • Belasting van het hart (preload, afterload)
    • Intrinsieke myocardiale contractie
      • Lusitropie (relaxatievermogen, diastolische functie)
      • Inotropie (contractie en ejectievermogen, systolische functie)
    • Uniformiteit wat betreft tijd en ruimte (dyssynchronie)
  • Wordt minder bij:
    • Een verminderde preload
    • Een verhoogde afterload
    • Een verminderde contractie
    • Een verminderde compliantie
• SV/EDV = EF: ejectiefractie
  • Hoeveel het hart eruit pompt in verhouding tot hoeveel erin komt
• Arteriële druk: maximale/minimale druk in de aorta
  • De hoogste druk in de aorta is ook de hoogste druk in de linkerventrikel
  • De laagste druk in de aorta is niet de laagste druk in de linkerventrikel
  • De rechterkant trekt iets eerder samen dan de linkerkamer → heeft een iets kortere isovolumische periode dan de linkerkamer