Bijzondere circulaties.

Coronaire circulatie.

De twee hoofdstammen van de coronaire circulatie zijn de linker en rechter coronair arterie.

Deze twee vaten ontspringen vanuit het ostium, wat smalle openingen zijn in de wand van de opstijgende aorta net achter de aortaklep. De hoofdstam van de linker coronair arterie is relatief kort (± 1 cm) en loopt achter de pulmonaal arterie splitst zich in left anterior descendens arterie die loopt langs de intraventriculaire groeve over de voorwand van het hart, en de circumflex die naar de achterkant van het hart loopt langs de groeve tussen atrium en ventrikel. Deze takken van de linker coronair arterie leveren bloed primair aan de linker ventrikel en atrium. De rechter coronair arterie loopt tussen rechter atrium en ventrikel en gaat naar de achterkant van hart. Dit vat en zijn aftakkingen bedienen de rechter ventrikel en atrium en bij de meeste mensen het onderachterwand gebied van de linker ventrikel. Er zijn verschillende variaties mogelijk in de anatomische ligging van de coronair vaten tussen verschillende personen. Deze epicardiale arteriën geven kleine takken af die naar het myocard gaan en microvasculaire weerstand vaten worden die de coronaire bloedflow regelen. Deze weerstand vaten zijn aangesloten op een dicht capillair netwerk zodat iedere cardiale myocyt nauw samenwerkt met verschillende capillairen. Deze hoge capillaire-weefsel dichtheid zorgt voor een korte diffusie afstand om het zuurstoftransport naar de cellen en de afvoer van de metabole afvalproducten te waarborgen.

Coronaire venen lopen naast de coronair arteriën. Deze coronair arteriën geven hun bloed af aan de sinuscoronarius die aan de achterzijde van het hart ligt. Het bloed stroomt vanuit de sinuscoronarius in het rechter atrium. Via de anterior cardiale venen en de thebesian vaten wordt ook bloed direct in de kamers afgevoerd. Deze coronaire bloedflow is niet constant zoals in de meeste andere organen. Als je de bloedflow meet in de coronair arterie zie je een verlaging tijdens de cardiale systole en een verhoging van de flow tijdens de diastole.

Met andere woorden, het grootste gedeelte van de bloedflow naar het myocard gebeurt tijdens de diastole. De oorzaak van deze beïnvloeding van de cardiale bloedflow tijdens de cardiale cyclus tijdens de systole ligt in het feit dat de contractie van de microvasculatuur in de ventrikel wordt dichtgedrukt waardoor de weerstand oploopt en de flow verminderd wordt. Tijdens de systole wordt de flow het meest gereduceerd aan de binnenkant van de ventrikel omdat hier de samendrukkende kracht het grootst is. Als de ventrikel begint te ontspannen tijdens vroege diastole, nemen de samendrukkende krachten af en kan de bloedflow weer op gang komen. De bloedstroom bereikt zijn top in vroege diastole en zakt dan passief als de aorta druk zijn diastolische waarde bereikt. De aorta druk is tijdens diastole cruciaal voor de perfusie. Bij hoge hartfrequenties is de duur van de diastole verkort waardoor de coronaire perfusie verkort wordt. Dit is geen probleem bij gezonde coronair arteriën omdat zij verwijden bij een verhoging van het hartritme en metabolisme, echter als de coronaire bloedflow wordt belemmerd door coronair ziekten en/of als de vasodilatoire reserve beperkt is, kan dit leiden tot myocard ischaemie en angineuze pijn. De mechanische krachten die de coronaire flow beïnvloeden zijn het sterkst in de linker ventrikel omdat deze kamer een veel hogere druk ontwikkelt dan de rechter ventrikel.

De rechter ventrikel en in mindere mate de atria laten wat effect van de contractie en de relaxatie zijn maar veel minder dan bij de linker ventrikel. De mean coronaire bloedflow (gemiddeld over verschillende cardiale cycli) kan variëren van 80 mL/100 gr weefsel bij een hart in rust tot meer dan 400 mL/100 gr weefsel

Het coronaire vaatbed heeft daarom een relatief hoge vasodilatoire reserve capaciteit. Coronaire bloedflow wordt primair gereguleerd door weefselmetabolisme. Adenosine heeft aangetoond belangrijk te zijn bij de verwijding van de coronair vaten als het myocard hypoxisch wordt of het cardiale metabolisme stijgt bij verhoging van de hartarbeid. Coronaire vaten worden aangestuurd door zowel sympathische en parasympathische zenuwen. In tegenstelling tot de meeste vaatbedden, veroorzaakt activatie van sympathische zenuwen naar het hart alleen voorbijgaande vasoconstrictie (alfa₁ adrenoreceptor gemedieert) gevolgd door vasodilatatie. De vasodilatatie treedt op doordat de activatie van het hart ook de hartfrequentie verhoogd en de inotropie door ß₁-adrenoreceptoren, die leiden tot productie van vasodilatoire metabolieten die de vasoconstrictieve respons remt en vasodilatie veroorzaakt. Dit wordt functionele sympatholyse genoemd. Omdat parasympathische activatie van het hart resulteert in een verminderde zuurstof behoefte, verhogen lokale metabole mechanisme de tonus van het coronair vat. Parasympathische activatie van het hart geeft over het algemeen een verlaging van de coronaire bloedflow, hoewel het directe effect van parasympathische stimulatie de vasodilatatie van het coronair vat is. De coronaire bloedflow is essentieel voor het normaal functioneren van het hart.

In verband met de hoge zuurstofconsumptie van een kloppend hart en het feit dat het hart sterk afhankelijk is van het zuurstof metabolisme moet je de coronaire bloedflow en de metabole activiteit aan elkaar gekoppeld zien. Dit alles is belangrijk omdat een kloppend hart meer dan de helft van de zuurstof uit het arteriële bloed onttrekt, met ander woorden, Er is een relatie lage zuurstof extractie reserve. Bij een coronair artery disease krijg je een reductie van de maximale coronaire bloedflow. Als dit gebeurt, faalt de coronaire bloedflow als de zuurstof behoefte van het hart toeneemt. Dit leidt tot cardiale hypoxie en verminderde hartfunctie. Het verband tussen coronaire bloedflow en de metabole behoefte wordt vaak oxygen supply/demand ratio genoemd.

Relatie tussen bloedflow van de coronair arteriën en de zuurstofconsumptie van het myocard. De bloedflow van de coronair arteriën neemt toe als de zuurstofconsumptie van het myocard toeneemt. Bij CAD zal door de verhoogde weerstand als gevolg van de stenose de bloedstroom belemmerd worden en daarmee het transport van zuurstof bij een hoger zuurstof consumptie wat leidt tot myocard hypoxie.

Het zuurstofaanbod is de hoeveelheid zuurstof geleverd aan het myocard in het arteriële bloed, wat het product is van de coronaire bloedflow en het arteriële zuurstof content. De bloedflow wordt uitgedrukt in units of ml bloed per min. Zuurstof aanbod in units of ml O₂ per min. De zuurstof behoefte van het hart is het zuurstofgebruik van het myocard, wat het product is van coronaire bloedflow en het verschil tussen arteriële en veneuze zuurstof content. Een verlaging van de oxygen supply/demand ratio veroorzaakt weefsel hypoxie, wat pijn op de borst geeft. Dit kan optreden bij een verminderd zuurstof aanbod of een verhoging van de zuurstof behoefte van het myocard of een combinatie van beiden. Een van de therapeutische doelen bij mensen die een coronair artery disease en angineuze pijn hebben is de oxygen supply/demand ratio te verhogen door zowel de coronaire bloedflow te verbeteren of door verlaging van de zuurstof behoefte door verlaging van de hartfrequentie, inotropie en afterload. De vernauwing van het lumen en de verhoogde weerstand van de bloedflow veroorzaakt endotheel schade en disfunctie. Dit leidt tot een verminderde nitro-oxide en pratscycline aanmaak wat coronair spasmen en trombusvorming kan uitlokken wat weer leidt tot verhoogde vasculaire weerstand en verminderde bloedflow. Het verlies van deze endotheel factoren belemmeren de vasodilatatie, wat de vasodilatoire reserve capaciteit vermindert.

Als de coronaire bloedflow belemmerd wordt door coronair artery disease, in rust of tijdens periodes van een verhoogde zuurstofbehoefte (inspanning) wordt het myocard hypoxisch wat de mechanische functie kan belemmeren, wat aritmieën en angineuze pijn kunnen uitlokken.

Als het coronaire zuurstof transport beperkt is door ziekte speelt de vorming van collateralen een cruciale aanvullende rol bij de levering van zuurstof aan het hart. Chronische hypoxie en sporten kunnen nieuwe bloedvaten laten ontstaan door angiogenesis.

Collateraal vorming verbetert de bloedtoevoer van het myocard door verhoging van het aantal parallelle bloedvaten en daarmee wordt de vasculaire weerstand verminderd binnen het myocard.

Dit helpt bij de levering van zuurstof naar ischaemische gebieden als gevolg van een vasculaire stenose of trombose.