Kraujotakos sistema: gyvybės upės

Kraujotakos, arba širdies ir kraujagyslių, sistema yra gyvybiškai svarbus organizmo transporto tinklas. Jos pagrindinė funkcija – užtikrinti nuolatinį kraujo judėjimą, kuris perneša deguonį, maisto medžiagas, hormonus ir antikūnus į visas kūno ląsteles, o iš jų surenka anglies dioksidą ir kitas medžiagų apykaitos atliekas. Be to, ši sistema atlieka termoreguliacinę ir apsauginę funkcijas.

Sistemą sudaro trys pagrindiniai komponentai: širdis – raumeningas siurblys, varinėjantis kraują; kraujagyslės – sudėtingas vamzdelių (arterijų, venų ir kapiliarų) tinklas; ir kraujas – skystas jungiamasis audinys. Šioje temoje nagrinėsime visų šių komponentų sandarą ir funkcijas, kraujo apytakos ratus, kraujo spaudimo reguliavimą bei dažniausiai pasitaikančias širdies ir kraujagyslių ligas.

Kraujas yra sudėtingas skystis, sudarytas iš skystosios dalies – plazmos – ir joje plaukiojančių ląstelių bei jų fragmentų – forminių elementų.

📸 Iliustracija per Google Vaizdus: Kraujo sudėties infografikas: mėgintuvėlis po centrifugavimo, aiškiai matomi sluoksniai – plazma (55%), leukocitai ir trombocitai (<1%), eritrocitai (45%).

Kraujo komponentų charakteristika

Širdis yra tuščiaviduris, raumeningas organas, sudarytas iš keturių kamerų: dviejų prieširdžių ir dviejų skilvelių. Ji veikia kaip du sinchroniškai dirbantys siurbliai, varinėjantys kraują dviem apytakos ratais.

📸 Iliustracija per Google Vaizdus: Detali širdies sandaros schema su aiškiai pažymėtomis kameromis, vožtuvais ir stambiomis kraujagyslėmis. Kraujo tekėjimo kryptis turėtų būti pažymėta rodyklėmis (mėlyna – veninis, raudona – arterinis kraujas).

Kraujo kelias per širdį:

1. Dešinysis prieširdis surenka veninį kraują iš viso kūno (per viršutinę ir apatinę tuščiąsias venas).
2. Per triburį (trigeminį) vožtuvą kraujas patenka į dešinįjį skilvelį.
3. Dešinysis skilvelis susitraukia ir išstumia veninį kraują per plaučių arterijos pusmėnulinį vožtuvą į plaučių arteriją (į mažąjį apytakos ratą).
4. Plaučiuose kraujas atiduoda $$CO_2$$ ir prisijungia $$O_2$$, tapdamas arteriniu.
5. Kairysis prieširdis surenka arterinį kraują iš plaučių (per plaučių venas).
6. Per dviburį (mitralinį) vožtuvą kraujas patenka į kairįjį skilvelį.
7. Kairysis skilvelis (kurio sienelė storiausia) galingai susitraukia ir išstumia arterinį kraują per aortos pusmėnulinį vožtuvą į aortą (į didįjį apytakos ratą).

Širdies veikla yra valdoma elektrinių impulsų, kurie sklinda per širdies raumenį ir sukelia jo susitraukimus. Šiuos silpnus elektrinius signalus galima užrašyti nuo kūno paviršiaus. Toks tyrimas vadinamas elektrokardiograma (EKG).

📸 Iliustracija per Google Vaizdus: Normalios EKG kreivės schema, kurioje pažymėti P dantelis, QRS kompleksas ir T banga bei paaiškinta, ką kiekvienas atspindi.

EKG kreivės elementai:

• P dantelis: Atspindi prieširdžių depoliarizaciją (elektrinį sužadinimą), po kurios jie susitraukia.
• QRS kompleksas: Atspindi skilvelių depoliarizaciją. Dėl didesnės skilvelių masės šis kompleksas yra didžiausios amplitudės.
• T banga: Atspindi skilvelių repoliarizaciją (grįžimą į ramybės būseną).

Analizuodami EKG, gydytojai gali diagnozuoti daugelį sutrikimų: širdies ritmo sutrikimus (aritmijas), miokardo išemiją (deguonies trūkumą), miokardo infarktą, širdies kamerų padidėjimą ir kitas patologijas.

Teoriškai išnagrinėjus kraujo kelią per širdį ir kūną, laikas įtvirtinti žinias interaktyvioje schemoje.

Užduotis: atsekite eritrocito kelionę

• Interaktyvus modelis: Kraujo apytakos ratai
  • Ką darysite? Stebėsite animuotą eritrocito kelionę per didįjį ir mažąjį kraujo apytakos ratus. Turėsite teisingai identifikuoti kraujagysles ir širdies dalis, kurias jis praeina.
  • Tikslas: Įtvirtinti supratimą apie didžiojo ir mažojo kraujo apytakos ratų seką, atskirti arterinį ir veninį kraują bei suprasti širdies vožtuvų funkciją.

Kraujo krešėjimas (hemostazė) yra gyvybiškai svarbus procesas, apsaugantis nuo nukraujavimo pažeidus kraujagyslę. Tai sudėtinga, fermentais valdoma kaskada, kurioje dalyvauja trombocitai ir plazmos baltymai – krešėjimo faktoriai.

📸 Iliustracija per Google Vaizdus: Supaprastinta kraujo krešėjimo kaskados schema: 1. Kraujagyslės spazmas. 2. Trombocitinio kamščio susidarymas. 3. Krešėjimo kaskada (Protrombinas -> Trombinas; Fibrinogenas -> Fibrinas). 4. Fibrino siūlai suformuoja tinklą, į kurį įstringa eritrocitai – susidaro krešulys.

Pagrindiniai etapai:

1. Kraujagyslės spazmas (vazokonstrikcija): Pažeidus kraujagyslę, jos lygiųjų raumenų sluoksnis refleksiškai susitraukia, sumažindamas kraujo tėkmę.
2. Trombocitinio kamščio susidarymas (pirminė hemostazė): Trombocitai prilimpa prie pažeistos vietos (kolageno skaidulų), aktyvuojasi, pakeičia formą ir sulimpa tarpusavyje, suformuodami laikiną kamštį.
3. Krešulio susidarymas (antrinė hemostazė): Aktyvuojama sudėtinga krešėjimo faktorių (daugiausia kepenyse sintetinamų baltymų, kurių sintezei reikalingas vitaminas K) kaskada. Jos galutinis etapas:
   • Neaktyvus fermentas protrombinas paverčiamas aktyviu trombinu.
   • Trombinas veikia kaip fermentas ir tirpų plazmos baltymą fibrinogeną paverčia netirpiais fibrino siūlais.
4. Krešulio stabilizavimas: Fibrino siūlai suformuoja tankų tinklą, kuris sutvirtina trombocitinį kamštį ir į kurį įstringa eritrocitai. Taip susidaro stabilus raudonasis trombas (krešulys).

Klinikinė reikšmė: Hemofilija yra genetinė liga, kuriai būdingas vieno iš krešėjimo faktorių trūkumas, sukeliantis sunkų kraujavimą net po menkų traumų. Antikoaguliantai (pvz., varfarinas, heparinas) yra vaistai, slopinantys krešėjimą ir naudojami trombozių prevencijai.

Kraujo suderinamumas yra kritiškai svarbus atliekant kraujo perpylimą (hemotransfuziją). Jis priklauso nuo antigenų, esančių eritrocitų paviršiuje, ir antikūnų, esančių kraujo plazmoje.

ABO kraujo grupių sistema

Rezus (Rh) faktoriaus sistema

• Rh teigiamas (Rh+): Eritrocitų paviršiuje yra Rh antigenas (D antigenas). Apie 85% žmonių yra Rh+.
• Rh neigiamas (Rh-): Eritrocitų paviršiuje Rh antigeno nėra. Šie žmonės natūraliai neturi anti-Rh antikūnų, bet gali juos pasigaminti po kontakto su Rh+ krauju (pvz., per neteisingą transfuziją ar nėštumą).

Rezus konfliktas: Pavojinga būklė, galinti kilti, kai Rh- motina nešioja Rh+ vaisių. Pirmojo nėštumo metu problema dažniausiai nekyla, bet gimdymo metu motinos ir vaisiaus kraujas gali susimaišyti, ir motinos organizmas pradeda gaminti anti-Rh antikūnus. Per kitą nėštumą su Rh+ vaisiumi, šie antikūnai gali pereiti per placentą ir sukelti vaisiaus eritrocitų agliutinaciją (sulipimą) ir hemolizę (irimą), sukeldami vaisiaus hemolizinę ligą. Šiandien to išvengiama suleidžiant Rh- motinai anti-Rh imunoglobulino injekciją po gimdymo.

Širdies darbą ir kraujotakos sistemos efektyvumą galima įvertinti keliais pagrindiniais kiekybiniais rodikliais.

Fizinio krūvio metu ŠSD ir ST didėja, todėl MŠT gali padidėti 4-5 kartus, pasiekdamas 20–25 L/min., kad aprūpintų dirbančius raumenis deguonimi. Reguliariai sportuojančių žmonių (atletų) širdies raumuo yra stipresnis, todėl jų ST ramybėje yra didesnis, o ŠSD – mažesnis (bradikardija, <60 k./min.).

Kraujo spaudimo matavimas yra vienas dažniausių ir svarbiausių diagnostinių tyrimų, leidžiančių įvertinti širdies ir kraujagyslių sistemos būklę. Ši užduotis padės suprasti matavimo principą ir interpretuoti rezultatus.

Užduotis: atlikite virtualų kraujo spaudimo matavimą

• Interaktyvus modelis: kraujo spaudimo matavimas
  • Ką darysite? Virtualioje simuliacijoje atliksite kraujo spaudimo matavimą naudodami manžetę ir stetoskopą. Turėsite taisyklingai pripūsti manžetę ir, lėtai išleisdami orą, įsiklausyti į Korotkovo tonus, kad nustatytumėte sistolinį ir diastolinį spaudimą.
  • Tikslas: Suprasti kraujo spaudimo matavimo principą. Remdamiesi Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO) klasifikacija (pateikta modelyje), įvertinkite gautus rezultatus ir nustatykite, ar paciento kraujo spaudimas yra normalus, padidėjęs ar hipertenzinis.

Pati širdis, kaip nuolat dirbantis raumuo, reikalauja didžiulio kiekio deguonies ir maisto medžiagų. Ją aprūpina atskira kraujagyslių sistema – vainikinės (koronarinės) arterijos, kurios atsišakoja nuo pat aortos pagrindo ir apraizgo širdies paviršių.

Koronarinė širdies liga (KŠL) išsivysto, kai dėl aterosklerozės šios arterijos susiaurėja arba užsikemša. Pasekmės priklauso nuo susiaurėjimo laipsnio:

• Stenokardija (krūtinės angina): Vainikinė arterija susiaurėjusi, bet neužkimšta. Fizinio krūvio ar streso metu, kai širdžiai reikia daugiau deguonies, pro susiaurėjimą pratekančio kraujo nepakanka. Kyla laikina miokardo išemija (deguonies badas), pasireiškianti spaudžiančiu, deginančiu skausmu už krūtinkaulio. Skausmas praeina pailsėjus arba pavartojus nitroglicerino.
• Miokardo infarktas: Aterosklerozinė plokštelė plyšta, ant jos paviršiaus greitai susidaro trombas, kuris visiškai užkemša vainikinę arteriją. Kraujotaka į tam tikrą miokardo dalį nutrūksta, ir jei neatkuriama per kelias valandas, tos dalies raumuo negrįžtamai žūsta (nekrozė). Skausmas būna labai stiprus, nepraeina nuo poilsio, gali plisti į kairę ranką, kaklą, žandikaulį.

Diagnostika ir gydymas: KŠL diagnozuojama EKG, krūvio mėginiais, koronarografija (kontrastinis vainikinių arterijų tyrimas). Gydymui naudojami vaistai, angioplastika su stentavimu (suspaustos arterijos išplėtimas balionėliu ir metalinio tinklelio – stento – įdėjimas) arba aortos ir vainikinių arterijų jungčių operacija (šuntavimas), kai sudaromas aplinkkelis aplenkiant užsikimšusią vietą.

Klausant širdies plakančios stetoskopu, girdimi du pagrindiniai garsai, vadinami širdies tonais. Šiuos garsus sukelia ne raumens susitraukimas, o staigus širdies vožtuvų užsidarymas, sukeliantis kraujo turbulenciją.

• Pirmasis tonas (S1), „lub“: Girdimas širdies ciklo pradžioje. Jį sukelia triburio ir dviburio (atrioventrikulinių) vožtuvų užsidarymas, prasidedant skilvelių sistolei. Šis tonas yra žemesnis ir ilgesnis.
• Antrasis tonas (S2), „dub“: Girdimas po trumpos pauzės. Jį sukelia aortos ir plaučių arterijos (pusmėnulinių) vožtuvų užsidarymas, prasidedant skilvelių diastolei. Šis tonas yra aukštesnis ir trumpesnis.

Klinikinė reikšmė: Gydytojai, vertindami širdies tonų aiškumą, ritmą ir intensyvumą, gali gauti daug informacijos apie širdies veiklą. Papildomi garsai, vadinami ūžesiais, dažniausiai rodo vožtuvų patologiją – nesandarumą (regurgitaciją) arba susiaurėjimą (stenozę), dėl kurių kraujas teka turbulentiškai.

Arterijose kraują varo aukštas širdies sukuriamas spaudimas. Tačiau venose, ypač esančiose žemiau širdies lygio, spaudimas yra labai žemas. Tad kaip kraujas grįžta į širdį, įveikdamas gravitacijos jėgą? Tam padeda keli pagalbiniai mechanizmai.

Bendrasis kraujo tyrimas yra vienas dažniausiai atliekamų laboratorinių tyrimų, suteikiantis esminės informacijos apie bendrą paciento sveikatos būklę.

Sistolinis ir diastolinis spaudimas yra svarbūs, tačiau audinių aprūpinimą krauju (perfuziją) geriausiai atspindi vidurinis arterinis kraujo spaudimas (VAKS). Tai vidutinis spaudimas arterijose per vieną širdies ciklą. Kadangi diastolė trunka ilgiau nei sistolė, VAKS nėra paprastas aritmetinis vidurkis.

Jį galima apytiksliai apskaičiuoti pagal formulę:

$$VAKS \approx KS_{diastolinis} + \frac{1}{3}(KS_{sistolinis} - KS_{diastolinis})$$

Kur $KS_{sistolinis}$ – sistolinis kraujo spaudimas, o $KS_{diastolinis}$ – diastolinis kraujo spaudimas.

Pavyzdys: Jei paciento kraujo spaudimas yra 120/80 mmHg, jo VAKS bus: $$VAKS \approx 80 + \frac{1}{3}(120 - 80) = 80 + \frac{40}{3} \approx 80 + 13.3 \approx 93.3 , mmHg$$

Klinikinė reikšmė: Laikoma, kad normaliai organų perfuzijai palaikyti reikalingas VAKS yra ** bent 60–65 mmHg**. Jei jis nukrenta žemiau, organai (ypač inkstai, smegenys) pradeda patirti deguonies badą. Šis rodiklis ypač svarbus intensyviosios terapijos skyriuose.

Kraujotakos sistema nėra visiškai uždara. Kapiliaruose, dėl hidrostatinio spaudimo, dalis kraujo plazmos (be baltymų) išsifiltruoja į aplinkinius audinius ir tampa audinių skysčiu. Didžioji dalis šio skysčio grįžta į kapiliarus, tačiau apie 10-15% lieka. Čia į pagalbą ateina limfinė sistema.

Tai vienos krypties drenažo sistema, atliekanti tris pagrindines funkcijas:

1. Skysčių balanso palaikymas: Limfiniai kapiliarai surenka audinių skysčio perteklių (kuris tampa limfa) ir galiausiai grąžina jį atgal į kraują (į poraktikaulines venas).
2. Riebalų absorbcija: Plonajame žarnyne suvirškinti riebalai patenka ne į kraują, o į limfagysles ir tik tada – į bendrą kraujotaką.
3. Imuninė gynyba: Limfa, tekėdama pro limfmazgius, yra filtruojama. Limfmazgiuose esantys limfocitai ir makrofagai atpažįsta ir sunaikina patogenus, vėžines ląsteles.

Patologija: Jei limfos nutekėjimas sutrinka (pvz., pašalinus limfmazgius dėl vėžio operacijos ar dėl parazitinės infekcijos), audiniuose kaupiasi skystis, sukeldamas patinimą, vadinamą limfedema.