6. Circulatiestelsel

 

Het circulatiestelsel heeft een transportfunctie en neemt daardoor een centrale plaats in bij de handhaving van de homeostase.

Het circulatiestelsel bestaat uit het bloedvatenstelsel en het lymfevatenstelsel.

 

6.1 Het hart

Het hart (cor) is een holle spier; het linkerdeel bestaat uit linkeratrium en linkerventrikel, het rechterdeel uit rechteratrium en rechterventrikel. Tussen atria en ventrikels liggen de anuli fibrosi.

Bloed wordt rondgepompt via een dubbele bloedsomloop: lichaamscirculatie en longcirculatie.

Bloedstroming in de lichaamscirculatie: linkerventrikel → aorta → slagaders → haarvatennetwerken (in de weefsels) → aders → holle aders → rechteratrium (→ rechterventrikel; aansluiting op longcirculatie).

Bloedstroming in de longcirculatie: rechterventrikel → longslagaders → haarvatennetwerken (in de longen) → longaders → linkeratrium (→ linkerventrikel; aansluiting op lichaamscirculatie).

Grote vaten die aansluiten op het hart:

  • onderste holle ader (v. cava inferior) en bovenste holle ader (v. cava superior); monden uit in het rechteratrium;
  • truncus pulmonalis (splitst in twee longslagaders); ontspringt aan rechterventrikel;
  • vier longaders (venae pulmonales); monden uit in linkeratrium;
  • aorta; ontspringt aan linkerventrikel.

De atrioventriculaire kleppen zitten tussen de atria en de ventrikels; rechts: de drieslippige klep en links de tweeslippige klep.

De arteriële kleppen zitten tussen de atria en de grote slagaders; rechts: de pulmonaalklep en links de aortaklep.

De hartwand is van buiten naar binnen opgebouwd uit: pericard, myocard (hartspier) en endocard. Het myocard van het linkerventrikel is drie keer dikker dan dat van het rechterventrikel.

Het hartpikkelgeleidingssysteem bestaat uit de sinusknoop, de atrioventriculaire knoop, de bundel van His en de purkinjevezels. Het vegetatieve zenuwstelsel (N. vagus en nervi accellerantes) en het hormonale stelsel (o.a. adrenaline) beïnvloeden het hartritme.

 

6.2 Hartfunctie

De systole is de actiefase van atrium of ventrikel; de diastole is de rustfase. Elke hartactie duurt 0,8 seconde en bestaat uit drie fasen: passieve vullingsfase (0,0 – 0,4 seconde), actieve vullingsfase (0,4 – 0,5 seconde) en ventrikelsystolische fase (0,5 – 0,8 seconde).

Je hoort de eerste harttoon bij het dichtslaan van de AV-kleppen; de tweede harttoon is gevolg van het dichtvallen van de arteriële kleppen.

Tijdens de hartcyclus varieert de bloeddruk in het hart. De hoogste bloeddruk (120 mmHg) wordt gemeten tijdens de systole van het linkerventrikel. De laagste bloeddruk (0 mmHg) treedt op bij de passieve vullingsfase.

De elektrische activiteit van het hart is door middel van een elektrocardiogram (ECG) zichtbaar te maken.

Op een standaard ECG zijn te zien:

  • P-top: impulsen vanuit de sinusknoop bereiken het atriummyocard, waardoor de atria gaan samentrekken;
  • PQ-segment: weerspiegelt de vertraagde prikkelgeleiding in de AV-knoop;
  • Q-dal: de verspreiding van de impulsen over het ventrikelseptum;
  • QRS-complex: representeert de prikkelinvasie van het ventrikelmyocard;
  • ST-segment: het wegebben van de prikkeltoestand van het ventrikel;
  • T-top: het tot (elektrische) rusttoestand komen van het ventrikelmyocard.

De hartcapaciteit is het vermogen van een ventrikel om per tijdseenheid een bepaalde hoeveelheid bloed weg te pompen; wordt uitgedrukt in hartminuutvolume (HMV).

 

6.3 Hartcirculatie

Het myocard wordt van zuurstof en voedingsstoffen voorzien door de hartcirculatie. Deze bestaat uit de kransslagaders (arteriae coronariae) en de kransaders (venae coronariae). De kransslagaders takken net voorbij de aortaklep van de aorta af. Onder maximale druk wordt bloed in deze slagaders gepompt.

De kransaders komen samen in de sinus coronarius aan de achterkant van het hart, tussen atrium en ventrikel. De sinus coronarius mondt uit in het rechteratrium.

 

6.4 Bloedvaten

De vijf typen bloedvaten zijn:

  • arteriën: grotere slagaders, voeren het bloed van het hart af;
  • arteriolen: kleine slagaders die van de arteriën aftakken;
  • capillairen (haarvaten): de meest fijne bloedvatvertakkingen in de weefsels;
  • venulen: kleinere aders die uit de weefsels komen;
  • venen: grotere aders waarin het bloed van de venulen uitmondt en die het bloed naar het hart vervoeren.

De standaardbouw van de wand van een bloedvat is van binnen naar buiten: tunica intima, tunica media en tunica externa.

Grote arteriën hebben een transportfunctie. Door hun elastische tunica media rekt de vaatwand uit en veert vervolgens terug. Hierdoor ontstaat de polsgolf.

De wand van kleinere arteriën en arteriolen bestaat voornamelijk uit glad spierweefsel. Deze vaten hebben een distribuerende functie.

Capillairen hebben alleen een tunica intima, bestaande uit een laag endotheelcellen. De dunne wand maakt uitwisseling van stoffen tussen bloed en weefselvocht mogelijk.

In de venen is de bloeddruk laag. Terugstromen van het bloed naar het hart gebeurt met behulp van: zwaartekracht, kleppen, spierpomp, hartpomp, adempomp en arteriële pomp.

Belangrijke delen van de aorta zijn (beginnend bij het hart):

  • aorta ascendens;
  • arcus aortae (aortaboog);
  • aorta descendens, bestaand uit borstaorta (aorta thoracica) en de buikaorta (aorta abdominalis).

Men onderscheidt de volgende vaatsystemen: eindarterie, portale circulatie, collaterale circulatie en anastomose.

 

6.5     Bloeddruk in het lichaam

De bloeddruk (tensie) in een bloedvat is de druk die het bloed op de wand van dat bloedvat uitoefent. De hoogte van de bloeddruk hangt af van de plaats in het bloedvatenstelsel.

De arteriële druk is 120/80 mmHg, de capillaire druk is 35 mmHg, en de veneuze druk is 5 tot 0 mmHg.

Factoren die de bloeddruk bepalen zijn: pompwerking van het hart, vullingstoestand van het bloedvat, slagvolume, elasticiteit van de vaatwand en perifere weerstand.

Hormonen die invloed hebben op de bloeddruk zijn: antidiuretisch hormoon, aldosteron, renine, adrenaline, noradrenaline en histamine

Neurale regulatie van de bloeddruk gebeurt door het hartregulatiecentrum en het vasomotorisch centrum in het verlengde merg. Vanuit het hartregulatiecentrum wordt de hartactie geremd via de N. vagus of gestimuleerd via de nervi accelerantes.

Het vasomotorisch centrum beïnvloedt vasoconstrictie of vasodilatatie van de arteriolen en kan daardoor de perifere weerstand verhogen respectievelijk verlagen.

 

6.6     Bloed

De standaardmens heeft ruim 5 liter bloed.

Bloed bestaat uit bloedcellen (45%) en bloedplasma (55%).

Zo’n 95% van alle bloedcellen wordt ingenomen door erytrocyten. De rest bestaat uit leukocyten (witte bloedcellen) en trombocyten (celfragmenten).

Het percentage erytrocyten in het bloed wordt hematocriet genoemd.

Erytrocyten zijn vrijwel geheel gevuld met het roodgekleurde, ijzerhoudende eiwit hemoglobine (Hb). Hemoglobine heeft een groot zuurstofbindend vermogen in een zuurstofrijke omgeving (longen) en laat in een zuurstofarme omgeving (actieve weefsels) de gebonden zuurstof gemakkelijk los.

Erytrocyten hebben een gemiddelde levensduur van 120 dagen; oude erytrocyten worden in lever en milt afgebroken. Hierbij ontstaan bilirubine (afbraakproduct van hemoglobine) en ijzer. Bilirubine wordt uitgescheiden en de ijzeratomen worden opnieuw gebruikt bij de aanmaak van nieuwe erytrocyten.

Leukocyten spelen een rol bij de afweer van het lichaam. De drie groepen leukocyten zijn granulocyten, monocyten en lymfocyten.

Granulocyten:

  • hebben een grote kern en veel korrels (granulae) in hun cytoplasma;
  • zijn in staat uit de bloedbaan te treden door leukodiapedese;
  • ruimen ziekteverwekkers en aangetaste of dode lichaamscellen op door fagocytose;
  • zijn er in drie typen: neutrofiele granulocyten, eosinofiele granulocyten en basofiele granulocyten.

Monocyten:

  • zijn de grootste leukocyten;
  • hebben een vrij grote C-vormige kern;
  • vertonen leukodiapedese;
  • dringen geïnfecteerde weefsels binnen, waar ze veranderen in macrofagen;
  • ruimen daar ziekteverwekkende bacteriën en aangetaste lichaamscellen op.

Lymfocyten:

  • zijn relatief klein;
  • hebben een grote celkern;
  • kunnen sterk in aantal toenemen, wanneer het lichaam geïnfecteerd is;
  • zorgen voor de specifieke immuniteit van het lichaam.

Hemopoëse (bloedcelvorming) vindt plaats in het rode beenmerg en in lymfoïde organen.

Bloedcellen stammen allen af van de hemopoëtische stamcellen (bloedstamcellen); deze stamcellen ontstaan door continue celdelingen.

Elke stamcel kan via een aantal celdelingen uitrijpen (differentiëren) tot de voorloper van een bepaald soort bloedcel.

Trombocyten zijn onmisbaar bij de hemostase, het complexe proces van de bloedstolling. De drie opeenvolgende fasen in de hemostase zijn: vasoconstrictie, primaire hemostase (propvorming) en secundaire hemostase (coagulatie).

Coagulatie komt tot stand door de stollingscascade. Dat is een kettingreactie waarbij meer dan 10 stollingsfactoren (veelal plasma-eiwitten) zijn betrokken. Bij de laatste reactie ontstaat het taaie eiwit fibrine, dat rond en in de wond een dicht dradennetwerk maakt en vervolgens het stolsel vormt.

Het lichaam gaat overmatige bloedstolling tegen door al snel antistollingsstoffen te activeren. Deze breken de fibrine weer af.

Bloedplasma bestaat uit water, opgeloste zouten, plasma-eiwitten, bloedgassen en tijdelijk aanwezige stoffen.

Belangrijke zouten in het bloedplasma zijn: natrium, kalium, chloor, calcium, magnesium en waterstofcarbonaat.

De zuurgraad (pH) van het bloed is 7,4. Deze waarde wordt constant gehouden (homeostase) door de pH-buffer waterstofcarbonaat.

Belangrijke groepen plasma-eiwitten zijn: albumine, globulinen en stollingsfactoren.

 

6.7     Uitwisseling van stoffen tussen bloed en weefselvocht

De uitwisseling van stoffen tussen het bloed en het weefselvocht is essentieel voor de homeostase in het inwendige milieu. De uitwisseling gebeurt via de wanden (endotheel) van de capillairen.

Weefselvocht (interstitiële vloeistof) is bloedplasma zonder bloedcellen, trombocyten en grote plasma-eiwitten.

Weefselvocht ontstaat aan het begin van het capillairnetwerk. Daar is de bloeddruk hoger dan de osmotische waarde van het bloed. Aan het eind van het capillairnetwerk is de osmotische waarde van het bloed hoger dan de bloeddruk. Daardoor wordt weefselvocht in de capillairen gezogen.

Ongeveer 15% van het weefselvocht wordt door de lymfecapillairen opgenomen.

 

6.8 Lymfevatenstelsel

Het lymfevatenstelsel bestaat uit lymfevaten en lymfoïde organen.

Lymfe is weefselvloeistof die in de weefsels in de lymfecapillairen opgenomen wordt. De standaardmens heeft ongeveer 3,5 liter lymfe.

Het lymfevatenstelsel mondt via de linker en rechter v. subclavia uit in het bloedvatenstelsel.

Lymfoïde organen bestaan uit lymfatisch weefsel: reticulair bindweefsel, lymfocyten vormend weefsel en lymfocyten. Lymfoïde organen filteren het bloed en de lymfe op pathogenen, verouderde erytrocyten (alleen de milt) en dode en aangetaste lichaamscellen.

De aanwezigheid van ziekteverwekkers activeert het lymfatisch weefsel tot de vorming van lymfocyten.

Tot de lymfoïde organen behoren:

  • lymfeknopen, op plaatsen waar kleinere lymfevaten overgaan in grotere;
  • waldeyerring, bestaande uit twee tonsillae palatinae (‘keelamandelen’), een tonsilla lingualis (tongamandel), een tonsilla pharyngealis (‘neusamandel’) en lymfatisch weefsel rond de ingang van de buis van Eustachius;
  • peyerplaques, in de wand van de dunne darm;
  • thymus, waar T-lymfocyten gevormd worden;
  • milt, met overeenkomstige bouw als een lymfeknoop; ruimt oude erytrocyten op en is een klein bloedreservoir.

 

6.9 Immuniteit

Niet-specifieke immuniteit is de aangeboren afweer van het lichaam tegen alle mogelijke ziekteverwekkers en komt tot stand door een fysieke barrière en bepaalde factoren in het inwendige milieu van het lichaam.

De fysieke barrière bestaat uit de huid en de slijmvliezen; mechanismen die hier pathogenen afweren zijn:

  • ondoordringbare epidermis van de huid;
  • relatief zure afscheidingsproducten door zweetklieren;
  • relatief zure en bacteriegroei remmende afscheidingsproducten door talgklieren;
  • vochtafscheiding door het slijmvlies in mondholte, neusholte en ogen; het vocht spoelt vuiltjes weg en bevat bacteriedodend lysozym;
  • maagzuur (pH = 1,5);
  • relatief zure urine die de urinewegen schoonspoelen;
  • lichaamseigen bacterieflora op de huid en in de darmen, beschermt tegen lichaamsvreemde bacteriën.

De inwendige factoren die deel uitmaken van niet-specifieke immuniteit zijn:

  • neutrofiele granulocyten, vertonen leukodiapedese en ruimen pathogenen en beschadigde weefselcellen op door middel van fagocytose; ze gaan hierbij zelf ook dood;
  • macrofagen, grote fagocyterende leukocyten die in de weefsels zitten en daar pathogenen opruimen zonder zelf te gronde te gaan;
  • eosinofiele granulocyten, doden vooral meercellige parasitaire ziekteverwekkers door agressieve enzymen over ze uit te storten;
  • naturalkillercellen, doden abnormale lichaamscellen (zoals tumorcellen) en lichaamscellen die met een virus zijn geïnfecteerd;
  • complementsysteem, bestaande uit 16 plasma-eiwitten die in een cascade geactiveerd worden; ondersteunt de niet-specifieke en specifieke immuniteit op uiteenlopende manieren;
  • interferonen, eiwitten die door de aangetaste cel afgegeven worden; hebben vooral een signaalfunctie;
  • ontstekingsreactie, gekenmerkt door rubor, tumor, calor, dolor en functio laesa.

Als een ziekteverwekker in het inwendige milieu is doorgedrongen ontwikkelt het lichaam een specifieke immuniteit om deze ziekteverwekker te bestrijden. Dit wordt het immuunsysteem genoemd.

Het immuunsysteem is gebaseerd op de verdediging door lymfocyten, afkomstig uit de lymfoïde organen.

De werking van het immuunsysteem vertoont vier karakteristieken.

1. Het immuunsysteem reageert op de aanwezigheid van antigenen. Antigenen zijn moleculen die door pathogenen gevormd worden of die aan de celmembraan van lichaamsvreemde cellen vastzitten. Aan het antigeen herkent het immuunsysteem de vreemde cel.

2. Het immuunsysteem is gebaseerd op het feit dat lymfocyten receptoren aan de buitenkant van hun celmembraan hebben, waarmee ze antigenen kunnen opsporen en herkennen.

3. Het immuunsysteem reageert op een antigeen door immunoglobulinen (antistoffen) te maken, specifiek gericht tegen dat antigeen. De antistoffen worden door lymfocyten geproduceerd.

4. Het immuunsysteem heeft een geheugen. Antigenen die al eens aanwezig waren, worden herkend en de afweer komt hierdoor sneller op gang. Hierdoor kan je immuun worden tegen bepaalde ziekteverwekkers.

Door de aanwezigheid van antigenen worden B-lymfocyten (humorale immuniteit) en T-lymfocyten (cellulaire immuniteit) geactiveerd.

Geactiveerde B-lymfocyten vertonen klonale expansie en veranderen in plasmacellen. Plasmacellen maken immunoglobulinen, gericht tegen een specifiek antigeen. Er ontstaan ook geheugen B-cellen, die bij een volgende infectie snel antistoffen kan maken.

Bij de activatie van T-lymfocyten ontstaan vier typen T-cellen:

  • cytotoxische T-cellen, ruimen de met virus geïnfecteerde cellen op;
  • geheugen-T-cellen, blijven circuleren en herkennen bij een volgende infectie de geïnfecteerde cel;
  • T -helpercellen (T4-cellen), stimuleren de humorale en cellulaire immuniteit;
  • T-suppressorcel, remmen het immuunsysteem zodra er geen antigenen meer in het lichaam aanwezig zijn.

Bij immunisatie worden er stoffen in het lichaam gebracht die het lichaam helpen bij de afweer. Bij actieve immunisatie worden verzwakte antigenen in het lichaam gebracht waardoor antistoffen gevormd worden. Bij passieve immunisatie brengt men specifieke immunoglobulinen in het lichaam die als antistoffen aan het werk gaan.

 

6.10   Bloedgroepen

De antigenen van het ABO-bloedgroepensysteem zijn A-antigeen en B-antigeen. Bij iedereen zijn de antistoffen tegen het bloed dat de persoon zelf niet heeft, al vanaf de geboorte in het bloed aanwezig. Er zijn vier ABO-bloedgroepen: A, B, AB en O.

Iemand met bloedgroep O heeft geen A- en B-bloedantigen en is een universele donor. Iemand met bloedgroep AB heeft geen A- en B-antistoffen en is een universele acceptor.

Het antigeen van de resusbloedgroep wordt RhD-antigeen genoemd. Iemand met resusnegatief bloed maakt pas RhD-antistoffen als diens bloed in contact is geweest met resuspositief bloed (= bloed met het RhD-antigeen).