Guyton a jeho kolegové v 50. a 60. letech 20. století prováděli rozsáhlé experimenty na zvířatech, v nichž zkoumali vzájemné vztahy mezi srdeční a systémovou cévní funkcí. Tyto elegantní studie vedly k modelu těchto vztahů, který bylo možné graficky znázornit vynesením křivek srdeční funkce i systémové cévní funkce do jednoho grafu. Tato analýza je velmi užitečná pro pochopení toho, jak změny srdeční funkce ovlivňují žilní tlaky a jak změny arteriálního a žilního odporu a objemu krve ovlivňují žilní tlak a srdeční výdej. Pro zkoumání těchto interakcí budou nejprve popsány obě složky křivek jednotlivě a poté budou zkombinovány, aby se ukázalo, jak změny jedné z nich ovlivňují druhou.
Křivky srdeční funkce
Křivky srdeční funkce (někdy nazývané křivky srdečního výdeje) jsou v podstatě Frankovy-Starlingovy křivky, ale liší se tím, že srdeční výdej namísto komorového zdvihového objemu je vynesen proti změnám žilního tlaku (obvykle tlaku v pravé síni, PRA). Pokud by se v kontrolovaném experimentálním modelu měnil tlak v pravé síni (nezávislá proměnná) a měřil srdeční výdej (závislá proměnná), zjistilo by se, že se zvyšujícím se PRA se zvyšuje srdeční výdej (CO). Pokud je průměrná hodnota PRA přibližně 0 mmHg (všimněte si, že PRA normálně kolísá v závislosti na kontrakci síní a dýchání), je srdeční výdej u dospělého člověka přibližně 5 l/min. Vzhledem ke strmosti křivky srdeční funkce mohou velmi malé změny PRA (jen několik mmHg) vést k velkým změnám CO.
Podobně jako u Frankovy-Starlingovy křivky neexistuje jediná křivka srdeční funkce. Místo toho existuje rodina křivek, které se mohou posouvat směrem nahoru, když je srdeční výkonnost zvýšená, nebo směrem dolů, když je srdeční výkonnost snížená. Výkonnost se zvyšuje při zvýšené inotropii, zvýšené srdeční frekvenci a sníženém afterloadu. Výkonnost se snižuje při snížené inotropii, snížené srdeční frekvenci a při zvýšeném afterloadu.
Křivky systémové cévní funkce
Křivky systémové cévní funkce (někdy nazývané křivky žilního návratu) se vytvářejí měřením PRA (závislá proměnná) při změně CO (nezávislá proměnná) (černá křivka na obrázku). Všimněte si, že nezávislé a závislé proměnné jsou u těchto křivek ve srovnání s výše popsanými křivkami srdeční funkce obrácené. Experimentálně, pokud je srdeční výdej zastaven fibrilací srdce, aortální tlak klesá a PRA se zvyšuje na běžnou hodnotu přibližně 8 mmHg (x-intercept černé křivky na obrázku), pokud je baroreceptorový reflex blokován. Tento tlak, který je zaznamenán krátce po zastavení srdce, se nazývá střední plnící tlak v oběhu (Pmc). Tento tlak není uprostřed mezi středním arteriálním tlakem a PRA, protože žilní poddajnost je 10-20krát větší než poddajnost arteriální; proto při poklesu objemu krve v arteriálních cévách a nárůstu v žilních cévách arteriální tlak obvykle klesá nejméně 10krát více, než stoupá žilní tlak. Pokud se srdce znovu rozběhne, pak se PRA snižuje se zvyšujícím se CO (posun na černé křivce směrem nahoru a doleva). Jakmile PRA začne klesat pod nulu, zvýšení CO začne plató, protože dutá žíla kolabuje, a tím omezuje žilní návrat do srdce.
Neexistuje jediná křivka systémové cévní funkce, ale místo toho existuje rodina křivek, které jsou určeny objemem krve (Vol), žilní poddajností (CV; inverzní hodnota žilního tonu) a systémovou cévní rezistencí (SVR; především arteriální rezistence). Pokud se například zvýší objem krve v důsledku retence sodíku a vody ledvinami nebo se sníží žilní poddajnost v důsledku sympatické aktivace žil (panel A), dojde k paralelnímu posunu křivky cévní funkce doprava, což vede ke zvýšení Pmc při zástavě srdce. Opačný posun nastává při sníženém objemu krve nebo zvýšené žilní poddajnosti. Pokud se SVR zvýší (panel B) podáním arteriálního vazokonstrikčního léku, sklon křivky systémové cévní funkce se sníží, ale změna Pmc je malá nebo žádná. Při snížení SVR dochází k opačné situaci. Pmc se při arteriální konstrikci nebo dilataci znatelně nemění, protože změny arteriálního průměru potřebné ke změně rezistence způsobují jen malou změnu celkové cévní poddajnosti. Na druhou stranu, pokud se při aktivaci sympatiku zúží tepny i žíly, pak se křivka posune doprava, jak je znázorněno na panelu C (zvýšení Pmc v důsledku snížení CV), a sklon se sníží v důsledku zvýšení SVR.
Spojení srdeční a cévní funkce
Pokud jsou křivky srdeční a cévní funkce vyneseny společně na stejné souřadnice grafu, dochází k jedinečnému průsečíku obou křivek (černé křivky v bodě A na obrázku). Tento průsečík obou křivek představuje pracovní bod v ustáleném stavu definující srdeční výdej a tlak v pravé síni pro konkrétní fyziologické podmínky reprezentované křivkami srdečně-cévní funkce. V tomto příkladu je CO 5 l/min při PRA 0 mmHg (bod A). Pokud by se SVR snížil podáním arteriálního vazodilatačního léku, došlo by k otočení křivky systémové funkce doprava (červená křivka) a Pmc by zůstal nezměněn. Novou rovnovážnou hodnotou by byl bod B, který ukazuje, že arteriální dilatace by vedla ke zvýšení PRA a CO. PRA se zvýší, protože pokles SVR by snížil arteriální tlak (a objem arteriální krve), čímž by se objem krve přesunul na žilní stranu. CO se zvýší především proto, že se zvýší zdvihový objem Frankovým-Starlingovým mechanismem v reakci na zvýšení preloadu, a protože se sníží komorový afterload, což představuje malý posun křivky srdeční funkce doleva.
Pokud by se zvýšila srdeční funkce (není zobrazeno), křivka srdeční funkce by se posunula nahoru a doleva podél křivky cévní funkce. Došlo by však pouze k velmi malému zvýšení CO, protože snížení PRA pod nulu způsobí žilní kolaps, který brání žilnímu návratu, a tím i plnění komory.
Pokud je srdeční funkce oslabená (např, jak k tomu dochází při systolickém srdečním selhání), křivka srdeční funkce se posune dolů a doprava (červená křivka srdeční funkce na obrázku) a intercept se změní z bodu A na B. To ukazuje, že deprese srdce vede ke zvýšení PRA a žilních tlaků spolu s poklesem CO. Pokud je tento útlum srdeční funkce doprovázen také zvýšením objemu krve, žilní konstrikcí (snížení žilní poddajnosti, CV) a arteriální konstrikcí (zvýšení SVR), k čemuž dochází při srdečním selhání, křivka systémové funkce se posune doprava a bude mít menší sklon. Tento rovnovážný stav představuje nový provozní bod (C). Všimněte si, že tyto změny systémové cévní funkce pomáhají částečně obnovit CO (z bodu B do bodu C) navzdory poklesu křivky srdeční funkce. K tomu však dochází na úkor dalšího zvýšení PRA a žilních tlaků.
Revidováno 17. 11. 2017
.