Koronarsirkulasjonen

1 Koronarsirkulasjonen Av Harald Vik-Mo, NTNU / Hjertemedisinsk avdeling, St Olavs Hospital, Trondheim Koronarsirkulasjonen har blodårer som fører oksygenrikt blod til hjarta (koronararterier) og som fjerner blodet etter passasje gjennom hjartemuskelen (hjartevener). Gjennom koronarsirkulasjonen får hjarta kontinuerleg tilført oksygen og næringstoff, og fjerna CO 2 og intermediærprodukt. Nøyaktig kunnskap om anatomi og fysiologi i koronarsirkulasjonen er viktig. Hjarteinfarkt og hjartekrampe (angina pectoris) er sjukdomar i koronararteriene (kransblodårene). Medfødde koronaranomalier kan gje alvorleg hjartesjukdom i barnealderen. Moderne behandling av hjartesjukdom krev nøyaktig diagnostikk og kunnskap om den koronare anatomien. Koronararteriene Koronararteriene (kransblodårane) forsyner hjarta med blod. Det er to koronararterier: Venstre koronararterie Høgre koronararterie Dei store koronararteriane går på overflata av hjarta (epikard) i eit feittlag saman med ei følgevene. Frå dei epikardielle arteriane går det greiner vinkelrett inn i ventrikkelveggen i retning mot endokard. Arteriane endar i arterioler og eit tett kapillærnett. Venstre koronararterie Venstre koronarterie går av frå aorta like over aortaklaffane (sinus aortae) mellom arteria pulmonalis og venstre atrium. Etter 0.5 2.0 cm deler den seg i to store greiner: arteria coronaria descendens anterior og arteria coronaria circumflexa (ramus circumflexus). Arterieavsnittet mellom avgangen frå aorta og delingen blir kalla venstre hovedstamme. Hovedstammen har diameter 3.0 6.0 millimeter.

2 Arteria coronaria descendens anterior (engelsk: left descending coronary artery LAD) går nedover framsida av venstre ventrikkel mot hjartespissen (apex cordis). Arterien går på overflaten i sulcus interventricularis, og blir derfor også kalla arteria anterior interventricularis. Det er to typar greiner frå denne arterien: 1. Septalgreiner som går inn i det interventrikulære septum, og 2. diagonalgreiner som går på overflaten av epikard. Septalgreinene går av frå arterien i ein nær 90 graders vinkel rett inn i interventrikulære septum. Den første store septalgreina går vanlegvis av like etter delinga av hovedtammen, og denne greina har spesielt stor betydning for blodforsyninga av fremste delen av det interventrikulære septum. Diagonalgreinene forsyner venstre ventrikkels frie vegg og papillemuskel. Arteria descendens anterior gjev vanlegvis blodforsyning til om lag 50% av venstre ventrikkel. Venstre koronararterie med hovedstammen og dei to geinene arteria descendens anterior og arteria circumflexa. Sidegreinene til a decsendens anterior er spetalgreiner og diagonalgreiner. Sidegreinene til a circumflexa blir kalla marginalgreiner. Arteria circumflexa - eller ramus circumflexus går i atrioventrikulærfuren til baksida av hjarta. Sidegreinene blir kalla marginalgreiner, og den mest proksimale (første) blir kalla 1. marginalgrein, neste 2. marginalgrein osv. Arteria circumflexa forsyner posterolaterale del av venstre ventrikkel og papillemuskel. Det er spesielt store variasjoner i anatomien til arteria circumflexa, men normalt får om lag 20 % av venstre ventrikkel blodforsyning frå denne arterien. Vanlege variasjonar i anatomien til arteria cicumflexa: Hos om lag 1/3 vil sinusknuten få blod frå arteria cirumflexa. Hos 10-15% vil ei grein frå arteria circumflexa gje blodforsyning til bakre del av interventrikulære septum (arteria descendens posterior. I denne situasjonen vil arteria circumflexa gje blod til 40-50% av venstre ventrikkel.

3. Normale varisjonar i venstre koronararterie Vanlegvis går det av to greiner frå venstre hovedstammme arteria descendens anterior og arteria circumflexa, men ikkje sjeldan går det av ei tredje grein direkte frå hovedstammen såkalla intermediærgrein (ramus intermedius). Denne greina går på overflaten av hjarta og har vanlegvis forløp som ei marginalgrein, men kan også gå som diagonalgrein. Om lag 1/3 har ein slik normal variant med intermedærgrein frå venstre hovedstamme. Høgre koronararterie Høgre koronararterie går ut frå aorta like over høgre klaffesegl i aortaklaffen og går i atrioventrikulærfuren mot høgre side av hjarta. Arterien har diameter 2.5 4.0 millimeter ved avgangen frå aorta. Etter margo acutus deler arterien seg i to greiner. Ei viktig grein går til baksida av det interventrikulære septum og forsyner bakre 1/3 av septum (arteria descendens posterior). Den andre greina forsyner baksida av venstre ventrikkel (bakre ventrikkelgrein eller posterolaterale grein ). Skisse av høgre koronararterie med sidegreiner Blod frå høgre koronararterie forsyner normalt høgre ventrikkel og om lag 30% av venstre ventrikkel. Greiner frå høgre koronararterie blir kalla ventrikkelgreiner. Det er ein del spesielle arteriegreiner frå høgre koronararterie: Conusarterien er ei liten arterie som avgår nær ostiet. Den er viktig fordi den ofte lagar samband kollateraler - med andre arterier som har stenose eller okklusjon.

4 Arterie til sinusknuten (sinusknute arterien). Om lag 60-70% vil få blodforsyning til sinusknuten frå høgre koronararterie, resten frå arteria circumflexa. Atrio-ventrikulær -greina (AV-greina) som er sidegrein til bakre ventrikkelgrein forsyner atrioventrikulærknuten med blod. Variasjonar mellom høgre og venstre koronararterie Hos dei fleste vil arteriegreinene arteria descendens posterior og bakre ventrikkelgrein (posterolateralgreina) gå ut frå høgre koronararterie (hos om lag 70%). Hos 10-15 % er høgre koronararterie lite utvikla (hypoplastisk arterie). Dei to viktige sidegreinene arteria descendens posterior og bakre ventrikkelgrein - vil då gå ut frå venstre koronararterie. Hos enkelte andre kan arteria descendens posterior gå ut frå høgre koronararterie og bakre ventrikkelgrein frå arteria circumflexa. Forsyningsområdet til koronararteriane Venstre koronararterie forsyner venstre ventrikkels frie vegg med unntak av baksida av hjarta som får blodforsyning frå høgre koronararterie. Det er ingen heilt faste forsyningsområde for dei enkelte arteriane, og det er store individuelle variasjonar. Ved den mest vanlege koronaranatomien vil blodforsyninga til venstre ventrikkel fordela seg slik: A desendens anterior 50% A circumflexa 20% Høgre koronararterie 30% Fremste 2/3 av septum blir forsynt gjennom septalgreiner frå arteria descendens anterior, mens bakre 1/3 del av septum blir forsynt frå høgre koronararterie (arteria descendens posterior). Høgre ventrikkels frie vegg får vanlegvis blod frå høgre koronararterie. Dei to papillemusklane får blodforsyning frå kvar sine koronararterier. Den posteromediale papillemuskelen får blod frå arteria descendens posterior som vanlegvis utgår frå høgre koronararterie. Den anterolaterale papillemuskel har vanlegvis blodforsyning både frå a descendens anterior og a circumflexa. Blodforsyninga til papillemusklane er viktig ved mangelfull blodforsyning som ved hjarteinfarkt. Okklusjon av høgre koronararterie kan gje

5 hjarteinfarkt i nedre vegg av venstre ventrikkel med mangelfull papillemuskelfunksjon og derved manglande lukning av mitralklaffen. Praktisk viktig er det at atrioventrikulærknuten vanlegvis får blod frå høgre koronararterie. Derfor ser ein AV-blokk (atrio-ventrikulært blokk i leiingssystemet) spesielt ved hjarteinfarkt i nedre vegg av venstre ventrikkel med tilstopping (okklusjon) av høgre koronararterie. Sinusknuten får vanlegvis blod frå høgre koronararterie (60-70%). Sviktande funksjon av sinusknuten blir derfor ofte sett ved sjukdom i høgre koronararterie (bradykardi, sinusknute dysfunksjon). Framre vegg Høgre ventr. Venstre venstrikkel Figuren viser tverrsnitt av hjarta med forsyningsområdet for venstre (svart) og høgre koronararterie (kvit). Nedre vegg Fordeling av blodstraumen i ventrikkelveggen Fordelinga av blod er ikkje heilt lik gjennom ventrikkelveggen. Indre 1/3 av myokardveggen i venstre ventrikkel dvs den indre sonen som ligg nær ventrikkelkaviteten (subendokardielle myokard), har normalt litt høgare blodforsyning enn dei ytre lag. Dette er fordi metabolismen er større i dette laget og derved behovet for oksygenrikt blod. Det subendokardielle laget av myokard er lettare utsett for skade (meir vulnerabelt) og får lettare for liten blodforsyning enn resten av myokard. Dette har fleire årsaker: Blodforsyninga skjer alltid frå epikard mot endokard. Det ytre lag vil derfor bli prioritert ved lågt perfusjonstrykk. Det er større metabolsk aktivitet og høgare behov for oksygen i subendokard enn i resten av myokard (omlag 20 % høgare oksygenforbruk). Derved vil det lettare oppstå oksygenmangel (iskemi) i vevet.

6 Ved auka diastolisk trykk i venstre ventrikkel, som ved akutt eller kronisk hjartesvikt, vil trykket frå vevet (ekstravasale trykk) kunna komprimera kapillærane og redusera blodstraumen. Den subendokardielle delen av myokard er mest utsett for skade ved for liten blodtilførsel. Ved fall i det diastoliske aortatrykket (lågt blodttrykk, hypotensjon), kort diastole (som ved rask puls - takykardi), stenose i koronararterie, eller ved auka blodtrykk i diastolen i venstre ventrikkel, vil det alltid vera meir markert reduksjon i blodstraumen i subendokardielle (indre lag) enn i subepikardielle lag (ytre lag) av myokard. Mange hjarteinfarkt vil av same årsaker berre omfatta skade i indre del av myokard såkalla subendokardielle hjarteinfarkt eller hjarteinfarkt utan Q-bølge i EKG (non-q infarkt). Ved angina pectoris er det forbigåande (reversibel) mangel på blod (myokardischemi) i det subenodkardielle laget av myokard. Samband mellom arterier: Kollateraler Koronararteriene er endearterier og det er vanlegvis ikkje samband mellom ulike arterier. Kvar enkelt arterie er derfor den einaste kjelda for blodforsyning til den delen av myokard. Redusert eller opphevd blodforsyning gjennom arterien vil derfor kunna ha store konsevenser. Kollateraler er anastomoser mellom koronararteriene utan ei mellomliggjande kapillærseng. Kollateralane har stor betydning først og fremst som alternativ blodforsyning ved mangelfull blodstraum i ei arterie på grunn av tilstopping, til dømes ved hjarteinfarkt. Ved plutseleg tilstopping av ei arterie tar det 24-48 timar før åpning av kollateraler. Dersom det har vore stenose i arterien før den blir tilstoppa, vil det ta kortare tid før kollateralane er opne. Kapillærane er preformerte blodårer som er tilstades ved fødselen, men hos menneske er mengden av slike kollateralar svært ulikt frå individ til individ. Kapillærane har tynn vegg utan glatt muskulatur, og vanlegvis er diameter mindre enn 40 u. Blodstraumen i kollateralane er ikkje autoregulert, og er derfor avhengig av perfusjonstrykket.

7 A A B Okklusjon Okklusjon Figuren viser blodforsyning gjennom kollateraler. A. Okklusjon av arteria descendens anterior ( LAD). Kollateraler gjennom conusarterien frå høgre koronararterie. B. Okklusjon av høgre koronararterie. Kollateraler gjennom septalgreiner i interventrikulære septum frå a desecendens aterior til a descendens posterior i høgre koronararterie. I det normale hjarta med normal blodforsyning blir det sjeldan påvist kollateralar ved koronar angiografi. Sålenge kollateralane går mellom område av myokard utan iskemi og med normalt perfusjonstrykk, vil det ikkje gå blod i dei. Stimuli for opning og vekst av kollateraler er mangel på oksygen i vevet (myokardiskemi). Hos pasientar som har angina pectoris med stenoser i koronararterie, vil repetert myokardiskemi (trening) stimulere opning av kollateraler og ved okklusjon av arterien vil godt utvikla kollateral blodforsyning kunna forhindre utvikling av hjarteinfarkt. Venesystemet i hjarta Venøs tilbakestrøyming av blodet i hjarta går i vener som i hovedtrekk fylgjer koronararteriane, men blodet går i motsett retning. Den største hjartevena ( great cardiac vein ) startar ved apex cordis og venene samlar seg i ei stor vene ved basis av hjarta sinus coronarius.. Mest alt blod frå venstre ventrikkel blir drenert til sinus coronarius. Sinus coronarius er eit stort venesystem som endar i høgre atrium og drenerer venøst blod frå omlag 80-85 % av hjarta. Veneblod frå atriene blir drenert direkte til høgre atrium. Frå høgre ventrikkels myokard blir venøst blod drenert gjennom thebesiske vener direkte til høgre ventrikkel. Sjukdomar knytt til venesystemet i hjarta er sjeldne.

8 Metodar for studie av koronararteriene Det er fleire diagnostiske metodar som blir brukt for studie av koronarsirkulasjonen, men dei viktigaste er: Koronar angiografi Intrakoronar ultralyd Kororonar angiografi Den meste brukte metoden for framstilling av koronararteriene er koronar angiografi med injeksjon av røntgen kontrastvæske i koronararterene under filming. Prinsippet er at røntgenkontrasten inneheld jod-atomar som ikkje slepp gjennom røntgenstråler. Derved blir arterien, som inneheld kontrasten, framstilt fordi resten av vevet slepp gjennom røntgenstålene. Ved gjennomføring av koronar angiografi går ein inn i arterien frå ein arm (arteria radialis) eller lyske (arteria femoralis), og fører ein tynn slange (kateter) til aortarota og inn i ostiet av koronararterien. Der blir det injisert 5-10 ml kontrastvæske i løpet av 2 sekundar samtidig som ein gjennomlyser med røntgenstråler. Skisse av kateterføring ved koronar angiografi med injeksjon av kontrast i høgre koronararterie. Koronar angiografi blir utført for å avdekke anomalier eller sjukdom i koronararteriene. Indikasjonane er vanlegvis angina pectoris (hjartekrampe), akutt koronarsyndrom inkludert akutt hjarteinfarkt, brystsmerter av uklar natur eller mistanke om medfødd hjartefeil.

9 Koronar angiografi har ein viss risiko for komplikasjonar og vanlegvis blir angiografi berre utført ved indikasjoner der pasienten potensielt kan få behandling, som t d før koronar bypasskirurgi eller koronar angioplastikk. Intrakoronar ultralyd Arterieveggen kan framstillast ved bruka av ultralyd. Ved den teknikken blir ein liten ultralydkrystall ført inn i koronararterien og ved rotasjon av ultralydkrystallen 360 grader vinkelrett på lengdeaksen kan ein få framstilling av arterieveggens ulike lag og påvise aterosklerose. Høgfrekvente ultralydbølgjer blir reflekterte frå karveggen og sendt tilbake transducer Elektronisk prosessering av dei reflekterte bølgene til bilete Adventitia Media Lumen Kateter Artefakt frå wire Teknikken blir brukt for å diagnostisere aterosklerose inne i arterieveggen. Aterosklerosen blir framstilt som avleiring av materiale like under endotelet. Teknikken blir også brukt ved behandling av stenoser i arteriene med utblokking (koronar angioplaastikk) og innsetting av stent. Sjukdom i koronararteriene Dei mest vanlege sjukdomar i koronararteriane er: o Medfødde koronaranomalier o Aterosklerotisk koronarsjukdom o Systemsjukdomar Medfødde koronaranomalier 1-2% av pasientene som gjennomgår koronar angiografi har ein medfødd anomali i koronararterien, og dei fleste er benigne. Den mest vanlege anomalien er separate ostier for

10 arteria circumflexa og arteria descendens anterior. Arteria circumflexa kan ha separat avgang frå aorta eller avgå frå høgre koronararterie. Potensielt alvorlege anomalier finn ein ofte saman med andre medfødde hjartefeil. Ved Fallots tetrade finn ein ikkje sjelden ei stor conusarterie og arteria descendens anterior med avgang frå høgre koronararterie. Ved transposisjon av dei store kara er ulike varianter av koronaranomalier vanlige. Avgang av koronararterie frå arteria pulmonalis er vanlegvis ein isolert anomali og kan gje hjarteinfarkt i nyfødtperioden sidan venøst surstoff-fattig blod kjem over i koronarsirkulasjonen. Medfødd fistel mellom arteria descendens anterior og arteria pulmonalis kan gje intrakardial shunt og gje symptom på mangelfull blodforsyning i vaksen alder. Aterosklerotisk koronarsjukdom Ved angina pectoris er det som regel stenose (forsnevring) i ei eller fleire koronararterier som gjev redusert blod til forsyningsområdet. Hjarteinfarkt skuldast som regel okkludert (tett) koronararterie slik at forsyningsområdet blir utan tilstrekkeleg blodtilførsel. Aterosklerose er sjukdom i arterieveggen med avleiring av feittstoff, sekundær reaksjon i arterieveggen og i seine stadier avleiring av kalk. Den aterosklerotiske prosessen i arterieveggen fører til at arterieveggen buler inn i lumen slik at lumen blir trangare (stenose) eller fullstendig tilstoppa. Høgre koronararterie trombe Venstre koronararterie CX LAD Høgre koronararterie med stenose og trombe (pil), og venstre koronararterie med subtotal stenose proksimalt i arteria descendens anterior (LAD)

11 Koronar aterosklerose er synleg ved koronar angiografi som forsnevring (stenose) i arterien, okklusjon (tett blodåre), utviding av arterien (ektasi), lokalisert utposning (aneurysme) eller som uregelmessig kontur i arteriveggen. Systemsjukdomar Aneurysme Biletet viser venstre koronararterie med utviding (dilatasjon) proksimalt både i arteria descendens anterior og i arteria circumflexa. hos eit barn med Kawasakis syndrom. Fleire systemsjukdomar kan også gje sjukdom i koronararteriene. Ein relativ sjeldan barnesjukdom, Kawasakis syndrom, kan gje affeksjon av koronararteriene med ektatisk utviding i sentrale deler av dei store koronararteriene. Sjukdomen kan også bli påvist i vaksen alder som tilfeldig funn eller ved at det blir utvikla stenoser.