Coronary circulation

Coronary circulation supply oxygen and nutrients to the heart (especially the myocardium). It consist of two coronary arteries (right and left) that supply blood to the heart tissue and coronary veins that lead it away. The supply from the right coronary artery predominates in almost half of the people (45 %). Both arteries are involved in the supply of the heart in the same way in 35% of people and only 20 % of people have a more dominant left coronary artery.

Coronary arteries and veins

 * The right coronary artery distributes blood to the right ventricle, the right atrium, the lower wall of the left ventricle, and the upper posterior portion of the interventricular septum.
 * The left coronary artery is divided into the ramus circumflexus and the ramus interventricularis anterior (RIA):
 * RIA supplies the anterior part of the left ventricle and the anterior part of the interventricular septum
 * r. circumflexus leads blood to the rest of the left ventricle (lateral and upper part) and the entire left atrium

Coronary circulation
Because the coronary arteries do not form anastomoses, this part cannot be bypassed when arterial obstruction occurs. Therefore the tissue behind the artery is subject to ischemia → myocardial infarction. At the level of arterioles, anastomoses exist. If the coronary artery occlusion process is slow, collateral may form and ischemia does not occur.

The venous blood runs mainly through (to the right atrium) the sinus coronarius, into which the vena cordis magna, vena cordis media and vena cordis parva flow. At the heart is a rich capillary network.

Collateral circulation - collaterals are underdeveloped in the heart, but in the case of impaired flow, they can develop a relatively large collateral bed.

Blood flow through the coronary arteries at rest is about 250 ml/min (5 % CO), at maximum physical activity up to 1,250 ml/min (it means this number can increase up to 5 times). Oxygen consumption in the heart is 30 ml/min (8-12% of total consumption). Cardiac cells take oxygen from the blood more efficiently than cells from other tissues.

Hemodynamics
Blood flow is in phases. Especially in the left ventricle, high systolic pressure (lower in the right ventricle) closes the blood vessels. The major proportion of coronary blood flow is in diastole, so the length of diastole limits total flow. This has a negative effect at high heart rates, which shortens the diastole. This decrease is compensated by the vasodilatory effect of increased metabolites production by the more intensively working myocardium. On the other hand, myocardial contractions help the outflow of venous blood from the coronary artery.

Regulation of coronary circulation
Uplatňují se hlavně místní humorální mechanismy.

Metabolic
S rostoucí prací myokardu stoupá metabolický obrat a množství katabolitů (laktát, H+), které pak mají výrazný vazodilatační efekt. Nejdůležitější vazodilatans v případě koronárního řečiště je adenosin. Adenosin se hromadí jako produkt odbourávání AMP, který není dostatečně regenerován na ATP při nedostatku kyslíku. Vazodilatace je vyvolána přes A2 receptor. Dalším vasodilatačně působícím metabolickým faktorem je nedostatek O2. Nepřímo působí vazodilataci v koronárním řečišti sympatikus. Uvolňováním adrenalinu, nebo noradrenalinu (působí na β2- adrenoreceptory) a katecholaminy, které zvyšují metabolický obrat myokardu. Dále působí tyreoidální hormony, léčiva (digitalis) aj.

Regulation by nerves
Vegetativní nervy působí hlavně nepřímo na frekvenci a kontraktilitu. Sympatikus má účinek pozitivní dromotropní a inotropní, parasympatikus pak negativní. Inervaci cév zajišťuje pouze sympatikus (α-receptory – subepikardiální; β-receptory – intramurální a subendokardiální). Nejvíce převažuje metabolický účinek sympatiku.

Related links

 * Vessels
 * Blood flow of heart
 * Venae cordis
 * Heart
 * Frank-Starling mechanism

Mechanical work of the heart
Srdeční sval vykonává práci kontrakcí svých vláken. Práce (v tomto případě) znamená přemístění určitého objemu krve proti určitému odporu (lze vyjádřit tlakem nutným k jeho překonání) – tlakově-objemová práce. Srdce uděluje krvi určitou kinetickou energii – akcelerační práce. Jednotlivé veličiny, z nichž se mechanická práce srdce vypočítává, se v průběhu srdeční akce mění (pro výpočet se počítá s integrálem).

Energetics of cardiac work
Bezprostřední zdroj energie pro myokard představuje ATP, který je hydrolyzován ATPázou uloženou v hlavici myozinu. Energii pro resyntézu ATP získává myokard výhradně aerobně. Spotřeba kyslíku v srdci v klidu činí 0,08 – 0,1 ml O2 na gram tkáně za minutu, cca 24-30 ml/min – asi 10 % celkové spotřeby O2. Při těžké práci se spotřeba zvyšuje asi čtyřnásobně. Spotřebu kyslíku určuje práce izovolumické kontrakce, síla kontrakce a srdeční frekvence. Menší roli hraje práce srdce během relaxace a vypuzovací fáze, aktivace myokardu a jeho bazální metabolismus. Na spotřebě kyslíku se více podílí izovolumická kontrakce než izotonická kontrakce v ejekční fázi systoly (mechanická práce). Spotřeba živin srdcem – vysoký podíl volných MK, schopnost metabolizovat kyselinu mléčnou. Myokard obsahuje kromě ATP také kreatinfosfát – citlivý indikátor dostatečného zásobení srdce živinami a kyslíkem – je bezprostředním zdrojem energie pro resyntézu ATP.