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McGill University
CHEM 183
Kevin Francis Casey

CHEM Lecture 10/22 Historically the heart has fascinated societies • The Egyptians would put the heart back in the body after mummification • The Romans though that the heart ,manufactured blood • Davinci drew incredibly accurate drawings of the heart that are still applicable  today  William Harvey  • British physician, recognized that the heart didn’t manufacture blood, but it was a  pump that circulated blood around the body • 2 main functions= pump out blood into the lungs to be oxygenated and then it  would circulate oxygenated blood throughout the body  The heart • Pumps 5­6 litres of blood every minute through 100,000 km of blood vessels • Beats up to 2.6 billion times a lifetime  • Arteries carry oxygenated blood, veins carry deoxygenated blood  • Vena cava is the largest vein in the body, comes back to the heart after collecting  used blood from all over the body and back into the heart • Blood vessels become smaller and smaller until they become tiny capillaries  (blood vessels can only pass through one at a time) There are many things that can go wrong with the heart…  • Failure to pump enough blood − Cells are starved of oxygen • Impairment of electrical activity − Irregular heart beats • Reduced flow of blood through coronary arteries  − Heart won’t get enough oxygen and won’t pump properly • Improper functioning of the heart valve  − Can lead to heart disease • Most of the time it works well… These problems a rise when… (risk factors) • Family history  − If there’s heart disease in your family than your chances increase  exponentially • Overweight  • Diabetes • High cholesterol • High homocysteine levels • Inflammation  • Crease in ear lobe means that you are at a higher risk for heart disease • Bald men have a higher risk for heart disease (hormone levels)  • Prior to menopause risk of heart attack in men is 10x greater than women − Heart disease is the number 1 killer of women − Why do women’s risk increase after menopause? − Many people thought that estrogen levels must be related, however after  controlled trials it was determined that there is no relationship • Link between heart disease and smoking is greater than the link between cancer  and smoking Diabetes  • More likely to develop diabetes if you are overweight  • Diabetes is when you have too high of a level of glucose in the blood • How do you know if you have high blood glucose?  − You measure it (there’s no symptoms, etc.) − Glucose can be measured in mg /dL or mmol/L − Mmol/L x 18= mg/dL or mg/dL  ÷ 7= mmol/L • Fasting blood glucose − Diabetes >7 mmol/L − Prediabetes 5.5­7 mmol/L  • Oral glucose tolerance  − Diabetes >11 mmol/L − Prediabetes 7.8­11 mmol/L • Diabetes is not associated with symptoms although double vision and excessive  thirst/urination can be signs • The best way for a diabetic to keep up to date with their treatment is to measure  haemoglobin A1c (average blood sugar over 2­3 months)  − Less than 7% saturation of haemoglobin with glucose means the diabetes is  under control • You can also measure glucose form a drop of blood Ideal Optimal Sub­Optimal Inadequate Fasting/pre­meal 4­6 4­7 7.1­10 >10 1­2 hours post meal 5­8 5­10 10.1­14 >14 • Up to 50% of prediabetes will develop diabetes in 5­10 years  Cholesterol  • High levels of cholesterol is a risk factor (cholesterol is a necessity in moderation) • Approx. 1/3 of all heart attacks and strokes can be avoided in people at high risk  by using statin drugs to lower cholesterol  − Statin drugs are the classic drugs used to lower cholesterol levels − The more risk factors you have the more important this is • Statin drugs interfere with an enzyme that interferes with the formation of  cholesterol in the liver −  They can cause severe muscle aches and can also interfere with liver function Homocysteine  • Another risk factor that used to get a lot of play in the media  • Homocysteine is a molecule that seems to be higher in people who suffer from  heart attacks − It’s broken down in the blood by the presence of B vitamins • It turns out that homocysteine is not a cause of heart disease, but it is associated  with it − Whatever factors cause heart disease also cause homocysteine levels to raise  Inflammation  • Inflammation inside the coronary artery is a risk factor for heart disease • Inflammation in the coronary artery creates deposits that increase your likelihood  to have a heart attack • C­reactive protein can be measured by a blood test, and it gives you a guide to  whether or not there is a risk of inflammatory conditions/heart disease − High levels of C­reactive protein (>100 mg/L) = high risk of heart disease There was a theory about bacteria causing heart disease… • This is not that farfetched especially after it was discovered that 80% of ulcers are  caused by bacteria • However it was later determine that bacteria did not cause heart disease Hypertension • Hypertension is an important risk factor for heart disease • Hypertension is when you have continuous high blood pressure • Blood pressure always has 2 numbers involved=systolic/diastolic − The systolic pressure is always higher than the bottom number because it  represents the blood pressure when the heart is actively pumping − The diastolic pressure is the pressure in between beats − The average for a healthy human= 120mm Hg/ 80mm Hg − Systolic > 135 and diastolic > 90 = hypertension • Blood pressure must be measured several times before someone can be diagnosed  with hypertension, this is because people get nervous around doctors so their  blood pressure increases (white coat hypertension)  • How to reduce blood pressure… − Exercise can lower hypertension (30 minutes everyday) − DASH diet (dietary approach to stop hypertension): a diet high in whole  grains, fruits, vegetables, low­ fat dairy, and restricted in fat − Bananas are good because they are high in potassium (large factor in lowering  blood pressure) − Sodium causes the body to retain more water which means there is more  liquid in the blood which means translates to higher blood pressure  • How to treat hypertension…  • If you turn to medication because none of the other things work it is agreed that  medication should be taken in this order: 1. Diuretics − Make it difficult for the kidneys to retain water and salt, which are then  filtered out into the urine, increasing the amount of urine reduces the amount  of fluid in the bloodstream, and lowers blood pressure − Diuretics reduce the amount of potassium in the body, so you must be aware − Dyazide is a popular diuretic  2. ACE inhibitors − Block the formation of angiotensin II which increases blood pressure − Vasotec is a popular ACE inhibitor  3. Beta blockers (block the reaction of adrenaline)  − Block the adrenaline from entering receptor sites, which means the hear  doesn’t work as hard, which reduces blood pressure  − Inderal is a popular beta blocker 4. Calcium channel blockers − Calcium channel blockers block the entry of calcium into cells, this eliminates  the constriction of the blood vessels, which decreases blood pressure − Popular calcium channel blocker is Adalat CR 5. Angiotensin II receptor antagonists − Instead of blocking the formation of angiotensin II like ACE inhibitors, they  block the receptor sites for angiotensin II, which decreases blood pressure − Popular angiotensin II receptor antagonist is Diovan If you don’t pay attention to the risk factors it can lead to angina… • Angina happens when the heart is starved of oxygen, and leads to severe chest  pain  • The heart is surrounded by a number of blood vessels, the major arteries that feed  the cells of the heart are called the coronary arteries • 3 major coronary arteries: left descending coronary artery, right descending  coronary artery, circumflex artery­ each of these originate from the aorta, − A blockage in one of these arteries means that the cell below it won’t receive  oxygen, if this occurs for too long the cells will die • It is actually the lining of the blood vessels in which the deposits build up that  cause the blood vessel to balloon out= less blood flow= less oxygen • When  the blood  vessel balloons out it can actually burst. When it bursts the body perceives that as  an injury. The body sends platelets to the seen which form a blood clot, when this  happens inside the coronary artery the blood clot can stop the flow of blood and  this causes a heart attack • Angina means that there isn’t sufficient blood flow, very often it will be:  − Exercise induced: when you’re exercising the body requires more oxygen  − At rest (vasospastic/unstable): more serious because it means there is a greater  degree of blockage in the artery  • Various ways to diagnose how efficient the heart is working: − Stress test: monitors electrical activity in the heart while engaged in exercise  − Dye injection: blood vessels of the heart can be visualized through dyes to see  if there is blockage • If you have angina the first treatment necessary is… • Nitroglycerin: causes dilation of the blood vessels  − Nitroglycerin ointment: if someone is prone to angina and they are going to do  an activity that they know will trigger the angina they can rub an ointment on  the body. This is dangerous because if you do suffer a heart attack when you  have nitroglycerin on your body (same material found in explosives) you can  explode if a defibrillator is used  − Nitroglycerin patch: a patch you can stick on that will slowly release  nitroglycerin. Nitroglycerin dilates blood vessels everywhere in the body so it  can cause headaches − Nitroglycerin pills: attempt to prevent angina, because it keeps the blood  vessels dilated constantly. Only used when the first 2 don’t work − Nitroglycerin spray: can spray when having an angina attack • Beta­blockers: taken regularly to prevent an attack.  • Calcium antagonists: taken regularly • Arginine: arginine combines with hydrogen peroxide
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