Iontový podklad akčního napětí srdečních buněk: metodiky, fyziologie a vybrané patologie Doc. MUDr. Markéta Bébarová, Ph.D. Doc. MUDr. Milena Šimurdová, CSc. Doc. RNDr. Ing. Jiří Šimurda, CSc. Fyziologický ústav, Lékařská fakulta, Masarykova univerzita Vybrané kapitoly z fyziologie Aorta Superior vena cava Sinoatrial node Internodal pathways Atrioventricular SA node Action potential Atrial muscle AV node LAF Common bundle Bundle branches Purkinje fibers 0 V m (mV) -80 L 'r ^^^^^^^^^^^^ 2 C°iTAS Iontový podklad akčního napětí Iontové kanály Action potential Superior vena cava Sinoatrial node Význam znalostí elektrických vlastností srdečních buněk pro klinickou medicínu Dědičné arytmogenní syndromy Získané arytmogenní syndromy Na podkladě jiných základních onemocnění srdce Vedlejší účinky farmak - Účinky jiných látek, včetně látek návykových Náhlá srdeční smrt Mechanismy účinku antiarytmik J_L I í> ^^^^^^^^^^^^ 2 C°iTAS r Elektrofyziologické metody v kardiológii ""N 1) Organizmus jako celek (EKG) 2) Izolované srdce (Langendorff) 3) Části srdeční tkáně 4) Izolované srdeční buňky 5) Jednotlivé membránové kanály Z/pes D. a Jalife J. (2003) Cardiac Electrophysiology: From Cell To Bedside Elektrofyziologické metody v kardiológii 1) Organizmus jako celek (EKG) 2) Izolované srdce (Langendorff) měřená veličina: nap >ětí (V) | rozdíl potenciálů

<—> pq qrs PA - doba šíření excitace síněmi AH - doba šíření excitace av uzlem HV - doba šíření excitace Hisovým svazkem UROVEN IZOLOVANÉHO ORGANU LANGENDORFFOVO. ZAŘÍZENÍ aorta aortální chlopeň uzavřena prázdné komory T ._ i V i r < i referenční elektroda i F Q i elektrogram nmV] MAP v r zaznamenávaná veličina: NAPETI (jako rozdíl potenciálu) metoda: elektrody zabudované v lázničce nebo epikardiální přísavná elektroda MULTICELULÁRNÍ SRDEČNÍ PREPARÁTY referenční Ag/AgCI elektroda zaznamenávané veličiny: membránové r membránové p lapětí troudy metody: skleněné mikroelektrody--* metoda vnuceného proudu 'eur metoda vnuceného napětí 'volU rent cl amp' ige clamp' ( . « ^ DVE ELEKTROFYZIOLOGICKE METODY ZALOŽENÉ NA IZOLACI SRDEČNÍCH BUNĚK BUNĚČNÁ ELEKTROFYZIOLOGIE ENZYMATICKÁ IZOLACE SRDEČNÍCH BUNĚK Úspěšná disociace srdeční tkáně poskytuje dostačující frakci živých, funkčně nepoškozených buněk, odpovídajících na elektrickou stimulaci: • KONTRAKCÍ • ELEKTRICKOU AKTIVITOU (AKČNÍM NAPĚTÍM a MEMBRÁNOVÝMI PROUDY) IZOLOVANE SRDEČNÍ BUNKY IZOLOVANE SRDEČNÍ BUNKY __^ metody: skleněné mikroelektrody-"",,,,",,,"~ IZOLOVANE SRDEČNÍ BUNKY / Technika patch clamp při měření z celé buňky (whole cell patch cla mo techniaue IZOLOVANE SRDEČNÍ BUNKY membránové napětí membránové proudy zaznamenávané veličiny: membránové napětí membránové proudy metody: skleněné mikroelektrody metoda vnuceného proudu 'current clamp' metoda vnuceného napětí 'voltage clamp' IZOLOVANE SRDEČNÍ BUNKY metoda vnuceného proudu 'current clomp' metoda vnuceného napětí 'voltage clomp' 'm u, r JEDNOTLIVÉ MEMBRÁNOVÉ KANÁLY (molekulárni úroveň) skleněná mikroelektroda jui_nnji±'*' proud jedním kanálem část membrány ('patch') . s jedním kanálem -o zaznamenávaná veličina: proud jedním kanálem v odezvě na vnucené membránové napětí metody: skleněná mikroelektroda metoda 'patch clamp' při měření z jediného kanálu v membráně uvnitř hrotu mikroelektrody Možnosti využití těchto technik Studium elektrických vlastností srdečních buněk za fyziologických i patologických podmínek Studium farmakologického ovlivnění elektrických vlastností srdečních buněk Metody studia elektrofyziologických vlastností