Fyziologie srdce * i A KEEP CALM AND... 11* a ...ok, not THAT calm ! 1 V Funkce Srdce je pumpa : Funkcí srdce je přečerpávání (pumpování) krve do cévního systému. Protože cévní systém je uzavřený, srdce vytváří klesající tlakový gradient na začátku a na konci cévního systému, který je hnací silou pro tok krve cévami. Srdeční aktivita • Elektrická - srdeční buňky jsou schopné vytvářet akční potenciál a vést vzruch (EKG, VKG,...) • Mechanická - pumpa, kontrakce srdečního svalu (FKG, TK, pulzová vlna, ultrazvuk) Morfologie trochu komplikovanější, než se zdá.... Morfologie - stavba srdce Pravé a levé srdce jsou sériově zapojené pumpy, (pravé srdce - plíce - levé srdce - velký oběh - ....) Pravá komora Adapted from CorelDraw 9Library http://wwwipnotebookxom/_media/CvAnatomyHeartApicalFourCham Morfologie - koronárni řečiště „ Superior vena cava Aortic semilunar valve Right atrium pravá koronárni tepna Posterior- interventricular artery Right marginal artery-2 Right ventricle- ) aorta Pulmonary trunk Levá koronárni tepna uch cín lui 11 Circumflex artery Anterior interventricular artery Left ventricle Věnčité (koronárni) tepny vystupují z aorty (za chlopní) a zásobují srdeční sval krví. Hustá kapilarizace - poměr počtu svalových vláken ku kapilárám je cca 1:1. Žilní krev ústí do pravé síně, některá rovnou do komor. http://4.bp.blogspot.com/-r3lsX9XBJeg/TbdnDjCoe6l/AAAAAAAAAsg/bRfw5bo6hY8/sl600/Coronary+arteries.jpg Nelamte lidem srdce. Mají jen jedno. Lamte jim kosti. Mají jich 206. HiTRÁDi Z) Morfologie - převodní systém srdeční • Tvorba a přednostní vedení akčního potenciálu • Synchronizace a koordinace vedení vzruchu srdcem Sinoatriální uzel (SA) Preferenční sinové dráhy Atrioventrikulární uzel (AV) Histologie • Vlastnosti srdečních buněk: excitabilita, kontraktilita, vodivost, automatičnost, rytmičnost • Buňky převodního systému (primárně tvorba a vedení AP, sekundárně kontrakce) • Buňky pracovního myokardu sinového a komorového (primárně kontrakce, sekundárně vedení AP) • Další pojivové tkáně, vlákna (kolagenní, elastická), cévy,... Myokard • Příčně pruhovaný srdeční sval s (aktin a myozin, mnoho mitochondrií, sarkoplazmatické retikulum - zásobník Ca2+) • Interkalární disky - spojení svalových vláken * • Nexy (gap junction)- kanály mezi buňkami, průtok iontů, , , r ,v , Interkalární disk vedeni vzruchu - funkční syncytium http://medcell.med.yale.edu/histology/muscle_lab/images/quiz5.jpj Akční potenciál - pracovní myokard Na kanál se uzavřel Fáze 1-Pomalé otevírání Ca kanálů pomalé zavírání Ca kanálů Fáze 2-Fáze ^to^ Faze 3_ Repolanzace Fáze 4 -Zavření K kanálů cas Otevření napěťově řízených kanálů vstup Na do buňky Klidový potenciál - záporné napětí na membráně (cca - 90 mV) Jedině v tomto období je možné vyvolat depolarizaci a AP Akční potenciál (AP) • V průběhu AP nelze vyvolat další depolarizaci, buňka je v refrakterní fázi, čímž brání vzniku tetanického stahu • Má několik fází • Depolarizace • Fáze plato - její hlavní funkcí je prodloužení refrakterity buňky (absolutní refrakterita, nelze vyvolat další AP) • Repolarizace - relativní refrakterita (další příchozí AP může vyvolat následnou depolarizaci, která je však patologická) Akční potenciál - pracovní myokard Akční potenciál (AP) • Depolarizace - vstup Na+ do buňky (Na je depolarizačním iontem, rychlý) • Fáze plató - vstup Ca2+ do buňky a výstup K+ z buňky (zároveň pumpování Na+ a Ca2+ z buňky) • Repolarizace - výstup K z buňky (zároveň pumpování Na+ (Na/K - ATPáza) a Ca2+ z buňky (Ca-ATPáza)) Pozn: lonty vstupují a vystupují kanálem pasivně po kone. a el. gradientu. Pumpování iontů je aktivní děj, většinou proti gradientu > E *u CL > O c -ro -O E QJ "O T3 =3 O i_ CL u Akční potenciál pracovního myokardu c O *3 >QJ CL 100 200 2 0 -2 -80 ■100 .- výstup 100 200 Čas [ms ._ vstup ..... Čas [ms Akční potenciál - pacemakerová buňka (sinoatriálního uzel) Nemá stabilní klidový potenciál (prepotenciál) • dochází k pomalé depolarizaci způsobené vstupem Ca2+ a Na+ do buňky pomalými kanály Akční potenciál (AP) • k vlastní rychlé depolarizaci dochází, když prepotenciál překročí práh (- 40 mV) • Depolarizace - vstup Ca2+ do buňly (vápnik je depolarizačním iontem, je pomalejší) • Repolarizace - výstup K z buňky (zároveň pumpování Na+ (zároveň pumpování Na+ (Na/K - ATPáza) a Ca2+ z buňky (Ca-ATPáza)) Pozn: lonty vstupují a vystupují kanálem pasivně po kone. a el. gradientu. Pumpování iontů je aktivní děj, většinou proti gradientu Pomalý depolarizační prepotenciál umožňuje rytmické vznikání AP v SA uzlu - pacemaker Podobný tvar AP má buňka AV uzlu > E "o c OJ Q. f C -(U -Q E o T3 =3 O Q. u c O >0J Q. (TJ .N _l_2fj Akční potenciál SA uzlu Tnestabilní °._kl. pot. g -20-- -40- -60-- -80-- o------Ä # % práh 100 2 0 -2 -80 -100 100 200 200 Akční potenciál pracovní a pacemakerové buňky Pracovní myokard • Stabilní klidový potenciál (-90 mV) • Sodíkový depolarizační proud Pacemakerová buňka • Nestabilní klidový potenciál (-60 až -40 mV) • Vápníkový depolarizační proud +20 'o c (D -t-> O Q. > O C i— _Q E Akční potenciál pracovního myokardu Akční potenciál SA uzlu O U > O > 120 ° (hypetrofie LK, dextrokardie) Deviace doleva: < -30° (hypetrofie LK, těhotenství, obezita) 90 EKG křivka EKG (II svod): • P: depolarizace síní Úsek PQ: síně jsou depolarizované, komory se ještě nezačaly depolarizovat Q: první negativní kmit QRS komplexu (depolarizace komorového septa) R: první pozitivní kmit QRS komplexu (depolarizace srdečního hrotu) S: negativní kmit následující po R (depolarizace bazálni části LK) Usek ST: komory jsou depolarizované a ještě se nezačaly repolarizovat • P: repolarizace komor Název Umístění a popis Fyziologické pozadí Norma Vlna P První kulovitá vlna (Negativní i pozitivní) Depolarizace síní 80 ms Interval PQ Interval od počátku vlny P po počátek Doba od aktivace SA 120-200 (PR) kmitu Q (nebo i R pokud není přítomna Q > uzlu po aktivaci Purkyňových vláken ms Úsek PQ (PR) Konec vlny P do začátku Q (nebo R nebo pokud není Q kmit přítomen) Kompletní depolarizace síní, převod z AV uzlu na komory 50-120 ms Kmit Q První odklon od osy dolů Depolarizaci septa a papilárních svalů. - Komplex QRS Začátek kmitu R ,kmit R až konec kmitu S Depolarizaci komor 80-100ms Kmit R Výchylka směrem nahoru bez ohledu nato, zda jí předchází či nepředchází kmit Q Depolarizace komor - Kmit S Odklon od izolinie směrem dolů, následující vlnu R, nezávisle na tom, zda ji předchází nebo nepředchází vlna Q. Šíření vzruchu na komory Úsek ST Interval izoelektrické linie mezi koncem QRS komplexu a začátkem vlny T Kompletní depolarizace komor 80-120 ms Interval QT Začíná kmitem Q ( nebo R pokud Q není přítomno) a končí koncem vlny T Elektrická systola < 420ms Vlna T Druhá kulovitá vlna (negativní i pozitivní) Repolarizace komor 160 ms Srdeční cyklus - střídání systoly a diastoly síní a komor • systola: kontrakce Chlopně jsou jednosměrné, uzavírají se, když • diastola: relaxace Je tlakový gradient „protisměrný" • depolarizace síní —» systola síní - krev je dopumpována do stále relaxovaných komor • depolarizace komor —» systola komor • systola komor: • izovolumická kontrakce - stoupá tlak v komorách ale krev ještě není vypuzována • začíná zavřením síňokomorových chlopní (tlak v komoře větší než tlak v síni) • Končí otevřením aortální a pulmonální chlopně (tlak v komorách se vyrovná tlaku v aortální a pulmonální tepně = diastolický tlak) • ejekční fáze - krev je vypuzována do tepen (tlak v komorách větší než v tepnách) • Začíná otevřením aortální a pulmonální chlopně a končí jejich uzavřením • diastola komor: • izovolumická relaxace - klesá tlak v komorách (menší než v tepnách), ale komory se ještě neplní • Začíná uzavřením aortální a pulmonální chlopně a končí otevřením síňokomorových chlopní (komorový tlak klesne pod sinový) • fáze plnění - otevírají se síňokomorové chlopně a krev teče po tlakovém gradientu do komor • Na začátku fáze rychlého plnění komor • Ke konci depolarizace a systola síní —» doplnění komor • depolarizace a systola komor.... Srdeční cyklus P-V diagram (levá komora) tlak (mmHg) 120 + STK (maximální tlak v komoře i aorte) 100 " 80 " 12 " uzavření aortální chlopně (dvojcípá je uzavřená) DTK - otevření aortální chlopně (dvojcípá je uzavřená) otevření dvojcípá chlopně (aortální je zavřená) systolický objem (70 ml) End-systolický End-diastolický objem objem uzavření dvojcípá chlopně (aortální je zavřená) ] objem (ml) Srdeční cyklus P-V diagram (levá komora) tlak (mmHg) 120 + STK (maximální tlak v komoře i aorte) 100 " 80 " 12 " DTK - otevření aortální chlopně (dvojcípá je uzavřená) PSi_ O E o > fU dp/dtn STK Indexy kontraktility odvozené z izovolumické fáze systoly V praktikách jste dělali průměrnou rychlost nárůstu tlaku během izovolumické i * i Ar>iA+ DTK—EDP kontrakce aP/at = —- 1 čas IVK Častěji se však používá dP/dt max- nejvyšší rychlost nárůstu tlaku v komoře za čas Srdeční komora by měla vyvinout za krátký časový úsek dostatečný tlak, takže porucha kontraktility povede ke snižování těchto indexů. Pozn. d znamená diferenci (u nespojitých veličin) nebo derivaci (u spojitých veličin), takže dTznamená změnu tlaku, dt znamená změnu času. Často se využívá znaku delta A end-diastolickýtlak cas Metody vyšetření srdce • Fonokardiografie - vyšetření srdečních ozev • Echokardiografie - 2D, 3D, 4D, dopler • Katetrizace - měření tlaků, teploty, průtoku, objemů, biopsie • Jiné zobrazovací metody - MRI, rentgen, CT JPEG 6.32:1 Q=90 (lossy) LA Lt Atrium RV Rt Ventricle LV Lt Ventricle