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/_m 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.blogspotxom/-r3lsX9XBJeg/TbdnDjCoe6l/AAAAAAAAAsg/bRfw5bo6hY8/sl600/Coronary+arteries.jpg Koronárni oběh Diastola Systole _A_ Diastole aortální tlak průtok krve levou arterií průtok krve 80 r 60 pravou 40 koronárni koronárky se plní v diastolické fázi srdečního cyklu, protože během systoly jsou cévy utlačeny kontrakcí svalu hnací silou je tedy diastolický tlak žilní krev ústí do pravé síně (70%) nebo rovnou do komor větší průtok je levou koronárkou dobře vyvinutá metabolická autoregulace (dilatace cév při zvýšene zatezi) Méně výhodné perfúzní poměry pro subendokardiální vrstvy Epikardiální tepny Transmurální tepny Arterioly Subendokardiální plexus http://www.kardio-czxz/data/clanek/699/dokumenty/27-patofyziologie-srdecni-ischemie.pdf Metabolické nároky srdce • Jen oxidatívni fosforilace - maximalizace tvorby ATP • Vysoké množství mitochondrií (zdroj 90 % ATP) • Spotřeba • Svalová kontrakce - 60 - 70 % ATP • Ca-ATPáza sarkoplazmatického retikula, další pumpy - 30 - 40 % • Srdce je jako domácí prasátko, zpracuje, co se mu dává • V klidu • 60 % volné mastné kyseliny, triglyceridy • 35% sacharidy • 5% ketolátky • 60 - 90 % acetyl_CoA z beta oxidace (zbytek glykolýza) • Substráty pro glykolytickou dráhu (glukosa a glykogen) pocházejí z exogenních zdrojů • Za normálních okolností (mimo ischenii a max výkon) metabolizuje laktát • Za anaerobních podmínek (ischémie) se pyruvát redukuje na laktát -anaerobní glykolýza. • Srdce během hladovění nebo špatně léčeného diabetu využívá a oxiduje ketolátky (stávají se hlavním substrátem) Metabolické nároky srdce - ischemie Za anaerobních podmínek (ischémie) se pyruvát redukuje na laktát -anaerobní glykolýza Stačí malá ischemie pro narušení metabolismu Ztráta kontraktilní funkce, arytmie, smrt buněk Pokles pomeru ATP/AD P, Hromadění AMP, produkty metabolismu nejsou odstraňovány (laktát, NADH+, H+), acidóza poškozuje metabolismus a kontraktilitu Uvolnění troponinu z cytoplazmy myocytů - marker IM Další markery • Kreatinin kynaza (CK) • Izoenzym glykogenfosforylasy (GPBB) • myoglobin 45 40 c 35 o % 30 _ U 25 t— 5 u 20 > 4—' 15 — DĹ 10 5 0 Relevant diagnostic 5 10 Time after onset of chest pain 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_20 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 >Z(sagittaJ) QRS.U EKG - hrudní svody (unipolární) • Spojení hrudní elektrody (aktivní, kladné) s Wilsonovou svorkou (záporná, neaktivní) EKG - 12 svodové EKG aVF 3 Einthovenovy svody (bipolární)-l, II, III 3 Golgbergerovy augmentované svody (unipolární) - aVL, aVR, aVF 6 hrudních svodů (unipolární) aVR VI V4 aVL V2 V5 aVF V3 V6 I L 90° Elektrická osa srdeční 120 aVL -30 Elektrická osa srdeční: průměrný směr elektrického vektoru srdečního v průběhu depolarizace komor: QRS komplexu (lze odhadnout podle velikosti kmitu R) Srdeční osa fyziologicky směřuje dolu, doleva, dozadu Rozmezí fyziologické: Střední typ 0°-90° Levý typ -30° - 0° Pravý typ 90°-120° Deviace doprava: > 120 ° (hypetrofie LK, dextrokardie) Deviace doleva: < -30° (hypetrofie LK, těhotenství, obezita) 90 Elektrická osa srdeční aVL -30 120 90 Všimněte si vzhledu EKG ve svodu II a aVR. Oba svody se dívají na elektrickou srdeční aktivitu z podobného úhlu (odchylka jen 30°), ale aVR má opačnou polaritu (dívá se na srdce vzhůru nohama v porovnání s II). Proto jsou svody II a aVR podobné, jen vůči sobě zrcadlově obrácené. aVR má obvykle negativní T a P Díky jinému vzhledu má QRS v aVR a II svodu různý zápis. Čili, stejný elektrický děj v srdci má různý zápis jen díky tomu, že si kdysi elktrokardiologové řekli, že se jim líbí takováhle polarita svodů (a nebo způsob zápisu). Určení elektrické osy srdeční RR 850 ms Seiva Servis Praha Určení elektrické osy srdeční (frontálni rovina, pro depolarizaci komor) součet výchylky výchy,ek QRS Q = -l R = 6 S = 0 QRS QRS = 5 Zápis QRS qR Q=-l R = 17 QRS = 15 S = -l qRs iRs QRS = -10 rSr Q=0 R = 10 QRS = 9 S = -1 Q=l R = -11 S = 0 Q = 0 R = -3 S = 0 Q = -l R = 13 QRS = 11 qRs S = -1 QRS = -3 qr' Pro zjednodušení výpočtu výchylek je Q první kmit, R druhý kmit a S třetí kmit Určení elektrické osy srdeční - postup z praktik Určení elektrické osy srdeční-jiný postup iVL aVL -3(ľ I 0' I 1 L-/ aVR 30° Určení elektrické osy srdeční-jiný postup aVL-30 I 0 aVR 30 Do růžice svodů si zakreslete součty jednotlivých QRS z končetinových svodů. Propojením svodů vznikne křivka podobná vektokardiogramu. Není to ovšem přímo vektokradiogram (ale skoro ©), protože toto je vytvořeno jen ze součtů výchylek QRS. Tohle konkrétně po vás nebude nikdo ke zkoušce chtít. Je to jen pro pochopení. Lze totiž použít jednodušší metodu.... El. osa srdeční = 70' výchylky součet QRS QRS Najděte svod s největším a nejmenším součtem výchylek (jen tak od oka) - tyto svody budou na sebe kolmé. Úhel svodu s největším součtem QRS bude určovat přibližně el. osu srdeční. Nebude to dokonale přesné, ale to v praxi ani není potřeba. aVL -30' I 0' aVR 3(ľ El. osa srdeční o něco víc než 60° (protože QRS aVL je lehce záporné) Určení elektrické osy srdeční-jak to dopadlo podle počítače? Averaged QRS complex 25 mm/s 10 mm/mV Um aVR VI i- V4 Amplitudes [mV] P+ P- Q R S R' S' J ST40 T+ T- I 0.06 - - 0.40 -0.09 - - 0.03 0.03 0.28 - II 0.05 - -0.14 1.40 -0.12 - - 0.03 0.05 0.48 - III 0.02 -0.03 -0.16 1.10 -0.07 - - 0.01 0.02 0.21 - aVR - -0.05 - 0.07 -0.85 0.09 - -0.03 -0.04 - -0.37 aVL 0.04 - - 0.11 •0.40 0.05 - 0.01 0 0.04 - aVF 0.03 - -0.15 1.25 -0.09 - - 0.02 0.03 0.34 - VI 0.02 -0.02 - 0.41 -1.02 0.09 - 0.08 0.03 - -0.18 V2 0.05 - - 0.63 -1.10 - - 0.11 0.11 0.30 - V3 0.06 - - 0.59 -0.92 - - 0.09 0.15 0.42 - V4 0.05 - -0.09 1.55 -0.26 - - 0.04 0.07 0.58 - V5 0.04 - -0.16 1.43 -0.14 - - 0.02 0.05 0.51 - V6 0.04 - -0.15 1.12 -0.13 - - 0.01 0.04 0.37 - Určení elektrické osy srdeční-jak to dopadlo podle počítače? Averaged QRS complex HR [l/min] 58 Amplitudes [mV] P+ 0.06 P- 0.40 -0.09 R' S' 0.03 ST40 0.03 QEKBIDGCIB S +0:05 +0:07 +0:08 T+ 0.28 0.48 0.21 0.04 0.34 0.30 0.42 0.58 0.51 0.37 -0.37 -0.18 nor lor 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 Rytmus Sinusový rytmus - před každým QRS je přítomna vlna P - vzruch začíná v SA uzlu, ne na něj navázaná depolarizace komor Junkční rytmus - nejsou přítomné normální vlny P před QRS - vzruch začíná v AV uzlu, nízká srdeční frekvence, ale normální QRS (v komoře se vzruch šíří normálně) Terciální rytmus - nejsou přítomné vlny normální P vázané na QRS, vzruch začíná někde v komorách - deformované QRS, hodně nízká srdeční frekvence, například AV blok III. stupně repolarizace síní P - depolarizace síní JI AV blok III. stupně - komory si jedou terciální rytmus, síně si jednou svůj rychlejší rytmus určený SA uzlem, který se ale nepřevádí do 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 dvojcípé chlopně (aortální je zavřená) systolický objem (70 ml) End-systolický End-diastolický objem objem uzavření dvojcípé 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 Tak jak se cítíte? 7. Perfuzní scintigrafie mozku Bez přípravy. Doba vyšetření 90 minut. 8. Průkaz mozkové smrti Na toto vyšetření se nemůžete sami objednat 9. Zobrazení dopaminových transportérů v mozku - DAT scan Nutná blokáda štítné žlázy. Doba vyšetření 4 hodiny. 10. Statická scintigrafie ledvin Dostatečná hydratace před vyšetřením. Doba vyšetření 3,5 hodiny.