MECHANIKA SRDEČNÍ ČINNOSTI SRDCE JAKO PUMPA SRDEČNÍ CYKLUS SRDEČNÍ SELHÁNÍ SRDEČNÍ VÝDEJ, MINUTOVÝ OBJEM (SV, MO) SV SF SO SV = SF x SO KORONÁRNÍ PRŮTOK EDV Žilní návrat Compliance Aortální tlak LK = PK AUTOREGULACE síly stahu • HETEROMETRICKÁ - Starlingův jev • HOMEOMETRICKÁ - Frekvenční jev SO = EDO - ESO EJEKČNÍ FRAKCE EF = EDO – ESO / EDO 5l/min 70ml > 60% KONTRAKTILITA • schopnost myokardu se stáhnout • závisí na:…………………………….. REGULACE • sympatikus • parasympatikus SRDEČNÍ REZERVA = maximální SV / klidový SV KORONÁRNÍ REZERVA = maximální KP / klidový KP CHRONOTROPNÍ REZERVA = maximální SF / klidová SF OBJEMOVÁ REZERVA = maximální SO / klidový SO SRDEČNÍ INDEX = MV / povrch těla 3,5 3 - 5 1,5 4 - 7 KP = koronární průtok SRDEČNÍ REZERVA MV (l/min) ZÁTĚŽ (W/kg) ATLETICKÉ SRDCE FYZIOLOGICKÁ ODEZVA SRDEČNÍ SELHÁNÍ 1 2 3 4 10 20 30 Příčně pruhovaný srdeční sval Kosterní, srdeční a hladký sval – časové souvislosti mezi AP a kontrakcí Příčně pruhovaný kosterní sval Hladký sval Akční potenciál (AP): cca 250 ms Kontrakce svalu: cca 250 ms 0 200100 300 400 Čas od počátku AP (ms) AP: 5 ms Kontrakce: 20 ms AP: cca 50 ms Kontrakce: cca 1000 ms Kolísavý klidový membránový potenciál, při překročení depolarizačního prahu vzniká „spike“ Dlouhá refrakterní doba Délka AP a kontrakce závisí na srdeční frekvenci Délka elektromechanické latence a délka kontrakce závisí na typu kosterního svalu (typ S nebo F) Svačinová, 2016 Pasivní protažení, aktivní protažení, izometrický stah, izotonický stah, auxotonní stah VZTAH DÉLKA - TENZE Fuyu Kobirumaki-Shimozawa et al., J Physiol Sci (2014) 64:221–232 HETEROMETRICKÁ AUTOREGULACE (STARLINGŮV JEV) Henry Pickering Bowditch (1840 – 1911) HOMEOMETRICKÁ AUTOREGULACE (FREKVENČNÍ JEV) Při zvyšující se srdeční frekvenci stoupá síla stahu Zvyšuje se poměr mezi intra- a extracelulární koncentrací vápníku 0,5 Hz 2 Hz1 Hz 3 Hz DOTÍŽENÁ KONTRAKCE PRELOAD – předtížení, AFTERLOAD - dotížení Vztah síly a rychlosti stahu EJEKČNÍ FRAKCE LAPLACEŮV ZÁKON T = P. r / h P = T . h / r HYPERTROFIE 1. T = VO2 2. h AB – fáze izovolumické kontrakce BC – ejekční fáze CD – fáze izovolumické relaxace DA – fáze plnění PRELOAD AFTERLOAD P = T . 2h . r –1 Diastola: r i T rostou, P nejprve klesá, poté roste (vztah délka/tenze) P = T . 2h . r –1 Izovolumická kontrakce: T roste při uzavřených chlopních – vzestup P P = T . 2h . r –1 Ejekce: r klesá, h roste, proto P roste i při stejné T P = T . 2h . r –1 Izovolumická relaxace: T klesá při uzavřených chlopních – pokles P I. III.II. IV. I. – uzávěr mitrální (+ trikuspidální) chlopně II. - uzávěr aortální (+ pulmonální) chlopně III. - rychlé plnění komor - patologická IV. - síňový stah – většinou patologická Způsobeny vibrací: •Uzávěr a napínání chlopní •Izovolumické kontrakce srdečního svalu (papil.sv., šlašinky) •Turbulentní proudění krve Vibrace komorové stěny ŠELESTY – patologické fenomény 1. SYSTOLICKÝ: • Stenóza – aortální, pulmonální (1) • Regurgitace – mitrální, trikuspidální (2) 2. DIASTOLICKÝ: • Stenóza – mitrální, trikuspidální (3) • Regurgitace – aortální, pulmonální (4) 3. TRVALÝ: • Defekty septa I. III.II. IV. Rozštěp I. nebo II. ozvy: asynchronní uzávěr M - T chlopně (I.) nebo Ao - P chlopně (II.) (inspirace, hypertenze….) TURBULENTNÍ PROUDĚNÍ KRVE POLYGRAFIE (polygram) SRDEČNÍ SELHÁNÍ – ztráta srdeční rezervy Neschopnost srdeční pumpy uspokojit oběhové nároky periferie při normálním žilním návratu. NEJČASTĚJŠÍ PŘÍČINY: • Závažné arytmie • Přetížení – objemové (aortální insuficience, a-v zkraty) nebo tlakové (hypertenze a aortální stenóza – přetížení vlevo, plicní hypertenze a stenóza pulmonální chlopně – přetížení vpravo) • Kardiomyopatie PŘÍZNAKY: slabost, otoky, žilní městnání, dyspnoe, cyanóza AKUTNÍ x CHRONICKÉ. KOMPENZOVANÉ x DEKOMPENZOVANÉ. KOMPENZACE SRDEČNÍHO SELHÁNÍ BAROREFLEX Fyziologická úloha: kompenzace poklesu minimálního objemu cirkulujících tekutin Signál: pokles TK (ortostáza, pracovní vazodilatace) Senzor: baroreceptory Odpověď: aktivace SAS (zvýšení SF, inotropie, TK) Patologický signál: dlouhodobý pokles TK při srdeční nedostatečnosti Důsledky: zvýšený výdej energie – bludný kruh AKTIVACE RAAS Fyziologická úloha: kompenzace ztráty cirkulujících tekutin (krvácení) Signál: pokles renální perfúze Senzor: juxtaglomerulární aparát ledvin Odpověď: zvýšení TK (angiotenzin II.), retence vody (aldosteron) Patologický signál: pokles renální perfúze při srdeční nedostatečnosti Důsledky: zvýšení preloadu a afterloadu, zvýšený výdej energie – bludný kruh DILATACE (STARLINGŮV PRINCIP) Fyziologická úloha: vyrovnání okamžitých pravo-levých rozdílů Signál: ortostáza, hluboké dýchání, začátek pracovního zatížení Patologický signál: trvalé hromadění krve v srdci Důsledky: zvýšený výdej energie – bludný kruh HYPERTROFIE Fyziologická úloha: úspora energeticky náročné tenze stěny Signál: P = s . 2 h / r, intermitentní zvýšení TK (sportovní srdce) Odpověď: koncentrická remodelace Patologický signál: trvalý vzestup preloadu nebo afterloadu Důsledky: zhoršená oxygenace, fibrotizace – bludný kruh