Sistemul cardiovascular

Inima – funcţia de pompă

Inima – structură

•Inima dreaptă – pompează sânge venos în plămân pentru a fi oxigenat = circulaţia pulmonară

•Inima stângă – pompează sânge cu oxigen la ţesuturi = circulaţia sistemică

•Inima dreaptă şi stângă sunt formate din atriu şi ventricul

•Atriul este o pompă mai slabă ce pompează sânge către ventricul•Ventriculul este o pompă puternică ce pompează sânge către circulaţia pulmonară/sistemică

Inima – funcţia de pompă

Depinde de:

•Proprietăţile muşchiului cardiac

•Buna funcţionare a valvelor cardiace

Structura muşchiului cardiac

(miocard)

•Muşchi atrial şi ventricular – se contractă ca orice muşchi scheletic doar că durata contracţiei este mai lungă

•Fibre musculare specializate

•Excitatorii

•De conducere (fibrele Purkinje)

Muşchiul atrial şi ventricular

•Muşchi striat; conţine actină şi miozină•Particular: funcţionează ca un SINCIŢIU, fibrele musculare fiind legate în serie şi în paralel prin discurile intercalate

Discurile intercalate

•La nivelul fiecărui disc intercalat membranele fibrelor musculare fuzionează creând joncţiuni permeabile, de comunicare, prin care se face circulaţia liberă a ionilor

Funcţia de sinciţiu

•Asigurată de discurile intercalate

•Mişcarea liberă a ionilor între fibrele musculare permite trecerea rapidă a potenţialului de acţiune în tot miocardul simultan

Sinciţiul atrial este despărţit de cel ventricular prin zona fibroasă atrio-ventriculară

Atriile se contractă înaintea ventriculelor, separat

Legătura dintre atrii şi ventricule

•Este făcută de ţesutul special de conducere atrio-ventricular

•În mod normal ţesutul fibros AV nu conduce

Potenţialul de acţiune în fibra miocardică

•Media 105 mV (de la -85 mV la + 20)

•După spike-ul iniţial membrana rămîne depolarizată aproximativ 0.2 secunde = platou apoi apare depolarizare abruptă

Potenţialul de acţiune în fibra miocardică

•Acest platou face ca durata PA să fie de 15 ori mai lungă decât în muşchiul scheletic

De ce apare platoul?

2 diferenţe majore între miocard şi muşchiul striat

1.În miocard PA apare prin deschiderea a două tipuri de canale:

• canalele rapide de sodiu

• canelele lente de calciu (sodiu/calciu) care se deschid mai lent şi rămân deschise mai mult; ionii de calciu ce intră în perioada de platou activează contracţia miocardului

2.Imediat după instalarea PA permeabilitatea membranei scade de 5 ori pentru ionii de potasiu

• Cauza = influx excesiv de calciu prin canalele lente de Ca

Imediat după închiderea canalelor lente de calciu permeabilitatea membranei pentru K+ revine la normal, se produce ieşirea rapidă a K+ şi potenţialul de membrană revine la starea de repaus

Viteza de conducere a semnalului în muşchiul cardiac

•0.3-0.5 m/sec în muşchiul atrial şi ventricular (1/250 faţă de fibrele nervoase mari, 1/10 faţă de muşchiul scheletic)

•4 m/sec în fibrele Purkinje

Perioada refractară în muşchiul cardiac

•Perioada în care un nou impuls nu poate să excite muşchiul cardiac

•Egală cu PA (0.25-0.30 secunde pentru ventricul, 0.15 sec pentru atriu)

Perioada refractară relativă în muşchiul cardiac

•0.05 secunde

•Excitarea muşchiului se face mai greu dau nu este imposibil – apare astfel o contracţie prematură

•! contracţia prematură nu produce sumarea undelor ca în muşchiul scheletic

Cuplarea excitaţiei cu contracţia•asemănător muşchiului scheletic PA se transmite în interiorul fibrei de-a lungul membranei tubilor T (transverşi) şi determină eliberarea Ca2+ din reticulul sarcoplasmic

•în câteva miimi de secundă ionii de calciu difuzează în miofibrile şi catalizează reacţiile chimice ce conduc la alinierea actinei cu miozina şi contracţie musculară

Cuplarea excitaţiei cu contracţia

•Diferit de muşchiul scheletic o mare cantitate de Ca2+ intră prin canalele lente de calciu şi prin tubulii T în timpul PA•Fără acest Ca2+ suplimentar contracţia miocardului ar fi foarte slabă deoarece reticulul endoplasmic este mult mai puţin dezvoltat comparativ cu muşchiul scheletic•Diferit de muşchiul scheletic forţa de contracţie a miocardului depinde mult de cantitatea de Ca2+

extracelular!

Cuplarea excitaţiei cu contracţia

•În plus tubulii T sunt de 5 ori mai mari comparativ cu muşchiul scheletic, cu volum de 25 de ori mai mare

•În interiorul tubulilor T există mucopolizaharide încărcate negativ ce leagă Ca2+ şi îl păstrează disponibil pentru difuziune imediat ce apare activarea tubulilor T

Durata contracţiei

•Miocardul începe să se contracte la câteva msec de la debutul PA şi continuă să se contracte câteva msec după sfârşitul PA•Durata contracţiei reflectă durata PA

•O.2 secunde în muşchiul atrial şi 0.3 secunde în muşchiul ventricular

Ciclul cardiac Reprezintă evenimentele cardiace de o bătaie de inimă la alta

Iniţiat de generarea spontană a unui PA în nodul sino-atrial

Nodul sino-atrial este localizat în atriul drept în apropierea locului de vărsare a cavei superioare

De la nodul sino-atrial PA călătoreşte rapid la ambele atrii apoi prin nodul AV la ventriculi

Trecerea prin nodul AV întârzie PA 0.1 secunde astfel încât atriile se contractă înaintea ventriculilor

Astfel, atriile funcţionează ca pompă pentru ventriculi, iar ventriculii sunt principala pompă pentru circulaţie

Ciclul cardiac

În sistolă sângele este împins (ejecţie) din cavitate prin contracţie

Are 2 părţi: sistola (contracţia) şi diastola (relaxarea)

În diastolă cavitatea se relaxează şi se umple cu sânge

Sistola şi diastola atrială şi ventriculară şi

închiderea/deschiderea valvelor trebuie să fie

coordonate

Când atriul este în sistolă (împinge sângele):•ventriculul trebuie să fie în diastolă (să primească sângele)

•valvele AV (mitrală şi tricuspidă) trebuie să fie deschise

•valvele pulmonară şi aortă trebuie să fie închise

Când ventricolul este în sistolă (împinge sângele):

•valvele AV (mitrală şi tricuspidă) trebuie să fie închise

•valvele pulmonară şi aortă trebuie să fie deschise

Când atriul este în diastolă (primeşte sângele):

•valvele AV (mitrală şi tricuspidă) trebuie să fie închise

Sistola ventriculară

•Se închid valvele AV (zgomotol I)

•Începe contracţia izovolumică

•Se deschide valva aortă/pulmonară

•Începe ejecţia sângelui în artere; ventriculul continuă să se contracte

•Se închide valva aortă/pulmonară (zgomotul II)

•70% din sânge ejectat rapid (1/3 din sistolă)•30% din sânge ejectat lent (2/3 din sistolă)

Diastola ventriculară

•Relaxare izovolumică a ventriculului•Se deschid valvele AV

•Rapid (1/3 din diastolă)

•Se închid valvele AV (zgomotul I)

•Sângele trece din atrii în ventricule în 3 etape:

•Sistola atrială ce împinge sângele din atrii în ventriculi (1/3 din diastolă)

•Diastază (1/3 din diastolă)

Relaţia cu electrocardiograma

•Unda P = depolarizarea atriilor

•Complexul QRS = depolarizarea ventriculelor ce iniţiază contracţia

•Unda T = repolarizarea ventriculilor ce iniţiază relaxarea

•Segmentul PR = contracţia atrială

Funcţia atriilor ca pompă

•Sângele curge continuu din marile vene în atrii şi umple atriile pasiv

•Contracţia atrială aduce restul de 20% în ventriculi

•80% din sânge trece din atrii în ventriculi pasiv, după deschiderea valvelor AV

Pierderea funcţiei de pompă a atriilor

•Nu se resimte bazal

•Se resimte la efort când inima trebuie să pompeze de 300-400 X mai mult

Variaţia presiunii în atrii

•Unda a: reprezintă contracţia atrială; de obicei presiunea în AS creşte la 7-8 mmHg şi cea în AD la 4-6 mmHg

Variaţia presiunii în atrii

•Unda c: apare când ventriculii încep să se contracte şi împing valvele AV spre cavitatea atrială

Variaţia presiunii în atrii

•Unda v: reflectă sfârşitul contracţiei ventriculare; apare prin umplerea lentă a atriilor cu sânge venos cu valvele AV închise; când se deschid valvele AV şi sângele se scurge rapid în ventricul unda v dispare rapid

Volumele cardiace

•Volumul end-diastolic: reflectă umplerea ventriculilor în diastolă; = 110-120 ml

•Volumul end-sistolic: reflectă ceea ce rămâne în ventriculi după sistolă; = 40-50 ml

•Volumul ejectat: diferenţa între cele două; = 70 ml

•Fracţia de ejecţie: % din volumul end-diastolic ejectat = 60%

La efort

•Volumul end-sistolic: scade la 10-20 ml•Volumul end-diastolic: creşte la 150-180 ml

•Volumul ejectat: creşte de 2 ori

•Fracţia de ejecţie: creşte la 80-90%