Date post: | 26-Nov-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | mariaboicu |
View: | 197 times |
Download: | 43 times |
Componentele sistemului cardiovascular 1. Inima = pompa care asigură forţa necesară
circulaţiei sângelui în organism, prin intermediul celor două “circulaţii”: Pulmonară - în regim de joasă presiune; Sistemică - în regim de înaltă presiune;
2.Arterele = sistemul de distribuţie a sângelui până la nivel tisular;
3.Microcirculaţia (care include capilarele) = asigură schimburile dintre sânge şi ţesuturi;
4. Venele = servesc ca rezervoare şi colectează sângele pentru a-l readuce la inimă.
Inima - organ musculo-cavitar,
format – 4 camere
1. Atriul (AD) şi ventriculul drept (VD)
2. Atriul (AS) şi ventriculul stâng (VS)
2 pompe în serie (pompa dreaptă şi stângă), conectate prin circulaţia pulmonară şi sistemică;
pompa VS funcţionează la presiune↑ de 5-6 mai mare decât cea din VD.
Sistemul valvular cardiac1. Valvele atrio-ventriculare
– localizate între atrii şi ventriculi:
Valva mitrală (M) –între AS şi VS.
Valva tricuspidă (T)- între AD şi VD.
2. Valvele sigmoidiene –localizate între ventriculi şi marile artere:
Valva aortică (A) – între VS şi aortă.
Valva pulmonară (P) – între VD şi artera pulmonară.
Tipuri de fibre cardiace
cardiomiocite:
1. Fibre contractile, tipice, lucrătoare – majoritatea cardiomoicitelor;
2. Fibrele sistemului excito-conductor (SEC), atipice - dîn ţesutul nodal (celule pacemaker):
Structura fibrei miocardice tipice
1). Sarcolema - este o membrană complexă, ce înveleşte fiecare celulă cardiacă, conţine:
1. pompe, 2. canale, 3. carrieri, 4. Proteine G,5. receptori, 6. enzime.
Principalele tipuri de canale ale sarcolemei
1.Canalele de Na+: în fibrele rapide (contractile): canale rapide de Na+
(voltaj-dependente), deschise în faza de depolarizare;
în fibrele lente (pacemaker):canale specifice de Na+ (non-gated) activate în timpul DLD.
2.Canalelede K+ (voltaj- dependente şi dependente de Ach): deschise în faza de repolarizare. Rol principal: refacerea potenţialului de repaus şi
controlul nivelului excitabilităţii celulare. Ach le menţine mai mult deschise, inducând starea
de hiperpolarizare.
3.Canalelede Ca++ (tipurile L şi T -voltaj- dependente):
în fibrele rapide (contractile): tipul-L (long-lasting): sunt canale standard de Ca++ deschise în faza de platou, cu rol important în
procesul de iniţiere a mecanismului de contracţie;
în fibrele cu răspuns lent (celule pacemaker): canalede Ca++:
tip-T (transient) – activate în cursul DLD ; tip-L - activat în cadrul fazei de depolarizare.
4. Pompa Na+/K+: transport activ primar, activ mai ales pentru a
restabili echilibrul ionic; pompează 3 Na+ înafară şi 2 K+ înăuntru pentru
fiecare moleculă de ATP.
5 .Antiporter-ul Na+/Ca++ transport activ secundar cuplat cu pompa Na+/K+,
folosind gradientul de Na+creat de aceasta; expulzează 1 Ca++ în schimbu la 3 Na+.
6.Pompa Ca++ Expulzează Ca++, pentru a restabili echilibrul ionic.
2) Discurile intercalare – structuri membranare în“zig-zag”:
a)juncţiuni de tip gap (nexusuri) conectează citosolul celulelor
adiacente; regiuni cu rezistenţă electrică
scăzută; determină funcţionarea inimii ca
un tot unitar-sinciţiu electric transmit rapid stimulul de la o
celulăla la altă celulă.b)Desmozomi - formează arii de
adeziune puternică dintre celule.
3). Tubii transversali (-T): conduc PA în celulă →
acţiune pe RS → ↑eliberarea Ca++ în sarcoplasmă → iniţierea contracţiei;
oferă Ca ++ extracelular: pot lega ↑Ca++, datorită ↑electronegativităţii -prin cantitatea ↑ de mucopolizaharide.
4). RSP cu tubii longitudinali (-L) la capete prezintă cisterne, mai puţin dezvoltaţi ca cei
din muşchiul scheletic
5) Miofibrilele
Principalele proteine contractile:
Miozina Actina
Principalele proteine reglatorii:
Tropomiozina Troponina(C,I,T)
Proprietăţile fiziologice ale cardiomiocitelor
Cardiomiocitele tipice lucrătoare:Fibrele tipice contractile (atriale şi ventriculare) –
fibre cu răspuns rapid, posedă următoarele proprietăţi fiziologice:
1. Excitabilitate
2. Refracteritate
3. Conductibilitate
4. Contractilitate
5. Tonicitatea
1. Potenţialul de repaus (Pr) în fibra cardiacă contractilă (cu răspuns rapid)
Pr - diferenţa de potenţial electric transmembranar, datorată gradientului de concentraţie ionică între mediul intra- şi extracelular.
Pr = -80 → -90 mV (-85 mV);
:
2. Potenţialul de acţiune în fibra cardiacă
contractilă (cu răspuns rapid) PA - reprezintă modificarea
Pmembrană ca răspuns la acţiunea unui stimul, → modificării conductanţei membranei pentru ioni.
Fazele PA:
1. Depolarizare (0)
2. Repolarizare rapidă (1)
3. Platou de Ca++ (2)
4. Repolarizare finală (3)
5. Pr (4) Durata PA: ventricole -0,3sec
atrii – 0,2 sec
Faza 0 –Depolarizarea rapidă
Stimulare → ↑ rapid conductanţa membranei pentru Na+
⇓Pr se modifică la P prag (-55 mV)
⇓când se atinge Pprag → ↑↑influx deNa+ (prin deschiderea canalelor Na+voltaj-dependente)
⇓P membrană = +20 la +30mV (Potenţial de echilibru al Na+)
→ Partea pozitivă PA = overshoot Depolarizarea = foarte rapidă(1-2 msec) → fibre cu
răspuns rapid;
Faza 1-Repolarizarea rapidă iniţialăAceasta fază apare prin: inactivarea influxului de
Na+; activareae fluxului
tranzitoriu de K+ şi Cl-Membrana se repolarizează
rapid şi tranzitoriu până la ≈ 0 mV “incizura”.
Rolul acestei repolarizări de scurtă durată: aduce potenţialul la o valoare optimă, în vederea activării canalelor de Ca++ tip-L.
Faza 2 -Platoul Se datorează existenţei a 2
curenţi ionici opuşi, ce menţin potenţialul 0 mV≅ :
influx Ca++ lent (canale-L), eflux de K+ lent.
Durată lungă (220 msec) ⇓
Influx ↑de Ca++⇓
Eliberarea ↑Ca++ din RS ⇓
Ca++ → (iniţierea contracţiei)
Faza 3-Repolarizarea rapidă finală
Datorată celor 2 curenţi de K+:
eflux de K+ - principalul curent de
repolarizare; Pmembranar scade de la
0 mV → -90 mV.
influx de K+ la sfârşitul fazei 3, datorită Δelectrostatic K+ este
atras în celulă mai repede decât tinde să treacă afară.
Modificarea excitabilităţii cardiomiocitelor tipice
PRE - perioada refractară absolută: faza 0 →2
0,27 sec – ventricule 0,15 sec - atrii celulele sunt inexcitabile nu
răspund nici la stimuli foarte puternici;
PRA lungă → celulele cardiace nu dezvoltătetanie.
PRR – perioda refractară relativă
finalul fazei 3; celulele sunt hipoexcitabile răspuns la stimuli suprapragali.
PSN - perioda supranormală caracteristică celulelor Purkinje,
la finalulfazei 3; celulele au excitabilitate
crescută răspund la stimuli ↓ printr-
un răspuns repetitiv → aritmii severe;
PNE- perioada normoexcitabilă
corespunde fazei 4 la stimulare apare răspuns
normal.
Funcţia dromotropă (de conducere) - defineşte capacitatea de a conduce stimulii generaţi la nivel cardiac; Este o proprietate a tuturor tipurilor de celule cardiace,
dar în special a celulelor SEC; Discuri intercalare → transmitere rapidă a stimulului
de la o celulă la celulă. Excitaţia se propagă prim miocardul atrial şi
ventricular cu V=0,3-0,5 m/sec (1/250 din V în f. mielinice şi 1/10 – m. scheletici)
Funcţia inotropă (contractilitatea) - defineşte capacitatea de a răspunde la stimuli printr-o contracţie; Este o proprietate a fibrelor miocardice contractile atriale
şi ventriculare; Mecanismul contracţiei = contracţia m. Scheletic
Particularităţi:
1. m. Cardiac nu formează unităţi motorii;
2. Necesită Ca++ extracelular pentru contracţie;
3. Nu formează tetanos (PRA = durata contracţiei);
4. Puterea de contracţie = conţinutului de Ca++ intracelular → fenomenul “în scară” Bowditch: amplitudinea sistolei = frecvenţei stimulilor ( stimuli cu intensitate constantă).
Funcţia tonotropă (tonicitatea) - defineşte capacitatea celulelor cardiace de a menţine un tonus contractil bazal; este o proprietate a fibrelor miocardice
contractile atriale şi ventriculare.
Fibrele sistemului excito-conductor (SEC)
Fibre cu răspuns lent -celule pacemaker
1. Nodului sino-atrial NSA
2. Căile internodale
3. Fibre de tranziţie
4. Nodului atrioventricular NAV
5. Porţiunea penetrantă a fascicolului AV
6. Facsicolul His (ramura dreaptă şi stângă)
7. Fibre Purkinje
Nodul SA este pacemakerul activ al inimii → determină
frecvenţa cardiacă are cea mai mare frecvenţă de descărcare (100-110
bătăi/min) Sub influenţa sistemului nervos vegetativ: 1. În repaus, efectul vagului este mai puternic decat al
SNVS. 2. Acest “tonus vagal” fiziologic determină frecvenţa
cardiacă de repaus= 60-80 bătăi/min. frecvenţa < 60 bătăi/min: bradicardia sinusală (tonus vagal
crescut); frecvenţa =100-180 bătăi/min: tahicardia sinusală (în cursul
efortului fizic);
Căile internodale Sunt căi de conducere specifice ale
impulsurilor de la NSA la NAV. Există trei căi internodale:
1. anterioară – fasciculul Bachman: conduce preferenţial impulsurile AD→AS;
2. mijlocie - fasciculul Wenckebach;
3. posterioară - fasciculul Thorel.
Nodului AV
Are o rată de descărcare mai mică (40-50 bătăi/min) decât NSA, → panta DLD (faza4) mai lentă ca NSA, prin influxul lent de Ca++si Na+ → Perioadă refractară mai lungă;
Este situat între atrii şi ventriculi. Funcţia fiziologică – transmiterea excitaţiei spre
ventriculi (0.12 sec) → sistola atrială precede sistola ventriculară.
Reia funcţia de pacemaker al inimii, dacă NSA este excizat sau distrus.
Fasciculul His şi reţeaua Purkinje
Fasciculul His cu cele 2 ramuri (dreaptă şi stângă) şi reţeaua Purkinje au cea mai redusă rată de descărcare (25-35 bătăi/min).
Rolul sistemului His-Purkinje: să conducă rapid excitaţia de la NAV la pereţii ventriculari.
Pacemakerii inimii Pacemakerii inimii sunt clasificaţi în:
Activi: NSA; Latenţi (devin activi doar dacă NSA este
suprimat):
- NAV
- sistemul His-Purkinje. Pacemakeri ectopici: celule cu răspuns rapid care
în condiţii patologice (ex: ischemie = aport scăzutde O2) se transformă în celule cu răspuns lent dobândesc capacitateade a genera impulsuri (automatism).
Inima deţine centri specializaţi pentru propria iniţiere a excitaţiei (PA) - AUTOMATIZM şi propagarea ei către fiecare celulă din miocard (SEC) - CONDUCTIBILITATE.
Fazele potenţialului de acţiune în fibrele cu răspuns lent (celulele NSA şi NAV)
1. Depolarizare lentă diastolică (DLD) – faza 4
2. Depolarizare – faza 0
3. Repolarizare – faza 1-3
Faza 4 - Depolarizarea lentă diastolică (DLD)
Determină activitatea de pacemaker - automatism
Celulele nu au un Prepaus constant (-60mV),
Potenţialul de membrană trece lent din -60 mV → la Pprag -40 mV → se declanşează depolarizarea (faza 0)
Bazele ionice ale DLD: influx lent de Na+ (canale de Na+
(lente permanent deschise); influx lent de Ca++ (canale de
Ca++ tip-T ); închiderea canalelor de K+
Faza 0 - Depolarizarea
mai lentă în comparaţie cu fibrele cu răspuns rapid ;
începe după atingerea Pprag
( -40 mV)≅ →↑ conductanţa Ca++ (prin canale Ca++ tip-L) şi Na+
influx de Ca++ şi Na+ rapid → Pmembrană trece spre valoarea potenţialul de echilibru al Ca++ 0 mV≅ , şi Na+ = + 20mV
Faza 1-3-RepolarizareaFazele1-2- nu sunt evidente.
Faza3 – determinată de ↑ conductanţei pentru K+:
canale de K+ → eflux de K+ care duce la repolarizarea membranei;
canale de K + reglate de acetilcolină (deschise prin stimulare vagală) → eflux ↑↑ de K+ → duce potenţialul de membrană la valori mai negative → hipoexcitabilitate.
Excitabilitatea celulelor cu răspuns lent
Perioada refractară absolută (PRA)
din faza 0 a PA → ultima parte a fazei3;
celulele sunt inexcitabile.
Perioada refractară relativă (PRR)Din ultima parte a fazei 3
→ până târziu în faza 4;
PRR în NAV > PRR în NSA;
La începutul PRR: răspunsul este redus;
Spre sfârsitul PRR: răspunsul creşte progresiv;
Viteza de conducere a impulsurilor generate la începutul PRR este mult mai mică.
Caracteristicile fibrelor cardiace cu răspuns rapid comparativ cu celulele pacemaker
Automatism: Absent (necesită stimulare ≥ de prag)
Răspuns: Fibre cu răspuns rapid
PR (faza 4): Constant -85 ≅ la -90 mV
PA: Amplitudine mare, pantă de depolarizare rapidă (faza 0)
Durata≅0,3 sec(↓în V)
Automatism: Prezent (prezintă DLD)
Răspuns: Fibre cu răspuns lent PR (faza4): fără Prconstant, cu
PM -60 mV ≅ PA: Amplitudine mică, pantă de
depolarizare lentă (faza 0) Durata ≅0,15 sec
Conducerea este capacitatea celulelor cardiace de a transmite unda de excitaţie în întreaga inimă.
PA generat de pacemakeri se transmite celulelor contractile prin joncţiunile de tip gap.
Definiţie: ciclul cardiac (CC) include ansamblul de evenimente electro-mecanice legate de trecerea sângelui prin inimă, în cursul unei sistole şi diastole cardiace.
Principalele etape ale CC: Sistola ventriculară (SV) – asigură ejecţia sângelui Diastola ventriculară (DV) - umplerea ventriculară
-Sistola atrială (SA) (presistola):-ultima etapă a DV;-asigură 20% din umplerea ventriculară.
Ciclul cardiac I – atrii II - ventriculi
Sistola Ventriculară 1. Contracţia izovolumetrică (CIV) – 0,03 sec; Presiunea
VS începe să ↑ → PVS>PAS → închiderea AV (Mî); Vol. sanguin VS rămâne const.
2. Ejecţia rapidă= 0,1sec; PVS ↑ progresiv ( 120 mmHg) ≅→ Ejecţie ↑↑ a sângelui din VS→Ao. Asigură 70% din Vol. Sistolic.
3. Ejecţia lentă = 0,2sec; PVS P≅ Ao Ejecţie ↓ sânge; Asigură 30% din Vol. Sistolic. Volum Sistolic 70 ml.≅
Diastola Ventriculară
Protodiastola - începutul DV = 0,02sec; Începe ↓ PVS < PAo
Relaxarea izovolumetrică (RIV) = 0,05sec; PVS ↓ rapid (≅ 0 mmHg) PVS < PAS; Vol. sanguin VS = constant.
Umplerea rapidă Durata= 0,3sec. PVS ≅ 0 mmHg sângele trece rapid din AS →VS. Vol. sanguin creşte (70%).
Sistola atrială (Presistola) = 0,1sec. PAS>PVS (≅ 6-8 mmHg)→ sângele trece rapid în VS. → finalizarea umplerii ventriculare (30%).
Diastola: valvele AV deschise şi cele semilunare închise;
Sistola: valvele AV închise şi cele semilunare deschise.
Volumele cardiace1. V telediastolic = 110-120 ml, volumul fiecărui
ventricul la sfârşitul diastolei (160-180 ml în efort – V diastolic de rezervă).
2. Volumul sistolic = 70 ml, volumul ejectat din ventricule în timpul unei sistole (100-130 ml în efort – V sistolic de rezervă).
3. V telesistolic = 40-50 ml, volumul de sânge restant în ventricule la sfârşitul sistolei (10-20 ml în efort – V rezidual).
Debit cardiac - DC
DC: cantitatea de sânge ejectată de inimă pe minut → cantitatea de sânge pompat pe minut în circulaţia sistemică sau cea pulmonară
(DCstg= DCdr).
Calcul:
DC = VS x FC
VS = 70 ml
FC = 70 BPM
DC = 5-6 l/min, în efort: DC =25-35 l/min, pe seama ↑ FC şi a VS.