+ All Categories
Home > Documents > Proprietatile Mecanice ale Cordului -...

Proprietatile Mecanice ale Cordului -...

Date post: 15-Feb-2019
Category:
Upload: truongtuyen
View: 261 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
88
Conf. dr. Adelina Vlad UMF ‘Carol Davila’ Bucuresti Disciplina Fiziologie si Neurostiinte Fundamentale Proprietatile Mecanice ale Cordului
Transcript
Page 1: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Conf. dr. Adelina Vlad

UMF ‘Carol Davila’ Bucuresti

Disciplina Fiziologie si Neurostiinte Fundamentale

Proprietatile Mecanice ale Cordului

Page 2: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Proprietatile Mecanice ale

Miocardului

Contractilitate functia inotropa

Relaxare functia lusitropa

Page 3: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

I. Proprietati Mecanice ale Fibrei

Miocardice

Page 4: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Organizarea Aparatului Contractil Fibrele miocardice de lucru prezinta un aspect microscopic striat;

ultrastructural au multe elemente comune cu fibra musclulara

scheletica, dar si o serie de particularitati

Page 5: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Cardiomiocit vs Fibra Musculara

Scheletica

Page 6: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Muschiul Scheletic

Page 7: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Sarcomerul

Page 8: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Sarcomerul

Page 9: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati
Page 10: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Organizarea Ultrastructurala Sarcomerul este alcatuit din agregate proteice, grupate in trei

categorii functionale:

Proteine contractile:

miozina

actina

Proteine reglatoare:

tropomiozina (Tm),

troponina (Tn) C, I, T

Proteine structurale:

atasate filamentelor groase: conectina sau titina, myosin

binding protein C, proteina M, miomesina,

creatinfosfokinaza MM

atasate filamentelor subtiri: nebulina, tropomodulina

atasate liniilor Z: alfa-actinina si cap Z

Page 11: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Structura Filamentelor Contractile

Page 12: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Complexul Troponina - Tropomiozina

Page 13: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Proteinele Structurale ale Sarcomerului

Page 14: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Titina

Page 15: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Mecanismul Contractiei

Page 16: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati
Page 17: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati
Page 18: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Distributia Calciului

Page 19: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Triada

Page 20: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Tetrada

Patru canale de

calciu de tip L

din membrana

tubilor T sunt

localizate in

proximitatea

unui singur

receptor

rianodinic din

membrana

cisternelor RS

2

Page 21: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Cuplul Electro - Contractil

Page 22: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Importanta Ionilor de Calciu in Cuplul

Electro - Contractil

In muschiul scheletic cuplul EC nu necesita influx de Ca2+ prin

canalele de tip L din membrana tubilor T, legatura dintre acestea

in forma lor activata si receptorii rianodinici prin care Ca va fi

eliberat din RS in citosol fiind mecanica

Contractia miocitelor depinde de un influx de Ca2+ per se in

cursul PA pentru activarea receptorilor rianodinici din membrana

cisternelor RS.

Influxul de Ca prin canalele sarcolemale de tip L contribuie la

cresterea [Ca2+]i , dar nu este suficient pentru a initia contractia.

Este mult amplificat prin eliberarea de Ca2+indusa de Ca2+ din

RS prin receptorii rianodinici, care raman deschisi o perioada

mult mai lunga de timp decat canalele de tip L

Page 23: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Eliberarea de Calciu Indusa de Calciu

2

Page 24: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Particularitati ale Cuplului EC in

Miocard Initierea

In muschiul scheletic se realizeaza prin PA transmis de

motoneuron prin jonctiunea neuro-musculara, mediata de Ach

In miocit PA generat de celule pacemaker este transmis de la

o celula la alta prin jonctiuni gap

Tubii T: miocitele prezinta in plus fata de fibra scheletica si tubi T

orientati axial care interconecteaza tubii T radiari adiacenti

Contractia miocardului necesita influx de Ca2+ pentru activarea

receptorilor rianodinici

Cardiomiocitele, bogate in mitocondrii, sunt capabile sa

sintetizeze mari cantirati de ATP, necesar atat pentru contractia

cat si pentru relaxarea fibrelor

Page 25: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Cuplul EC in Muschiul Scheletic

Page 26: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Cuplul EC in Fibra Miocardica

Page 27: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Eliminara Ca2+ din Citosol

After you activate your book, you will get

Page 28: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Relaxarea Fibrei Miocardice Relaxarea proteinelor contractile depinde de:

(1) efluxul Ca2+ catre fluidul extracelular

(2) recaptarea Ca2+ din citosol in RS

(3) disocierea Ca2+ legat la troponina C

Page 29: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Agonistii beta1-adrenergici stimuleaza pompa sarcolemma de

Ca prin fosforilare si activitatea schimbatorului de Na/Ca prin

fosforilarea ATP-azei Na/K creste efluxul de Ca2+ catre mediul

extracelular (1)

(2) si (3) depind de mecanisme reglatoare importante:

Fosfolambanul (phospholamban, PLN), o proteina prezenta

in membrana RS, inhiba SERCA2a.

Fosforilarea PLN sub actiunea anumitor kinaze reduce efectul

inhibitor al acestuia asupra SERCA2a, accelerand astfel

recaptarea Ca2+

creste rata relaxarii miocardice (e. g. sub actiunea

agonistilor β1-adrenergici)

Agonistii β1-adrenergici accelereaza relaxarea si prin

stimularea fosforilarii troponinei I, urmata de disocierea

accelerata a Ca2+ legat la troponina C.

Page 30: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Fosforilarea PLN si a TnI Acclereaza Relaxarea

Page 31: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Modularea Fortei Contractile in

Cardiomiocit

In muschiul scheletic, forta de contractie este controlata prin

sumarea temporala si spatiala a impulsurilor motorii

In cardiomiocit sumarea (tetanus, recrutare) nu este posibila

forta de contractie a miocardului este controlata prin ajustarea

fortei contractile a fiecarei fibre

Inotropismul cardiomiocitului poate fi reglat prin:

Modularea nivelurilor [Ca2+]i Modificarea afinitatii proteinelor reglatoare pentru Ca2+

Page 32: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Efectele Mediatorilor Chimici Asupra

Contractilitatii Norepinefrina si epinefrina exercita efecte inotrop pozitive astfel:

Actioneaza prin receptori β-adrenergici

stimuleaza sinteza AMPc activeaza PKA fosforilarea

canalelor de Ca2+ de tip L = creste influxul de Ca2+ creste

forta de contractie

Activarea caii AMPc creste si afinitatea aparatului contractil pt

Ca2+ prin fosforilarea proteinelor reglatoare cresterea fortei

generate la o [Ca2+]i data.

Page 33: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Efectele Stimularii Simpatice asupra

Contractiei si Relaxarii

Page 34: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Efectele ACh asupra Contractilitatii

ACh, actionand asupra receptorilor muscarinici, creste GMPc

intracelular

fosforilarea GMPc-dependenta a canalelor de Ca2+ de tip L, la

nivelul unor situsuri diferite de cele acesate de kinaza AMPc-

dependenta scadera influxului de Ca2+ pe parcursul PA

cardiac reducerea fortei de contractie

Stimularea parasimpatica are un efect slab asupra functiei

contractile datorita distributiei reduse a fibrelor vagale catre

miocardul contractil, in schimb injectarea ACh exercita efecte

inotrop negative

Page 35: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Glicozizii Cardiaci (Digitala)

Inhiba ATP-aza Na/K scade gradientul transmembranar al

Na+ este inhibat schimbatorul Na/Ca creste [Ca++]i = efect

inotrop pozitiv

Digitala

Page 36: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Antagonisti si Agonisti ai Canalelor

de Ca2+ de Tip L

After you activate your book, you will get

Page 37: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Agenti Inotropi Pozitivi, cresc [Ca++]i prin:

- Stimularea canelor de Ca++

- Inhibarea schimbatorului Na-Ca

- Inhibarea pompei sarcolemale de Ca++

Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati de digitala),

hipercalcemie, hiponatremie, cresterea frecventei de stimulare a

fibrelor

Negativi, scad [Ca++]i

Exemple: blocanti ai canalelor de Ca++ (verapamil, diltiazem),

hipocalcemie, hipernatremie, agonisti colinergici, antagonisti beta-

adrenergici

Page 38: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Relatia Lungime - Tensiune Alungirea fibrei miocardice inaintea initierii contractiei creste forta

de contractie

Cum? In muschiul scheletic, intinderea precontractila a fibrei

determina o mai buna suprapunere a fibrelor de actina si miozina

2 mm

2.2 mm

1.4 - 2 mm

> 2.2 mm

Page 39: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati
Page 40: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

In fibra miocardica, la 85%

din lungimea optima este

atinsa doar 10-15% din

forta maxima

Modificarile

ultrastructurale nu explica

decat partial portiunea

ascendenta a relatiei

lungime - tensiune

Se presupune ca

mecanismele responsabile

pt acest fenomen implica

modificari ale afinitatii TnC

pt Ca++ ori ale [Ca++]i

Page 41: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Crestrea fortei de contractie (f, curba rosie) dezvoltata la lungimi

crescute ale sarcomerului (SL, sarcomere length) (2.15 mm vs

1.65 mm) in miocardiocit se datoreaza probabil unei sensibilizari

induse de lungime pentru Ca++; dimensiuni reduse ale

sarcomerului reduc afinitatea TnC pentru Ca++

Nivelurile [Ca++]i (c, curba verde) nu sunt influentate

semnificativ de lungimea sarcomerului

Page 42: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Caracteristicile Metabolismului

Miocardic Este predominant aerob

ATP necesar contractiei si relaxarii miocardice este produs prin

– fosforilare oxidativa

- glicoliza anaeroba

Substrat energetic – major: acizi grasi, glucoza, lactat;

- in inanitie sau in cetoacidoza

diabetica: corpi cetonici

In conditiile unui aport optim de oxigen: combustia

mitocondriala a acizilor grasi niveluri crescute ale ATP-ului si

citratului inhiba glicoliza anaeroba

Page 43: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Tulburari Metabolice in Miocardul

Ischemic

Cand aportul de oxigen este insuficient scade productia de ATP

si citrat glicoliza accelerata cresc nivelurile lactatului,

scade pH-ul

Concentratia mare de lactat si H+ inhiba enzimele caii glicolitice

depletie energetica severa moarte celulara

In concluzie, in cordul ischemic glicoliza poate genera energie

doar cata vreme fluxul sangvin este suficient pentru a preveni

acumularea de lactat si protoni = limita dintre hipoperfuzie

moderata si severa

Page 44: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

II. Proprietatile Mecanice ale

Cordului

Page 45: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Contractia Miocardului Ventricular Contractia fibrelor circulare

micsoreaza diametrul transversal

al cavitatii, scurtarea fibrelor

longitudinale reduce axul

longitudinal, iar contractia fibrelor

oblice ‘stoarce’ sangele,

propulsand-ul din ventricul catre

vasele mari

Secventa depolarizarii ventriculare

determina intai contractia septului,

a apexului, apoi a peretilor liberi si

in final scurtarea bazelor, ceea ce

favorizeaza expulzarea sangelui in

sens ascendent, inspre aorta (Ao)

si artera pulmonara (AP)

VS

VD

AP

Ao

Tricuspida

Mitrala

Page 46: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Geometria Contractiei VD

O miscare discreta

a peretelui liber al

VD determina

ejectia unui volum

important de sange

datorita suprafetei

sale mari

VD expulzeaza o

cantitate mare de

sange la presiuni

ventriculare mici

Page 47: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Forma conica a

cavitatii sale

confera VS un

raport suprafata/

volum mai mic fata

de VD

in cursul sitolei

VS devine globular,

dimensiunea

cavitatii reducandu-

se genereaza

presiuni inalte

1

2

Geometria Contractiei VS

Page 48: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

RIGHT VENTRICULAR PRESSURE AND FLOW LEFT VENTRICULAR PRESSURE AND FLOW

RV

LV

Presiunea

sistolica max:

130 mm Hg

Presiunea

telediastolica:

10 mm Hg

Presiunea

sistolica max:

30 mm Hg

Presiunea

telediastolica:

3 mm Hg

Page 49: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Aparatul Valvular

Valvele cardiace permit

deplasarea sangelui intr-un

singur sens: A V si V

Ao, AP

Se deschid pasiv cand

presiunea in amonte este

mai mare decat presiunea

in aval

Se inchid pasiv cand

presiunea in aval depaseste

presiunea din amonte.

Page 50: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Gradiente de Presiune

Page 51: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Ciclul Cardiac Secventa evenimentelor mecanice care se repeta cu fiecare

‘bataie’ este numita ciclu cardiac.

Consta dintr-o perioada de relaxare, diastola, in timpul careia

cordul se umple cu sange, urmata de o perioada de contractie

numita sistola, in cursul careia este expulzata o parte din

sangele acumulat in cavitatile cardiace.

Durata unui ciclu cardiac este invers proportionala cu frecventa

cardiaca (numarul de batai/ minut):

Ciclul cardiac = 60 sec/ Frecventa cardiaca

La o frecventa de 75 de batai/min, durata unui ciclu cardiac este

de 0.8 s

Page 52: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

La individul sanatos, durata ciclului cardiac este determinata de

pacemakerul sino-atrial

Proprietatile electrice ale sistemului de conducere si ale

cardiomiocitelor determina durata relativa a sistolei si a diastolei

miocardice

Page 53: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati
Page 54: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Ciclul Cardiac Atrial In cursul diastolei atriile se comporta ca rezervoare de sange; in

timpul sistolei ventriculare si al relaxarii izovolumetrice valvele

AV sunt inchise, sangele se acumuleaza in atrii iar presiunea

intraatriala creste usor, pregatind momentul umplerii ventriculare

Sistola atriala

Contribuie la umplerea ventriculara (25 – 30% din aceasta) si

la debitul cardiac.

Presiuna in AS atinge 7 – 8 mm Hg, iar in AD, 4 – 6 mm Hg

Desi orificiile de varsare ale venelor nu sunt prevazute cu

valve, sangele atrial nu reflueaza in venele mari datorita

fibrelor circulare atriale periorificiale si progresiei contractiei

atriale de sus in jos

La o frecventa cardiaca de 75 batai/ min (durata ciclului cardiac

= 0,8 s), sistola atriala este de 0,1 s, iar diastola atriala, de 0,7 s

Page 55: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Ciclul Cardiac Ventricular Poate fi impartit in patru faze:

1. Contractia izovolumetrica

2. Ejectia

3. Relaxara izovolumetrica

4. Umplera ventriculara

Sistola cuprinde fazele 1 si 2, iar diastola, fazele 3 si 4.

Pentru un ciclu cardiac de 0,8 s (frecventa cardiaca = 75 batai/

min), sistola ventriculara dureaza aproximativ 0,3 s, iar diastola

ventriculara, in jur de 0,5 s

Page 56: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Contractia izovolumetrica (0,05 s)

Imediat dupa debutul contractiei, presiunea intraventricuara

depaseste presiunea intraatriala valvele atrioventriculare se

inchid

Presiunea intraventriculara este insa mai mica decat cea din

Ao, respectiv AP valvele sigmoide sunt inchise

- ventriculul este cavitate inchisa = volumul ramane

constant, presiunea creste abrupt

- Unele fibre se scurteaza, altele se alungesc ingrosarea

peretilor ventriculari, modificarea formei cordului

contractia fibrelor nu este izometrica

Page 57: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Faza de ejectie, incepe in momentul deschiderii valvelor semilunare si

se desfasoara in doua etape:

Ejectia rapida:

0,09 s (1/3 din durata acestei faze);

70% din volumul sistolic este expulzat acum

Este atinsa presiunea maxima sistolica (120 – 130 mm Hg in VS,

25 – 30 mm Hg in VD)

Ejectia lenta:

0,13 s; cuprinsa intre momentul atingerii presiunii maxime

ventriculare si inchiderea valvelor semilunare

Este expulzat 30% din volumul sistolic

Gradienetul presional dintre ventricul si vasul mare scade prin

reducerea volumului de sange si a presiunii din ventriculi si a

cresterii presiunii in vasele mari fata de momentul descris anterior

Volumul de sange care trece din ventricul in Ao sau AP se numeste

volum sistolic sau volum bataie si este de aprox. 70 ml; este egal

pt VS si VD in cursul aceluiasi ciclu cardiac

La sfarsitul sistolei in ventriculi ramane o cantitate de sange numita

volum telesistolic (50 – 60 ml)

Page 58: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Relaxarea izovolumetrica (0,08 s)

Incepe o data cu inchiderea valvelor semilunare, determinata

de scaderea presiunii ventriculare sub cea din Ao, respectiv

AP

Presiunea ventriculara fiind inca prea mare pt a permite

deschiderea valvelor AV, ventriculul ramane cavitate inchisa o

scurta perioada de timp volumul ventricular nu se modifica

Presiunea scade abrupt prin relaxarea peretilor ventriculari

Se incheie cand presiunea ventriculare devine inferioara celei

atriale si valvele AV se deschid

Page 59: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Umplerea ventriculara

Incepe odata cu deschiderea valvelor atrioventriculare

Se desfasoara in trei etape:

Umplerea ventriculara rapida (0,11 s)

Sangele patrunde cu viteza in ventriculi, gradientul

presional AV fiind cel mai favorabil acum

Responsabila pentru 2/3 din umplerea ventriculara

Umplerea ventriculara lenta (diastazis) (0,19 s)

Gradientul presional AV scade prin golirea atriilor si

umplerea ventriculilor

Volumul si presiunea ventrculara cresc lent

Sistola atriala (0,11 s) (vezi ciclul cardiac atrial)

Volumul de sange acumulat in ventriculi la sfarsitul acestei

faze se numeste volum telediastolic (120 – 130 ml) si

insumeaza volumul bataie si volumul telesistolic

Page 60: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Variatii de volum si presiune in cursul ciclului cardiac al inimii stangi

(diagrama Wiggers)

Page 61: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati
Page 62: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Rata de intrare a masei intr-un sistem in

care miscarea este continua si cresterea

masei acumulate in unitatea de timp este

nula trebuie sa fie egala cu rata cu care

masa paraseste sistemul

Aplicatii in hemodinamica: in doua

circuite vasculare conectate in serie,

cantitatea de sange care iese dintr-un

circuit pe unitatea de timp, trebuie sa fie

inlocuita de un volum egal care provine

din cel de-al doilea circuit

debitul cardiac al VS si VD trebuie sa

se mentina riguros egale pe termen lung

Principiul Conservarii Masei

Page 63: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Discret Asincronism intre VS si VD

CI RI

E

Z1: MTPA Z2: APTM

Page 64: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Tensiunea Parietala, Stresul

Parietal Tensiunea parietala (T) – forta care actioneaza asupra unei felii

ipotetice de ventricul, tinzand sa traga marginile acesteia una spre

cealalta. Genereaza presiune (p), si este principalul determinant al

consumului miocardic de oxigen

Stresul parietal – forta care actioneaza pe unitatea de suprafata

p – pressure

R – radius

h – wall thickness

Page 65: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Frecventa cardiaca

Contractilitate

Tensiune

parietalaPostsarcina

Presarcina

Legea lui Laplace exprima

interrelatia T – p in functie de

raza (r) si grosimea peretilor

(h):

T = pr/2h

Presiunea sistolica

ventriculara (p) depinde de

presiunea din Ao, respectiv

AP, numita postsarcina

Raza cavitatii venticulare (r)

depinde de umplerea

ventriculara (VTD), numita

presarcina

Consum de

oxigen

Page 66: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Legea lui Laplace este utila pentru a intelge conditiile de care depinde necesarul miocardic de oxigen; acesta este

- Crescut de:

- Cresterea presiunii ventriculare (hipertensiune, stenoza aortica)

- Dilatatia ventriculara (crestere diametrului ventricular)

- Scazut de:

- Hipertrofia venriculara (crestera grosimii peretilor ca raspuns la o suprasolicitare mecanica)

- Presiune ventriculara scazuta

Normal

LV

Dilated

LV

T = pr/ 2h

Page 67: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Volume VentriculareVS – volum sistolic = VTD – VTS = 70 ml

VTD – volum telediastolic = volumul ventricular maxim = 120 ml

VTS – volum telesistolic = volumul ventricular minim = 50 ml

Fractia de ejectie:

• Reprezinta proportia din volumul telediastolic expulzata in cursul

fazei de ejectie ventriculara:

FE = VS/ VTD = VTD – VTS/ VTD

• Caracterizeaza functia ventriculara

• Trebuie sa fie mai mare de 0.55

Page 68: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Valori Presionale in Cordul Drept si Stang

Presiuni

(mm Hg)

Presiuni

(mm Hg)

Atriu drept Atriu stang

Media 2 Media 8

Ventricul drept Ventricul stang

Valoare sistolica max.

Valoare telediastolica

25

6

Valoare sistolica max.

Valoare telediastolica

130

10

Artera pulmonara Aorta

Media

Valoare sistolica max.

Valoare telediastolica

15

25

8

Media

Valoare sistolica max.

Valoare telediastolica

95

130

80

Capilare pulmonare Capilare sistemice

Media 10 25

Page 69: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Determinarea Volumelor

Ventriculare Angiografia

- Este standardul de referinta pentru masurarea volumelor

ventriculare

- Metoda invaziva

- Se injecteaza o substanta radioopaca in ventriculi prin cateterism

cardiac drept sau stang

- Se obtine o proiectie bidimensionala a volumelor ventriculare

functie de timp; permite calcularea valorilor absolute ale

volumelor ventriculare

Page 70: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Angiografie Ventriculara Stanga

Page 71: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Cateterism Cardiac Stang si Drept

Artera brahiala

Capilare

pulmonare

Artera femurala

Page 72: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Ecocardiografia transtoracica (standard)

- Utilizeaza undele ultrasunete, reflectate la limita de separare dintre

structuri biologice cu densitati acustice diferite; permite vizualizarea

cordului si a vaselor mari

- Neinvaziva

Modul M (motion)

- inregistreaza imagini unidimensionale a componentelor cordului

- valorile volumelor ventriculare sunt aproximate grosier

Modul B (brightness)

- bidimensional, inregistreaza sectiuni reale

- Permite masurarea mai precisa a volumelor ventriculare prin

sumarea informatiei obtinute din mai multe sectiuni paralele, sau

din planuri orientate unul fata de altul sub unghiuri

Page 73: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Ecocardiografie Standard

M-mode (Motion)

B-mode (Brightnes)

Page 74: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Gated radionuclide imaging

- Se obtin imagini ale cavitatilor cardiace cu ajutorul unei camere g

dupa injectarea izotopului tehnetiu 99m, care emite unde g

- Imaginile au rezolutie scazuta se masoara valori relative ale

volumului ventricular

- Permite estimarea fractiei de ejectie

Rezonanta magnetica nucleara

- Inregistraza imagini de rezonanta magnetica nucleara (RMN) a

protonilor din apa prezenta in tesutul miocardic si-n sange

- Rezolutia temporala este slaba datorita duratei lungi de achizitie

Page 75: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Masurarea Presiunilor Intracardiace

Cateter Swan-Ganz

Se realizeaza prin cateterism cardiac drept sau stang.

Capilare pulmonare

Cateter Swan-Ganz inserat intr-o artera pulmonara mica

Page 76: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Cateterism Cardiac Stang si Drept

Artera brahiala

Capilare

pulmonare

Artera femurala

Page 77: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Curba Volum - Presiune

A – C: umplerea ventriculara

C – D: contractia izovolumetrica

D – E: ejectia rapida

E – F: ejectia lenta

F – A: relaxarea izovolumetrica

Page 78: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Curbe Volum - Presiune

Reprezinta interrelatia dintre

volumul si presiunea ventriculara

pe parcursul unui ciclu cardiac

Permit evaluarea eficientei

pompei ventriculare in cursul unor

situatii fiziologice sau patologice

care modifica interrelatia V – P

In conditii experimentale, pe cord izolat, ilustreaza limitele distensiei

ventriculare si efectele volumelor ventriculare asupra presiunilor

sistolice si diastolice

Page 79: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Lucrul Mecanic Ventricular Cantitatea de energie pe care cordul o converteste in lucru

mecanic in cursul fiecarei sistole

Lucrul mecanic extern efectuat pentru a mobiliza o greutate pe o

anumita distanta este estimat ca produsul dintre forta si distanta:

L = F · Dx

In cazul cordului, presiunea mobilizeaza volume, iar expresia

lucrului mecanic extern este:

LME = P · DV

Page 80: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Aria buclei volum – presiune

este folosita pentru a calcula lucrul mecanic extern

este un parametru de estimare a consumului miocardic de O2

Page 81: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Aria volum – presiune necesita monitorizare invaziva pentru

obtinerea unor valori cat mai exacte ale V si P

In practica medicala lucrul mecanic extern efectuat intr-un minut

poate fi aproximat de produsul dintre volumul sistolic (VS),

valoarea medie a presiunii arteriale (PAS) si frecventa cardiaca

(FC):

LME = PAS x VS x FC

LME este echivalent cu energia convertita in lucru mecanic/minut

Page 82: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Lucrul mecanic extern total insumeaza lucrul V – P (aria buclei V

– P) si energia cinetica sau lucrul kinetic (LK)

LMEt = P · DV + ½ mv2

Energia cinetica

½ mv2, unde m este masa sangelui ejectat iar v, velocitatea

ejectiei - reprezinta energia necesara accelerarii coloanei de

sange in cursul ciclului cardiac;

acopera mai putin de 1% din lucrul extern total in cordul

sanatos, dar creste abrupt in stenoza aortica (= ingustarea

orificiului valvular aortic)

Page 83: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Lucrul Mecanic Intern LMI este energia potentiala generata de miocard care nu este

convertita in lucru extern, ci mentine tensiunea activa si se

exteriorizeaza prin energie termica

Este costul energetic pentru contractia izometrica

Presiunea pe care ventriculul trebuie sa o invinga in cursul

ejectiei (presiunea aortica sau din AP, postsarcina) este

determinantul major al LMI

Formula: k · T · Dt , unde T este tensiunea in peretele

ventricular, Dt – timpul in care ventriculul mentine aceasta

tensiune, iar k – constanta de proportionalitate

Page 84: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Consumul Energetic Total

Energia totala transformata pe parcursul unui ciclu cardiac este

egala cu suma lucrului mecanic extern total exercitat asupra

sangelui si energia potentiala (LMI):

CET = P · DV + ½ mv2 + k · T · Dt

Energia provine in special din metabolizarea oxidativa a

acizilor grasi, lactatului sau glucozei

CET se coreleaza direct cu consumul miocardic de oxigen (QO2)

Page 85: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Randamentul Mecanic al Cordului Este raportul dintre lucrul extern efectuat si costul energetic total

din cursul sitolei, LMEt/CET

Poate fi definita si ca relatia dintre lucrul mecanic efectuat de

miocard si consumul miocardic de oxigen (LMEt/ QO2)

! Nu trebuie confundata cu eficienta ejectiei ventriculare, care

este estimata de fractia de ejectie (FE = VS/ VTD)

Eficienta maxima a cordului sanatos este cuprinsa intre 20 si

25%; in insuficienta cardiaca aceasta poate sa scada pana la 5 -

10%

Consumul de oxigen pt un ciclu cardiac este, in concluzie, 20 -

25% investit in LMEt si 75 - 80% in LMI tensiunea parietala

(care se coreleaza in principal cu TA - postsarcina, dar si cu VTD

- presarcina) este principalul determinant al consumului

miocardic de oxigen TA trebuie mentinuta in limite normale la

pacientul cu boala miocardica ischemica

Page 86: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Debitul Cardiac Reprezinta cantitatea de sange pompata de fiecare ventricul intr-

un minut:

Debitul cardiac = Volum sistolic x Frecventa cardiaca

DC = 70 ml x 72 batai/ min aprox. 5 litri/ min in conditii de repaus

Indicele cardiac = DC raportat la suprafata corporala; valori

normale in conditii de repaus: 3.2 ± 0,5 l/ min/ mp de suprafata

corporala

Este considerat un indicator global al eficientei pompei cardiace

Page 87: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Determinarea Debitului Cardiac

Principiul Fick

Metoda dilutiei unui indicator

Metoda termodilutiei

Page 88: Proprietatile Mecanice ale Cordului - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Proprietati_Mecanice.pdf · Exemple: agonisti adrenergici, glicozizi cardiaci (derivati

Bibliografie

Boron and Boulpaep, Fiziologie Medicala, editia a 3-a, Hipocrate

2017 (pag. 507 – 510, 517- 525, 532)

Dan Dobreanu ‘Fiziologia Inimii’, Targu-Mures University Press,

2007 (pag. 61 – 81)


Recommended