03-Jan-13
1
FIZIOLOGIA SISTEMULUI CARDIOVASCULAR (SCV)
Structura sistemului cardiovascular- pompa
- cameră de admisie - atriiInima dreaptă
- sistem de tuburi:
- cameră de ejecţie - ventriculiip
stângă
- artere, vene, capilare, limfatice- circulaţia sistemică, pulmonară
- reglare, nervoasă, umorală şi locală
ţ , p
- ?
- autoreglare- sistem de reglare
03-Jan-13
2
Structura sistemului cardiovascular- sistem de reglare
-nervoasă sistemică
Ex.
flux sang.musc.-repaus -750ml(4ml/100g)/min
sistemică
-locală-umorală
flux sang.musc. repaus 750ml(4ml/100g)/min
flux sang.musc.-efort- 16000ml(80ml/100g/)min
rata metabolică musc.-efort- 60 x
2Ap.CV
AD AS
2 1
13
VD VS
3
A- atriu; V-ventricul; D-drept; S-stâng; 1.Circulaţia sistemică, 2. Circulaţia pulmonară; 3. Circulaţia limfatică
03-Jan-13
3
ADVS
AD
Funcţiile SCV
1 funcţia de transport1. funcţia de transport
2. funcţia de secreţieţ ţ
03-Jan-13
4
1. Funcţia de transport
- Sânge – debitul cardiac -5L/min
75 ani =400mil L (1000/10/40m)
parametrii circulatori
- presiunep
- flux sanguin
03-Jan-13
5
Distribuţia fluxului sanguin (% debit cardiac) în repaus şi efort fizic
Distribuţia sângelui în SCV
- 91 % circulaţia sistemică
64 % vene- 64 % - vene
- 13 % - artere- 7 % - arteriole şi capilare
- 9 % - circulaţia pulmonară9 % circulaţia pulmonară
03-Jan-13
6
1. Semnificaţii funcţionale ale circulaţiei sanguine
S i i- Substanţe nutritive- Metaboliţi
- Substanţe cu rol de semnalizare
?
- Transport termic – termoreglare
2. Funcţia de secreţie
- peptidul natriuretic atrial (PAN)- NO (EDRF) -
f i i
- vasodilatatorNO (EDRF)
- inhibitor al adeziunii şi agregării plachetare
- factor de hiperpolarizare derivat din endoteliu (EDHF)
03-Jan-13
7
-prostaciclina – PGI2
-endotelina vasoconstrictor ET ET- vasoconstrictor –ETA,ETB2
- vasodilatator – ETB1
-factori implicaţi în EFC
P
Q
R
S
T
Fiziologie integrativă
Fb.A
Fb.Befecte: tahicardie
AVP irigaţie renală
PAN
03-Jan-13
8
Proprietăţile funcţionale ale miocardului
- Excitabilitatea (f. batmotropă)
- Conductibilitatea (f. dromotropă)- Ritmicitatea (f. cronotropă)
- Contractilitatea (f. inotropă)
- Relaxarea (f. lusiotropă)
Miocardul- de lucru- sistemul excitoconducător
03-Jan-13
9
Structura funcţională a fibrei miocardice
Sarcolema - sistem TSarcolema sistem T
- reticul sarcoplasmic
- cisterne sarcolemale
Sarcomer
Rol
Sarcomer
Disc intercalar
Mitocondrii
Structura fibrei miocardice
03-Jan-13
10
Structura fb.
miocardice
Excitabilitatea- condiţie esenţială a vieţii
- relaţia excitabilitate-metabolism- premise
bilit t l ti ă
relaţia excitabilitate metabolism
- sistem de transport ionic membranar
- repartiţie intra- extracelulară a ionilor
- permeabilitatea selectivă a membranei
03-Jan-13
11
Canale ioniceCurent Nume Proteina canal Potential de
reversie (mV)Inhibitori (blocanţi)
I Na Na- curent NAV 1.5 (volataj dependente)
+60 TTX. Lidocaina
I Ca Ca+ curent Cav1.2 (Tip L) +120 Nifedipine ( )Verapamil
IK Repolarizare rapidă IKR
Repolarizare lentă IKS
Ito
Activate de proteina G.ATP+ sensitiv
HERG+miRP1KvLQT1+minKKv4.3 (vgc)
GIRK
-100 Ba2+
Cs +
TEA
If Curent de pacemaker HCN Cs+
situs de ancorareextrcelular
STIM
membrană celulară
poartăproteină fibrilară
intracelular
03-Jan-13
12
intracelular
situs de ancorare
STIM
extrcelular
membrană celulară
proteină fibrilară
membrană celulară
intracelular
Canalopatii cardiace
Sindrom QT prelungit -Viskin 1998- canale de K şi Na
Fibrilatia ventriculara idiopatică-Sindr. Brugada 1992curenti Ito (K)-curenti Ito (K)
03-Jan-13
13
Pompe ionice
- Na+ /K+ - Jens Skou-1997, PN,
- Mecanism de acţiune
citosol
extracelular
ROL
03-Jan-13
14
Pompe ionice- Ca2+- sarcolemale
-mecanism de acţiuneţ
-complex Ca2+ -calmodulină
-sarcoplasmice
-mecanism de acţiune
-Fosfolamban-inhibă pompa
- fosforilare (Prot.K-A AMPc) a Flb ef. inhibitor ?
EEExxxtttrrraaaccceeelll AAA
Pompa de Ca2+ sarcolemală
SSSiiittt ddd lll CCC 222+++
IIInnntttrrraaaccceeelll...
NNN
CCC
SSSiiitttuuusss dddeee llleeegggaaarrreee aaa CCCaaa222+++
SSSiiitttuuusssuuulll AAATTTPPP---aaazzzeeeiii CCCaaalllmmmoooddduuullliiinnnăăă
SSSiiitttuuusssuuulll dddeee llleeegggaaarrreee aaa AAATTTPPP
03-Jan-13
15
Transportor Na+/Ca2+
-structurăstructură
-localizare
-mecanism de transport
-f(x)?
- interelaţii funcţionale
Na+/K+ ATPazăCa2+
ATPază
Ca2+ în fibra miocardică
Reticul sarcoplasmic
Canale de Ca2+
Schimbător Na+/Ca2+
Calsequestrin
p
Ca2+ ATPază
03-Jan-13
16
Concentraţia ionilor (mM) în fibra miocardică
Ioni Extracelular Intracelular
Na+ 140 5-34 K+ 5,4 104 -118Cl- 100 8 79Cl 100 8-79Ca2+ 2-3 0,0002
Faza Curent /canale
0 INa ICa
4
0
4
12
3
0 INa, ICa
1 Ito (K)
2 ICa-L
INa/Ca Na/Ca trasportor
3 IKur
Ikr
IKs
4 IKf4 IKf
03-Jan-13
17
Curenţi membranari-timp dependenţi-controlaţi de voltajţ j
Clsificare
1.Curenţi de Na (INa)2.Curenţi de Ca (ICa)3.Curenţi de K (IK)4.Curenţi de pacemaker
- produşi de influxul de Na prin canalevoltaj-dependente (200/µ² )
1.Curenţi de Na (INa)
j p ( µ )-activarea - 0,1- 0,2 ms-inactivarea ~ 1ms-subunitatea α conţine situsuri de fosforilare prin intermediul PK AMPcfosforilare prin intermediul PK AMPc-dependente
03-Jan-13
18
- determină depolarizarea (F 0) a PAdin miocardul de lucru atrial şi
1.Curenţi de Na (INa)
ventricular şi din reţeaua Purkinje
-participă la F 1 şi F2 a PA dinmiocardul atrial si ventricular
- blocanţi: TTX, anestezice locale(lidocaina - antiaritmic)
- activează curenţii de Ca şi K
- produşi de influxul de Ca prin canalevoltaj-dependente de tip L
2. Curenţi de Ca (ICa)
- activarea ~ 1ms
- determină depolarizarea (F 0) a PAdin NSA şi NAV şi a celulelor invecinateacestor noduli
- inactivarea ~ 10-20 ms
acestor noduli
- participă la F2 a PA dinmiocardul atrial si ventricular
03-Jan-13
19
2. Curenţi de Ca (ICa)- activează deschiderea canalelor dinRS (triada, tetrada) şi iniţiază cuplarea
it ţi t ţi di i dexcitaţie-contracţie din miocard.
-verapamilul, diltiazemul şi nifedipina -blocanţi ale canalelor de Ca de tip L.
- canalele eliberatoare de Ca din RS sunt inhibate de ryanodina şi cafeină
3. Curenţii de K
- curenţi de repolarizare produşi de deschiderea lenta (20-200 ms) adeschiderea lenta (20 200 ms) a canalelor de KV , indusă de depolarizare (F3)
-curenţi de repolarizare iniţială-tip A cutimp de deschidere scurt (F1)
03-Jan-13
20
3. Curenţii de K
- Curenţi activaţi de proteina Gstimularea vagală a NSA şi NAVstimularea vagală a NSA şi NAV
- Curenţi controlaţi de ATP/ADPATP/ADP inhibă canalele KATP/ADP activează canlele K
- efect cardioprotector ischemic
4. Curenţi de pacemaker
C ţi (If) d i i ti- Curenţi (If) produşi prin activarealentă (100 ms), în hiperpolarizare acanalelor cationice nespecifice (Na,K)controlate de nucleotide ciclice (AMPc,GMPc)
03-Jan-13
21
a n ă
(mV
)
+
0overshoot
enţ i
a l
d e
m e
m b
r
d e
p o
l a r
i z
a r
e
prag re p
o l
a r
i z a
r e
potenţial de repaus
p o
te
-
repolarizareposthiperpolarizare
mV
) 0
10
PNa+
nţi
al m
emb
ran
ar (
-50 1.0PK+
PCa2+
0 0.15 0.30
Timp (sec.)
Pot
en
-1000.1
03-Jan-13
22
PA 2ra
nă
(mV
) 0
-50
-100nsa
0
-50
ţial
de
mem
br
0
-50
-100nav
0
0
-50
-100 atriu
Pot
enţ
r.Purkinje
0
-50
-100 300ms
ventricul-100
Ritmicitate...
Celule miocardice embrionare izolate in cultura Imediat dupaCelule miocardice embrionare izolate in cultura. Imediat dupa punerea in cultura se observa contractia celulelor individuale, la diferite ritmuri,
http://www.cellsalive.com/myocyte.htm
03-Jan-13
23
Dupa 2-3 zile in vitro, miocitele se conecteaza prin jonctiuni gap,care asigura activarea si contractia lor sincrona.
r (m
V)
0
PNa+
enţi
al m
emb
ran
ar
-50 PK+
PCa2+
0 0.15 0.30
Timp (sec.)
Pot
e
-100
03-Jan-13
24
(mV
) 0
Perioada refractară
nţi
al m
emb
ran
ar (
-50PRA
PR
R
PE
E
0 50 100 150 200 250 300 ms
Pot
en
-100
(mV
) 0
Perioada refractară
nţi
al m
emb
ran
ar (
-50
0 50 100 150 200 250 300 ms
Pot
en
-100