curs 7 - mgsii.files.wordpress.com · contractia organ versus contractia unitatilor motorii ... -...

CURS 7 FIZIOLOGIA SISTEMULUI

CARDIOVASCULAR

INIMA

organ musculo-cavitar- cu formă conică

Peretele inimii are 3 straturi: 1. endocard- ţesut endotelial 2. miocard- muşchiul striat cardiac cuprinde: - celule specializate in contractie - celule celule specializate in geneza si

conducerea impulsurilor -grosimea peretelui VS > 3-4ori VD 3. pericard-membrana externa - foita viscerală şi parietala- cavitatea pericardică, -cu un strat

fin de lichid

Martini F, Ober WC, Nath JN, Bartholomew EF, Petti K. Visual anatomy and physiology, 2011

FIBRE MUSCULARE CARDIACE- structura

MUSCHI CARDIAC- striat si se contracta prin alunecarea filamentelor

- Fibre musculare scurte, ramificate si interconectate

- Fiecare fibra contine 1 (max 2) nucleu central

- Sp intercelular- Tesut conjunctiv lax- endomisium- ce contine o serie de capilare

- Tes conjunctiv lax- conectat cu scheletul fibros cardiac care actioneaza ca si tendon

• MIOCARD- SINCITIU FUNCTIONAL- celulele musculare cardiace sunt conectate mecanic, chimic si electric


• Membrana plasmatica a celulelor cardiace adiacente- se leaga prin discuri intercalare- contin desmozomi si gap junctions

• desmozomi previn separarea celulelor adiacente in timpul contractiei

• gap junctions- perimit ionii sa treaca de la o celula la alta- transmitere de curent

SINCITIU FUNCTIONAL


• mitocondrii- 25–35% din vol cel cardiace- ofera rezistenta la oboseala !!!!!!

• miofibrile- compuse din sarcomere

- Sarcomere disc Z, banda A si I- miofilamente

- miofibrilele m cardiac- variaza in diametru- intre ele mitocondrii

- Benzi mai putin vizibile vs m scheletic

Marieb EN, Hoehn K. Anatomy and Physiology 2013

Tortora G, Derrikson B. Principles of anatomy and physiology 12th edition, 2009

Fox SR. Human Physiology 2011


• Sistemul eliberator de calciu- mai putin elaborat

- tubii T- invaginatii ale sarcolemei - mai largi si mai putini- vs m scheletic - intra in celule- odata pe sarcomer- in

zona discurilor Z - Reticulul sarcoplasmic- este mai simplu si nu

prezinta cisternele largi din m scheletic

- Fibrele M cardiac NU prezinta triada

PARTICULARITATI- m cardiac

• 1. STIMULARE – unele celule cardiace- autoexcitabile

Initiaza propria depolarizare- dar si a cordului SPONTAN SI RITMIC- automatism/autoritmicitate

• 2. Contractia organ versus contractia unitatilor motorii

• TOT SAU NIMIC- contractia are loc unitar- unitate contractila datorata gap junctions- undele de depolarizare trec de la o celula la alta prin pasajul ionic la nivelul gap junctions.

PARTICULARITATI- m cardiac

• 3. Perioada refractara absoluta

• Perioada inexcitabila- canale de Na sunt deschise sau inactivate

• M cardiac-200 ms aprox egal cu contractia

• !!! Previne contractiile tetanice

Similitudini m cardiac/scheletic

• Contractia m cardiac- trigger- PA

- 1% din fibrele cardiace sunt autoritmice- “self ritmic”- depolarizare spontana

- Majoritatea- fibre miocardice contractile

- Secventa evenimentelor care duc la contractie- similara cu cea din m scheletic

Martini F, Ober WC, Nath JN, Bartholomew EF, Petti K. Visual anatomy and physiology, 2011

PROPRIETATILE MIOCARDULUI

• 1. AUTOMATISM

• 2. CONDUCTIBILITATE – functia dromotropa

• 3. RITMICITATE- functia cronotropa

• 3. CONTRACTILITATE- functia inotropa

• 5. EXCITABILITATE- functia batmotropa

1. AUTOMATISM CARDIAC

• AUTOMATISM CARDIAC- definitie • ABILITATEA M CARDIAC DE A SE DEPOLARIZA SI DE A SE

CONTRACTA- intrinseca - nu depinde de SN - TRANSPLANT CORD!!!! -DAR!!!! are inervatie autonoma- poate modifica ritmul

cardiac de baza • FIBRE MUSCULARE CARDIACE SPECIALIZATE- AUTORITMICE - implicate in geneza si conducerea impulsurilor nervoase - Genereaza PA – trigger pentru contractiile cardiace - 1% din fibrele m cardiac


• FIBRE MUSCULARE CARDIACE SPECIALIZATE-

• actioneaza ca un pacemaker- dau ritmul excitatiei electrice si determina contractia cardiaca

• 2. formeaza un sistem de conducere- fibre musculare cardiace specializate- excitatia- progreseaza si cuprinde intreg cordul

- sistemul de conducere asigura- stimularea A si a V in vederea contractiei= INIMA POMPA EFICIENTA


• FIBRE MUSCULARE CARDIACE SPECIALIZATE-

• Nodul SA- perete posterior al AD • nodul AV (Aschoff-Tawara)- port inf a sept interatrial • Fascicului Hiss

• reteaua Purkinje – retea subendocardica

PA IN CELULELE PACEMAKER

CELULE CARDIACE PACEMAKER – CELULE AUTORITMICE-

- Diferite fata de cel contractile-

- Celule autoritmice- mici, contin putine fibre contractile

- Nu au sarcomere organizate- nu contribuie la forta contractila a cordului

- potential de repaos instabil care se depolarizeaza continuu- deplasare spre atingerea pragului

• Potential de membrana instabil= POTENTIAL PACEMAKER SAU PREPOTENTIAL- determina contractia ritmica

PA IN CELULELE PACEMAKER

• 1 Pacemaker potential

• 2 Depolarizare

• 3 Repolarizare

1 Pacemaker potential.

Datorat proprietatilor speciale ale canalelor ionice din sarcolema • Se datoreaza: • canalelor de K • Canalelor de Na • Canalelor de Ca

• hiperpolarizarea la sf PA-reducerea permeabilitatii pentru K- inchiderea

canalele de K datorata revenirii membranei la potentiale negative

• deschiderea canalelelor lente de Na – la valori negative ale potentialului de membrana- Influxul de Na altereaza balanta intre pierderea de K si intrarea Na- interiorul membranei devine tot mai putin negativ

• Canalele de Ca- se deschid scurt- influx Ca (canale de tip T)

2 Depolarizare

• Atunci cand potentialul pacemaker atinge pragul - declansarea PA

• Depolarizarea se datoreaza- deschiderii canalelor de Ca (de tip L)- permit intrarea exploziva a acestuia din spatiul extracelular

- Rezulta- in celulele pacemaker- influx de Ca care produce faza de crestere a PA si inverseaza potentialul de membrana

• Depolarizare mai lenta in raport cu canalele de Na voltaj- gated- propagarea este mai lenta – explica transmiterea lenta a excitatiei prin nodul AV

3 Repolarizare

• Canalele de Ca se inchid • Diminuarea PA- si repolarizarea reflecta DESCHIDEREA

canalelor K si efluxul de K din celula

• ATUNCI CAND REPOLARIZAREA ESTE COMPLETA- canalele de K se inchid- efluxul de K scade- si se reinstaleaza depolarizarea lenta spre valoarea prag

• Revenirea la potentiale negative reactiveaza mecanismul de pacemaker si ciclul se repeta

Vander’s Human Physiology, 13th edition, 2014

PA IN FIBRELE MIOCARDICE CONTRACTILE

• Celulele miocardice contractile- POTENTIAL MEMBRANAR DE REPAOS DE - 90 mV

• PA initiat de nodulul SA este transmis prin sistemul de conducere si se raspandeste- determina excitatia si contractia fibrelor contractile ale A si ale V


●1 Depolarizare- DE LA -90 mV la +30 mV

- sub actiunea PA din fibrele vecine- in fibrele contractile se

atinge o valoare prag- se deschid canalele de Na voltaj dependente- feedback pozitiv

- canale de Na “rapide”- se deschid f rapid - Na intra in celule- deoarece!!!!! - intrarea Na determina- DEPOLARIZARE RAPIDA - determina faza ascendenta a PA de la -90 mV la +30 mV

• Perioada f scurta- canalele de Na se inactiveaza rapid si influxul de Na

scade


●2 FAZA DE PLATOU- perioada de mentinere a depolarizarii - se datoreaza canalelor lente de Ca din sarcolema - fluidul interstitial- conc Ca!!!! - INFLUX de Ca determina tot mai mult eliberarea calciului din reticulul

sarcoplasmic (RS) in citosol prin canale aditionale din membrana RS - trigger pentru contractie - canalele de K voltage-gated -inainte de instalarea fazei de platou

unele canale de K se deschid permitand ionilor de K sa paraseasca fibra contractila

!!!! DEPOLARIZAREA este sustinuta in faza de platou deoarece influxul de Ca balanseaza

efluxul de K - 0.25 s - pot de membrana aprox 0 mV !!!!! Neuron, m scheletic- lipseste faza de platou


• ●3 FAZA DE REPOLARIZARE- revenirea la potentialul de repaos

• Dupa o intarziere- specific prelungita in m cardiac- se deschid alte canale de K

• Efluxul de K reface potentialul de membrana negativ

• Canalele de Ca din sarcolema si RS se inchid- contribuie la repolarizare

2. CONDUCTIBILITATE- functia dromotropa

- Definitie-

- Are loc prin:- tesut miocardic si

- tesut specific

Nodul sinoatrial

Nodul artrioventricular

Fascicul His

Reteaua Purkinje

Nodul sinoartrial NSA

• 1 NSA in atriul drept- inferior Venei cave superioare

• PA se raspandeste in miocard-atrii- de la celula la celula via gap junctions.

• Cea mai rapida rata de depolarizare!!!!

Silverthorn’s Human Physiology, 2013

Nodul atrioventricular NAV

• 2. de la nodul SA- depolarizarea se imprastie via cailor internodale spre NAV- aflat in portiunea inf a sept interatrial – sinus coronarian

• In NAV- impulsurile intarzie 0.1 s- permit atriilor sa raspunda si sa finalizeze contractia inainte de contractia V

• INTARZIERE- reflecta diametru redus al fibrelor-

- putine gap junctions

NAV conduce impulsuri mai lent- “just as traffic slows when cars are forced to merge from four lanes into two”


Fasciculul lui Hiss

• 3. de la NAV- PA se transmite prin fasciculul His aflat in partea superioara a sept interventricular

• Fascicului lui His- ramura dreapta si ramura stanga

• Atriile si Ventriculele NU sunt conectate prin gap junctions.

• Nodul AV si Fascicului His- singura conexiune electrica intre A si V

Reteaua Purkinje

• 4. Reteaua Purkinje- Retea subendocardica- putine miofibrile

• Reteaua Purkinje- continua calea de conducere interventriculara- penetreaza in apex- si apoi se indeapta superior spre peretii ventriculelor-

• Depolarizarea ventriculara depinde de fibrele retelei Purkinje si de transmiterea impulsului de la celula la celula via gap junctions intre celulele musculare ventriculare

• Reteaua subendocardica a ventriculului stang este mai bine

reprezentata fata de cea a V drept • !!!! FINAL- contractie eficienta care impinge sangele spre valve

“like squeezing a tube of toothpaste from the bottom up”


2. CONDUCTIBILITATE- functia dromotropa REZUMAT

• 1. Depolarizarea NSA

• 2. Transmiterea activitatii electrice spre NAV prin cai internodale

• 3. Depolarizarea se raspandeste incet in atrii- Conductibilitatea este incetinita la nivelul NAV

• 4. Depolarizarea se deplaseaza rapid prin sistemul de conducere ventricular spre apex

• 5. Unda de depolarizare se raspandeste de la apex spre baza inimii

2. CONDUCTIBILITATE- functia dromotropa

• Influentata de:

- Factori fizici- caldura- creste conductibilitatea

- frig- scade conductibilitatea

- Substante medicamentoase- digitala reduce C

- Impulsuri simpatice- cresc viteza de conducere

- Impulsuri vagale- intarzie conducerea

3. RITMICITATE-functia cronotropa

Definitie- proprietatea inimii de a emite ritmic impulsuri datorate tesutului nodal cardiac

Ritm cardiac- impus de nodulul sinoatrial- 70-80/min NAV- 40-60/min F Hiss/Reteaua Purkinje- 20-40/min - atletii- 50/min sau mai redus - stari agitatie, emotii- >125/min - copii vs adulti - modelat de factori neurvosi si hormonali

SILVERTHORN


• Reglare

- factori nervosi- SNS si SNPS



• CONTROL PARASIMPATIC - ACETILCOLINA

- Ach- activeaza rec muscarinici colinergici ce influenteaza canalele de K+ si Ca2+ in celulele pacemaker - - permeabiliatea pentru K- creste- hiperpolarizarea celulelor

- potentialul pacemaker incepe la o valoare mai negativa

- permeabilitatea pentru Ca2+ a pacemaker scade - scaderea permeabilitatii reduce rata la care potentialul pacemaker se depolarizeaza

- timp prelungit pt a atinge valoare prag- intarzie instalarea PA

REDUCE FRECVENTA CARDIACA


• CONTROL SIMPATIC- CATECOLAMINE

• Catecolamine- cresc fluxul de ioni prin canalele Na si Ca - Cresc rata de depolarizare a pacemaker - celulele ating pragul PA rapid - Cresc rata PA

• EFECTE- se leaga si activeaza rec b1-adrenergici de la nivelul

celulelor auto-ritmice • b1-receptorii folosesc cAMP ca mesager de ordin 2- modificarea

transportului ionic de la nivelul canalelor

• Cresterea permeabilitatii – pentru Na+ si Ca2+ in timpul fazei de pacemaker potential- grabeste depolarizarea si Frecventa Cardiaca

CRESTE FRECVENTA CARDIACA


• CONTROL TONIC-

• in conditii de rapaus- activitatea cardiaca este dominata de SNPS- cu efecte inhibitorii

• Cordul- tonus vagal

• Blocarea tonusului vagal- determina cresterea frecventei cardiace cu 25 batai/min


• Factori chimici - Calciu ↑- acc ritm cardiac- opreste inima in

sistola - calciu ↓ determina insuficienta mecanica- oprire

instantaneu - crestere a K- rareste ritm cardiac- oprire in

diastola- determina hiperpolarizare - digitala- rareste ritm cardiac Factori fizici-

4. CONTRACTILITATEA- functia inotropa

Contractia- similara m scheletic

• Nu atat de rapid ca in m. scheletici

• Raspuns tot sau nimic

• Actina, Miozina, Troponina, tropomiozina

• Troponina- proteina receptoare de Ca


• Contractia incepe la ms dupa depolarizare

• Tensiunea musculara se dezvolta in timpul platoului si atinge varful dupa sf platoului- Tensiunea max- in timpul repolarizarii

• Relaxarea- la 50 ms dupa restabilirea Potential de Repaos

• Nu se tetanizeaza • M cardiac- AP- dureaza 200 ms iar tensiunea persista-

200 ms sau peste-


• CATECOLAMINE, DIGITALA- cresc contractilitatea

• Creste- odata cu cantitatea de calciu-

. 4. CONTRACTILITATEA- functia inotropa

• CATECOLAMINE cresc depozitele de Ca- fosfolamban- • ↑ activitatea Ca2+-ATPazei din RS- concentreaza Ca2+ in RS- ↑ Ca2+

disponibil pentru a fi eliberat

• ↑ Calciu citosolic- mai multe punti active • Forta de contractie e proportionala cu nr puntilor active

• Catecolaminele- cresc forta de contractie - scurteaza durata de contractie Cresterea Ca2+-ATPazei- grabeste indepartarea Ca2+ din citosol - Reduce timpul de fixare a Ca2+ de troponina - Reduce timpul activ al puntilor de miozina


DIGITALICE- glicozide cardiace-Digitalis purpurea digitoxina- ouabain-

• Cresc contractilitatea prin incetinirea indepartarii Ca2+ din citosol

• Depreseaza activitatea Na+-K+-ATPazei in toate celulele

• Na+ se acumuleaza in citosol- gradient de concentratie gradient pt Na+ SCADE

• SCADE ENERGIA PENTRU TRANSPORT ACTIV indirect

5.Excitabilitatea- functia batmotropa

• Definitie- proprietatea celulelor vii de a raspunde la stimuli

• EXCITATIA= DEPOLARIZAREA SARCOLEMEI

• EXCITATIA- transmisa tuburilor transversali si discurile intercalare

• CUPLARE EXCITATIE CONTRACTIE- prin depolarizarea sistem sarcoplasmic longitudinal- aflat in contact cu sistemul tubular transversal- eliberarea Ca stocat

• Ca provine si din lichidul extracelular

CUPLARE EXCITATIE CONTRACTIE

• 1. Potential de actiune- in celulele contractile • 2. Deschiderea canalelor de Calciu L din membrana celulara

• 3. calciu intra in celula

• 4. Calciu care a intrat in celula- stimuleaza eliberarea de calciu din RS ELIBERARE DE CALCIU INDUSA DE CALCIU Calciu din RS- 90% din Ca2+ necesar pentru contractia musculara 10% din Ca- din spatiul extracelular

• 5. Legarea Calciului de troponina

• 6. contractia are loc similar m scheletic

Relaxarea

• 7. Relaxarea- similara m scheletic

Reducerea Ca citoplasmatic- Ca2+ se desprinde din troponina, miozina se decupleaza de actina- filamentele revin la pozitia de repaus

• 8. Ca2+ este transport inapoi in RS prin Ca2+-ATPaza

• 9. Ca2+ indepartat in afara celulei la schimb cu Na+ via Na+-Ca2+ exchanger

1 Ca2+- la schimb cu 3 Na+

• 10. Na care intra in celula este indepartat apoi de catre Na+-K+-ATP aza

5.Excitabilitatea- functia batmotropa

• !!!! Cresterea conc Ca citosolic in timpul excitatiei- determinant major al fortei de contractie-

• !!!! forta de contractie este crescuta daca o cantitate mai mare de Ca este eliberata din RS

Inexcitabilitatea periodica a inimii

• Perioada refractara absoluta- perioada din timpul si dupa un PA cand o membrana excitabila nu poate fi re-excitata

• Inactivarea can de Na

• Per refractara absoluta- durata= contractia absoluta (aprox 250 msec)

• Excitabilitatea reapare- cand repolarizarea atinge valoarea de -55mV

curs 7 - mgsii.files.wordpress.com · contractia organ versus contractia unitatilor motorii ... -...

Documents