2017. 11. 02. 1 A szív élettana • 27. A szívizom strukturális és funkcionális sajátságai, a szívizom anyagcseréje; az akciós potenciál jellemzése; elektromechanikai csatolás; a szívizom kontrakciós erejének befolyásolása. • 28. A mechanikai szívciklus. A szív munkavégzése (bal kamra munkadiagramja. • 29. A keringési perctérfogatot meghatározó tényezők. Frank- Starling-szívtörvény. • 30. A szívizom celluláris elektrofiziológiája. Elektrokardiográfia. Dr. Kékesi Gabriella I. Anatómiai ismeretek II. A szív celluláris elektrofiziológiája III. Szívizom összehúzódásának élettana IV. Mechanikai szívciklus V. Szívműködés szabályozása VI. Elektrokardiogramm – EKG
28
Embed
A szív élettana - Szegedi Tudomá · PDF fileHarántcsíkolt izom simaizom I.e) Szívizom •A rostokban jellegzetes a „csíkolat”....
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
2017. 11. 02.
1
A szív élettana
• 27. A szívizom strukturális és funkcionális sajátságai, a szívizom anyagcseréje; az akciós potenciál jellemzése; elektromechanikai csatolás; a szívizom kontrakciós erejének befolyásolása.
• 28. A mechanikai szívciklus. A szív munkavégzése (bal kamramunkadiagramja.
• 29. A keringési perctérfogatot meghatározó tényezők. Frank-Starling-szívtörvény.
• 30. A szívizom celluláris elektrofiziológiája. Elektrokardiográfia.
Dr. Kékesi Gabriella
I. Anatómiai ismeretek
II. A szív celluláris elektrofiziológiája
III. Szívizom összehúzódásának élettana
IV. Mechanikai szívciklus
V. Szívműködés szabályozása
VI. Elektrokardiogramm – EKG
2017. 11. 02.
2
Szív
• Zárt keringési rendszer „pumpája”
• Nyomásgrádienst generál, mely a vér áramlási irányát meghatározza– Passzív billentyű funkció
• Feladata: Változó szöveti igények kielégítése a mindennapi élet során
Az orvosi élettan tankönyveFonyó Attila (2011) 9-1. ábra. A nagy és a kis vérkör soros és párhuzamos kapcsolása
• 4 g/ttkg (250-350 g)
• 150 mm x 110 mm – „ökölnyi”
• Mellkasban, szegycsont mögött, középvonaltól kissé balra (situs inversus)
• Határai: tüdő, rekeszizom, nyelőcső, mellkasfal
I. a) A szív mérete, elhelyezkedése, felépítése
septum cordis
2017. 11. 02.
3
• Pericardium (szívburok): fali és viszcerális lemez (epicardium)– Védőhártya; szalagok segítségével rögzítés
• Szívfal:– Myocardium - izomréteg
– Endocardium (szív belhártya) - kötőszövet
I. b) A szívfal szerkezete
I. c) Szívbillentyűk
Szívbillentyűk zárt/nyitott helyzetét a két oldaluk felől rájuk nehezedő nyomás különbsége határozza meg –
PASSZÍV
Nyitott helyzetben a billentyűk mögötti és előtti nyomás párhuzamosan változik
•A rostokban jellegzetes a „csíkolat”.•Több sejtmag a rostok perifériáján van.•A rost átmérője: 50 - 100 mm.•A rostok akár 10-20 cm hosszúak.
•Megnyúlt orsó alakú rostok a jellemzői. •Megnyúlt sejtmag a rost közepén helyeződik.•A rost átmérője: 5-6 mm, a rosthossz néhány cm lehet.
• Csak a szívben található izomtípus.• A rostjai összeolvadnak, és a sejtmagok a rost közepén helyezkednek el.• A rost átmérője: 10-15mm, ami elágazó és néhány cm hosszú is lehet.• Aktin és miozin szarkomerekbe rendeződik• Intercalaris korongok – gap junction - syncytium
2017. 11. 02.
5
intercalariskorongok
sejtmag
szívizomsejt
mitokondrium
I. Anatómiai ismeretek
II. A szív celluláris elektrofiziológiája
III. Szívizom összehúzódásának élettana
IV. Mechanikai szívciklus
V. Szívműködés szabályozása
VI. Elektrokardiogramm – EKG
VII. Coronaria keringés
2017. 11. 02.
6
II. A szív celluláris elektrofiziológiája
Az orvosi élettan tankönyve. Fonyó Attila (2011) 10-1. ábra . Az emberi szív ingerképző és ingerületvezető rendszere. Shepherd, J. T., Vanhoutte, P. M. (1979): The Human CardiovascularSystem: Facts and Concepts. Raven Press, New York, 1979 alapján módosítva. A) Az emberi szív ingerképző (pacemaker) és ingerületvezető rendszere. B) A sinuscsomó és az AV-csomó közötti lehetséges gyors ingerületvezetési utak. Az ábrán bemutatjuk az AV-csomó eltérő vezetési tulajdonságú különböző részeit
Pacemaker sejtek Munkaizomzat syncytium
Szív ingervezetéseMyocyta/rost Vezetési
sebesség (m/s)
Ingerképzési frekvencia
Sinus(SA)csomó <0,01 100/perc
Pitvari myocyta 1,0-1,2
Atrioventricularis(AV)csomó
0,02-0,05 40-55/perc
His-köteg 1,2-2,0 25-40/perc
Purkinje-rostok 2,0-4,0
Kamrai myocyták 0,3-1,0
Sir Arthur Keith (skót anatómus)
SA csomó felfedezése
Karl Albert Ludwig Aschoff(német patológus)
AV csomó
Wilhelm His, Jr.(svájci kardiológus és anatómus)
His-köteg
Jan Evangelista Purkyně(cseh anatómus és fiziológus)
Purkinje-rostok
2017. 11. 02.
7
10-4. ábra . A különböző szívrészek intracellulárisan elvezetett lassú és gyors akciós potenciáljai (Fonyó A. 2011)
Nodális szövet: SA- és AV-csomó
• Spontán depolarizáció
• Fluktuáló nyugalmi membránpotenciál: nem működnek a gyors ff. Na+ csatornák
• Akcióspotenciál– Gyors – ff. Na+ és Ca2+ csatornák
– Plató
– Nagy amplitúdó
– Gyorsan terjed
Bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbv
Bbbbbbbbbbbbbbbbbbv
2017. 11. 02.
8
Szív munkaizomzatának akciós potenciálja
idegsejt vázizom simaizom SZÍVIZOM
Nyugalmi membránpotenciál (mV)
-80-90 -80-90 -40-60 -80-90
AP időtartama (ms) 0,2-2 1-5 20-300 200-300
Késés ideje (ms) 1-4 50 0
Kontrakció időtartama (ms)
10-100 200-3000 300
Akciós potenciál mechanizmusa
Na+
beáramlásNa+
beáramlásCa++
beáramlásNa+ és Ca++
beáramlás
Beidegzés szomatikus vegetatív vegetatív
9-1. ábra. A nagy és a kis vérkör soros és párhuzamos kapcsolása
I. Anatómiai ismeretek
II. A szív celluláris elektrofiziológiája
III. Szívizom összehúzódásának élettana
IV. Mechanikai szívciklus
V. Szívműködés szabályozása
VI. Elektrokardiogramm – EKG
VII. Coronaria keringés
2017. 11. 02.
9
Elektromechanikai csatolása a szívizomban
1. Akciós potenciál a szívizomsejt membránján
2. L-típusú kalcium csatorna (ff.) nyílása → Ca++-tranziens (10%)
3. Kalcium-calmodulin komplex
4. Kalcium-indukált kalcium felszabadulás (SR-ryanodin r.) (90%)
5. IC kalcium szint emelkedés
6. Ca++-troponin C kapcsolódás; ATP
7. Akto-miozin komplex
8. Elcsúszás - kontrakció
• Nyugalmi kalcium szint visszaállítása Primer kalcium pumpa (SERCA)
Na+-Ca++-cserélő a sejtmembránban
• Szívizom ellazulása
2017. 11. 02.
10
1. Vázizomban a nyugalmi rosthosszúság megközelíti az optimális hosszt, mely maximális kontrakciót eredményez
2. A passzív feszülés hamarabb jelentkezik és meredekebben emelkedik szívizomban3. Az aktív hossz-feszülés görbe szívizom esetén azt mutatja, hogy kismértékű sarcomerhossz-
változás jelentősen befolyásolja a feszülést:a) Jobb átfedés a kontraktilis filamentumok között b) Filamentumok kalcium-szenzitivitása emelkedik → nagyobb szarcomerhossznál több
Troponin C köt kalciumot, ezzel emelve a kereszthídkötési ciklusok számát
4. Normálisan a görbének csak a felszálló szárán működik a szívizom (2.6 µm felett szakadás veszélye)
Szívizom kontrakciós erejének befolyásolása
1. Kezdeti sarcomerhossz – Frank-Starling szívtörvény – „heterometriás” szabályozás
2. SY idegrendszer – „homometriás” szabályozás (β1 receptor)
3. Extracelluláris kalcium koncentráció emelése (Coffein: SR Ca++ felszabadulás NŐ)
a) Kevés: csak szisztolé alatt
b) Sok: diasztolé alatt is – ellazulást rontja
4. Na-K-pumpa részleges gátlása (szívglikozidok)
2017. 11. 02.
11
Szívglikozidok
Digitalis purpureaPiros gyűszűvirág
(digitoxin)
Az akciós potenciál és a mechanikai válasz időbeli lefolyása
2017. 11. 02.
12
I. Anatómiai ismeretek
II. A szív celluláris elektrofiziológiája
III. Szívizom összehúzódásának élettana
IV. Mechanikai szívciklus
V. Szívműködés szabályozása
VI. Elektrokardiogramm – EKG
VII. Coronaria keringés
A mechanikai szívciklus során lejátszódó változások
Diasztole Szisztole
A szív nem raktároz vért!
2017. 11. 02.
13
Mechanikai szívciklus
fázisok Időtartam
(ms)
Semilunarisbillentyű
Atrioventricularisbillentyű
Nyomás-változás
Térfogat-változás
DIASZTOLE
530 msProtodiasztole 40 Záródik Zárt ↓ Nem
változik
Izovolumetriásrelaxáció
80 Zárt Zárt ↓ Nem változik
Izotóniás relaxáció
Gyors telődés
100 Zárt Nyitott Nem változik
↑
Lassú telődés
210 Zárt Nyitott Nem változik
↑
Pitvari szisztole
100 Zárt Nyitott Enyhén ↑
↑
SZISZTOLE270 ms
Izovolumetriáskontrakció
50 Zárt Zárt ↑ Nem változik
Ejekció Gyors ejekció
90 Nyitott Zárt Enyhén
↑↓
Lassú ejekció
130 Nyitott Zárt Nem változik
↓
Izovolumetriáskontrakció
Ejekció(gyors, lassú)
Izovolumetriásrelaxáció
Gyors telődés
Lassú telődés
Pitvar szisztole
Aorta nyomása
pitvar nyomása
Bal kamra nyomása
Kamra térfogata
EKG
Szívhangok
Izotóniás relaxáció
szisztole szisztolediasztole
Nyo
más
(H
gmm
)Té
rfo
gat
(ml)
2017. 11. 02.
14
10-6. ábra . A szívciklus során lejátszódó változások (Fonyó A. 2011)
10-7. ábra . A jobb pitvari nyomásingadozások és a vena jugularis externa térfogatingadozásai a szívciklus alatt. Little, R. C., Little, W. C. (1989): Physiology of the Heart and Circulation. 4. kiadás, Year Book Medical Publ. Chicago ILL alapján. A felső (színes) görbén a v. jugularis externán regisztrált térfogatváltozás (vénapulzus), az alsó (fekete) görbén a jobb pitvar nyomásingadozásai láthatók. A függőleges szaggatott vonalak jelzik, hogy a vénapulzus később következik be, mint az azt létrehozó pitvari nyomásváltozás
10-13. ábra . A bal kamrai nyomás-térfogat diagram származtatása. A) A bal kamrai nyomás- és térfogatváltozások. A felső görbe a kamrai nyomás-, az alsó görbe a kamrai térfogatváltozás időbeli ábrázolása. Billentyűzűrás és -nyílás: a abicuspidalis billentyű záródása; b az aortabillentyű nyílása; c az aortabillentyű záródása és d a bicuspidalisbillentyű nyílása. B) A bal kamrai nyomás-térfogat (munka)diagram, amelyet az ábra bal oldalán szereplő adatokból szerkeszthetünk meg. Az a–b vonal az izovolumetriás összehúzódásnak, a b–c vonal a gyors és csökkent ejekciónak, a c–d vonal az izovolumetriás ellazulásnak és a d–a vonal a gyors és csökkent diasztolés telődésnek felel meg. Az abszcisszán jelöltük a verőtérfogatot és a kamrai rezervtérfogatot
Diasztoléstelődés
Ejekció
Izovolumetriáskontrakció
Izovolumetriásrelaxáció
• Alapja:
– UH hullámos visszaverődésén alapuló képalkotó eljárás
• Előnye:
– nem invazív
• Mire használható?
– Működő szív és nagyerek geometriai adatainak meghatározása
– szív térfogatváltozásainak nyomonkövetése
– verőtérfogat meghatározás
– billentyűk mozgásának megfigyelése
Echokardiográfia
2017. 11. 02.
17
• Végdiasztolés térfogat (EDV): 110-160 ml
• Végszisztolés térfogat (ESV): 40-80 ml
• Pulzus térfogat (SV): 70-80 ml (fizikai munka: 125 ml)
Perctérfogat meghatározásaIntakt kisvérkörBK-JP összekötése egy mesterséges csőrendszerrel
Nincs idegi hatás!!változtatható perifériás ellenállás (utóterhelés)Állítható magasságú vénás tartály (előterhelés)
Coronariakeringés megtartott
2017. 11. 02.
19
10-3. ábra . A szívfrekvencia autonóm idegrendszeri szabályozása. A) Szimpatikus ideg ingerlésének hatása a sinuscsomó ingerképzésére. B) Vagusingerlés hatása a sinuscsomó ingerképzésére
Th1-4
Pozitív chronotrop hatás
Negatív chronotrop hatás
PRELOAD - előterhelés
• Vértérfogat• Vénás rendszer rezisztenciája (SY)• Mellűri nyomás
– „Légzési pumpa”
• Vázizom kontrakció– „izompumpa”
• „Szívó-nyomó” pumpa– Vis-a-fronte: szívó erő, mely a
nagyerekből segíti a vér beáramlását a szívbe• Kamrai szisztole – bázissík lefelé
Starling „szívtörvénye” a munkadiagrammok tükrében
10-14. ábra . A bal kamra nyomás-térfogat diagramja a vénás beáramlás növelését követően (előterhelés). A vízszintes tengely a kamratérfogat, a függőleges tengely a kamrán belüli nyomás: a kezdeti és végső verőtérfogatot vízszintes téglalapok jelzik
10-15. ábra . A bal kamra nyomás-térfogat diagramja az aortanyomás növelését követően (utóterhelés). A fekete kihúzott vonal a kiindulási állapot nyomás-térfogat összefüggése. A szaggatott színes vonallal jelzett diagramon közvetlenül az aortanyomás növekedése utáni nyomás-térfogat összefüggés látható. A folytonos színes vonal jelzi azt az állapotot, amelyben a kamra a növekedett ellenállással szemben kiürítette az eredeti verőtérfogatot
2017. 11. 02.
21
Szívműködés szabályozásaVegetatív idegrendszer hatása
Szimpatikus (SY)• Pozitív chronotrop
– cAMP szint emelése – If áram meredekebb –gyorsabb AP (β1)
• Pozitív inotrop és luzitrop– β1 receptor, cAMP nő, fehérje foszforiláció
– Ca++ beáramlás nő, SR Ca-pumpa aktivitása nő,
– homometriás szabályozás: változatlan rosthosszúság mellett szabályozza az összehúzódás erejét
– Rövidebb ideig tart a kontrakció, gyorsabb relaxáció
• Pozitív dromotrop (AV csomó)– Ca++-csatorna foszforiláció, Ca++-áram
fokozódása
• Pozitív bathmotrop
Paraszimpatikus (PSY)• Negatív chronotrop
– ACh-érzékeny K+-csatorna (M2) –hyperpolarizáció – lassabban éri el a küszöbingert
• referencia elektród: másik két elektród összekötve nagy ellenálláson keresztül
WILSON-féle mellkasi elvezetés
• Frank N. Wilson - 1946
• Unipoláris mellkasi elvezetés
• referencia elektród: végtagi elektródák nagy ellenálláson keresztül
• mérő elektródák: V1-V6
Frontális sík
Horizontális sík
2017. 11. 02.
24
Einthoven-szabály
Jobb deviáció
11-8. ábra. A szívizom egyes területeiről elvezetett akciós potenciál és az EKG-görbe viszonya. A sinus- (SA-) csomó akciós potenciálja nem valósághű (hiányzik a lassú diasztolés depolarizáció), csak jelzi az időviszonyokat
11-9. ábra. A sinus- (SA-) csomótól a kamráig történő ingerületterjedés időösszetevői. AV: atrioventricularis csomó
2017. 11. 02.
25
1. Pitvari depolarizáció- P hullám
2. Teljes pitvari depolarizáció, késés (AV csomó) – PQ szakasz
3. Kamrai depolarizáció kezdete –QRS komplex (egyidejűleg pitvari repolarizáció)
4. Teljes kamrai depolarizáció – ST szakasz
5. Kamrai repolarizáció – a szívcsúcson kezdődik - T hullám
6. Teljes kamrai repolarizáció
depolarizáció repolarizáció
Klinikai rutin EKG
• 12 elvezetés
6 mellkasi V1-V6, 6 végtagi elvezetés: I, II, III, aVR, aVL, aVF