MORTALITA 8,1 6,2 19,3 4,1 7,9 30,6 23,8 respirační onemocnění úrazy, otravy nádory zažívací onemocnění 8,1 6,2 19,3 4,1 7,9 jiné 30,6 23,8 jiné choroby srdce a cév ischemická choroba srdeční CHOROBY SRDCE A CÉV 54,4

ADAPTACE “…jsou modifikace organismu, které se vyskytují v určitém prostředí či za určitých okolností …nejsou však omezeny jen na změny, které jsou jedinci prospěšné…“ Adolph, 1956

FYLOGENETICKÉ ASPEKTY ADAPTACE SRDCE NA ZÁTĚŽ

ADAPTACE SRDCE NA ZÁTĚŽ obratlovci – relativní hmotnost srdce ELASMOBRANCHIATA 15 druhů TELEOSTEA 84 druhů 7 druhů AMPHIBIA REPTILIA 6 druhů AVES 60 druhů MAMMALIA 21 druhů relativní hmotnost srdce Hess, 1921,Ošťádal a spol.,1967

ADAPTACE SRDCE NA ZÁTĚŽ relativní hmotnost srdce u žab s různým stylem života Hesse, 1921, Ošťádal, 1967

ADAPTACE SRDCE NA ZÁTĚŽ relativní hmotnost srdce u „létajících“ savců Hesse, 1921, Ošťádal a spol., 1967

KREVNÍ ZÁSOBENÍ SRDCE U OBRATLOVCŮ Epikard Endokard Lumen a b c d Ošťádal a spol.1999

ADAPTACE SRDCE NA ZÁTĚŽ ryby – podání katecholaminů kolagenní bílkoviny Ošťádal a spol. 1995

ADAPTACE SRDCE NA ZÁTĚŽ ryby – podání katecholaminů KOMPAKTA / SPONGIOSA Ošťádal a spol., 1995

STUDENOKREVNÝCH ŽIVOČICHŮ NA ZÁTĚŽ ADAPTACE SRDCE STUDENOKREVNÝCH ŽIVOČICHŮ NA ZÁTĚŽ Adaptace srdce studenokrevných živočichů na zátěž se od teplokrevných významně liší: spočívá v přestavbě srdeční svaloviny bez rozvoje srdeční hypertrofie

ONTOGENETICKÉ ASPEKTY ADAPTACE SRDCE NA ZÁTĚŽ

RŮST SRDCE hmotnostní parametry Ošťádal, 1978

RŮST SRDCE proliferace myocytů počet binukleární Li a spol. 1996

OSUD KARDIOMYOCYTŮ V ONTOGENEZE stáří 20-90 let MUŽI ŽENY LK – ztrácí 45 mil myocytů/rok LK – počet se nemění PK – ztrácí 19 mil myocytů/rok PK – počet se nemění Anversa a spol., 2005

51% RŮST KARDIOMYOCYTŮ V PRŮBĚHU ONTOGENEZY příčný průřez (primáti) SAMCI SAMICE 51% 8% Zhang a spol. 2007

RŮST SRDEČNÍ BUŇKY biologická kaskáda PODNĚTY SIGNÁLNÍ DRÁHY mechanické napětí hormonální vlivy cytokiny růstové faktory G - proteiny membrána SIGNÁLNÍ DRÁHY cytoplazma proteinkinázy (> 2000) závislé na G proteinech MAP kinázy cytokiny vápník TRANSKRIPČNÍ FAKTORY jádro geny s rychlou odpovědí (jun, jun B, fos, myc) helix-loop-genes natriuretický peptid kontraktilní proteiny růstové faktory

NORMÁLNÍ RŮST A HYPERTROFIE PROLIFERUJÍCÍ MYOCYT DIFERENCOVANÝ MYOCYT hyperplastický hypertrofický přetížení NORMÁLNÍ RŮST HYPERTROFIE SELHÁNÍ

NORMÁLNÍ RŮST SRDCE abnormální podněty PATOLOGICKÁ HYPERTROFIE

RŮST SRDCE hyperplasie hypertrofie kontroly

SRDEČNÍ HYPERTROFIE tlakové přetížení – tlustší buňky objemové přetížení – delší buňky

ADAPTACE SRDCE NA TLAKOVOU ZÁTĚŽ end-diastolického tlaku Frank-Starlingův mechanismus hypertrofie dilatace minutový objem selhání Pokreisz a spol. 2007

ADAPTACE SERDCE NA TLAKOVOU ZÁTĚŽ buněčná adaptace molekulární adaptace hypertrofie myocytů proliferace fibroblastů apoptóza a nekróza změny krevního zásobení rekapitulace embryonálního genového programu vrozené genetické vady (prostacyklin syntáza) NO mutace BMPR2 serotonin TGF beta signalizace Pokreisz a spol. 2007

ADAPTACE SRDCE NA ZÁTĚŽ 3 1 2 přechodné zhroucení stabilní hyperfunkce vyčerpání a kardiosklerosa akutní dilatace LK časná hypertrofie rozvinutá hypertrofie selhání LK další hypetrofie fibrosa buněčná smrt

“Přechod“ od hypertrofie k srdečnímu selhání není “přechodem“ , ale výsledkem přirozené progrese hypertrofie Katz, 1998

ADAPTACE SRDCE NA ZÁTĚŽI reverzibilita hypertrofie PK mg dny Ošťádal et al.1985

ADAPTACE SRDCE NA ZÁTĚŽ remodelace PK proteiny: Pelouch a spol. 1985

SRDCE A CVIČENÍ

PROTEKCE MYOKARDU JE NA ROZCESTÍ „...za posledních 30 let byly publikovány stovky experimentálních zásahů, schopných ochránit ischemický myokard – žádný z nich však nenašel uplatnění v klinické praxi.“ Bolli a spol., 2005

KARDIOPROTEKTIVNÍ VLIV CVIČENÍ Několik representativních experimentálních studií ukázalo, že jak krátkodobé (t.j. 3-5 dní), tak dlouhodobé (t.j. týdny či měsíce) cvičení snižuje ischemicko-reperfusní poškození Kongres ESC 2010

KARDIOPROTEKTIVNÍ VLIV CVIČENÍ „… co se týče léčby anginy pectoris nemám nic, čím bych mohl pomoci ...snad s jednou vyjímkou: znám člověka, který se rozhodl řezat denně půl hodiny pilou a nikdy neonemocněl…“ W. Heberden (1802)

KARDIOPROTEKTIVNÍ VLIV CVIČENÍ experimentální práce „… srdce potkanů, plavajících 5 týdnů, mají o 30% menší infarkty než zvířata kontrolní…“ Mc Elroy a spol. 1978 DALŠÍ EXPERIMENTÁLNÍ STUDIE AŽ PO R. 2000

KARDIOPROTEKTIVNÍ VLIV CVIČENÍ velikost infarktu – experimentální studie in vivo in vitro % redukce velikosti infarktu ve srovnání s kontrolami Brown a Moore, 2007

KARDIOPROTEKTIVNÍ VLIV CVIČENÍ laboratorní potkan K + MI C - MI 2 4 6 8 10 12 14 16 18 velikost infarktu * French a spol., 2008

KARDIOPROTEKTIVNÍ VLIV VYTRVALOSTNÍHO CVIČENÍ možné mechanismy CVIČENÍ koronární průtok stresové proteiny sarko KATP mito KATP HSP COX - 2 antiox KARDIOPROTEKTIVNÍ FENOTYP Powers a spol. 2008

KARDIOPROTEKTIVNÍ VLIV VYTRVALOSTNÍHO CVIČENÍ HSP 60, HSP 70 * * % kontrolních hodnot Ascensao a spol. 2007

KARDIOPROTEKTIVNÍ VLIV CVIČENÍ MITOCHONDRIÁLNÍ PÓR (maximální rychlost otevření) laboratorní potkan SS IMF 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 Vmax(abs / min) * * kontroly cvičení Kavazis a spol., 2008

SOUHRN adaptace srdce studenokrevných a teplokrevných živočichů na zátěž se významně liší normální růst srdce se děje kombinací hyperplasie a hypetrofie abnormální podnět vede k rozvoji patologické hypertrofie adaptace srdce na zátěž může být kardioprotektivní

MUSÍME CVIČIT ! Keith Haring