Patofyziologie srdce Funkce kardiomyocytu Systolická funkce srdce Diastolická funkce srdce Etiopatogeneze systolické a diastolické dysfunkce levé komory a srdečního selhání

1. Funkce kardiomyocytu Kardiomyocyty obsahují tři propojené systémy: - systém excitační: účastní se šíření akčního napětí do okolních buněk a zahajuje další pochody uvnitř kardiomyocytů (kap. 14) - systém spřažení excitace a kontrakce: mění elektrický signál na chemický - systém kontraktilní: molekulární motor hnaný ATP

Systém spřažení excitace a kontrakce Elektrochemické spřažení mezi sarkolemou a nitrobuněčnými organelami zajišťuje systém intracelulárních membrán (sarkotubulární systém, obr. 1). 1

Spřažení excitace a kontrakce je realizováno kaskádou dvou okruhů pohybu kalciových iontů, jejichž činností se vyvolá vápníkový hrot v cytosolu, indukující stah myofibril (obr. 2). 2

Depolarizace nebo -adrenergní vliv  otevření dihydropyridinových receptorů (DHP)  Ca2+ z tubulů  otevření ryanodinových receptorů  výtok Ca2+ ze SR do cytosolu  spuštění kontrakce Na/Ca antiport vylučuje nadbytečné Ca2+ po proběhnutí akčního napětí – důležitá úloha v relaxaci

Kontraktilní systém Ca2+ + troponin C troponin I vazba můstků na aktin -stimulace  cAMP  PKA  fosforylace a otevření Ca kanálů (DHP) v T-tubulech  Ca/Ca kaskáda  intracelulární Ca2+  zvýšení kontraktility (inotropní účinek) -stimulace fosfolamban SERCA  urychlení relaxační fáze (tzv. luzitropní účinek)

Pojmy “předtížení (preload)” a “dotížení (afterload)” vznikly při experimentování se svalovým preparátem, ale přešly i do klinického názvosloví (obr. 3) 3

Rychlost zkracování myofibrily (svalu) je funkcí předtížení, dotížení a kontraktility (obr. 4)



Kontraktilitu je však těžké odlišit od předchozích, je to jen klinicky vhodné (obr. 5) 5

2. Systolická funkce srdce Velikost dotížení určí velikost vyvíjeného napětí a má vliv na rychlost a rozsah zkracování (obr. 6) 6

Zákonitosti zjištěné na svalovém proužku je možné přenést na dutý svalový orgán. V obou případech se experimentálně dají zavést tři režimy kontrakce: izotonická, izometrická a kontrakce s dotížením (obr. 7)

7

Křivka izometrických = izovolumických maxim představuje zároveň hranici, na které končí jak křivky izotonických kontrakcí, tak kontrakcí s dotížením. Konečná délka svalu na konci kontrakce je tedy přímo závislá na velikosti dotížení, ale je nezávislá na délce svalu před stimulací, tj. na předtížení (obr. 8)

8 Předtížení komory je možné definovat jako enddiastolické napětí ve stěně a dotížení jako její maximální systolické napětí (obr. 9)

9

Laplaceův zákon pro kouli:  =  2h Předtížení myokardu se definuje jako enddiastolické napětí v jeho stěně a dotížení jako jeho maximální systolické napětí Pracovní diagram myokardu se pohybuje mezi křivkou poddajnosti myokardu a mezi křivkou endsystolického tlaku a objemu (ESPVL, která se velmi blíží křivce izovolumických maxim, obr. 10)

10

Pracovní diagram srdce se typicky mění pod vlivem předtížení, dotížení a změněné kontraktility (obr. 11, 8) 11

8

Součet vnější a vnitřní práce je celková mechanická energie kontrakce a ta je přímo úměrná spotřebě kyslíku v myokardu. Tlaková práce srdce spotřebovává více kyslíku než objemová práce, takže účinnost prvé je nižší než druhé (obr. 12)

12

Tato teorie umožňuje odhadnout, jak předtížení, dotížení a kontraktilita ovlivňují spotřebu kyslíku v myokardu -adrenergní stimulace zvýší účinnost srdeční práce. Charakteristiky srdečního selhání jsou zrcadlovým obrazem -adrenergních účinků (obr. 13)

13

Kontraktilita myokardu se definuje jen obtížně Kontraktilita myokardu se definuje jen obtížně. Teoreticky (a postaru) je to myokardu samému vlastní úroveň stažlivého výkonu, nezávislá na podmínkách zatížení. Zatížení, srdeční frekvence a kontraktilita však mají na celulární úrovni mnoho společného, totiž interakci stažlivých bílkovin s Ca. Kontraktilitu lze indikovat na svalovém proužku pomocí Vmax, klinicky pomocí ejekční frakce a sklonu ESPVL . Zvýšení kontraktlity umožňuje buď překonávat vyšší tlak nebo vyvrhovat větší tepový objem, aniž by se zvýšil end-diastolický volum (obr. 11c) .

11

3. Diastolická funkce srdce

14

4. Etiopatogeneze systolické a diastolické dysfunkce levé komory a srdečního selhání Systolická dysfunkce je důsledkem snížené kontraktility a diastolická dysfunkce snížené poddajnosti komory (obr. 15)

15

Srdeční selhání je vyvrcholením dysfunkce komor(y), která se v případě chronického selhávání srdce vyvíjí delší dobu (obr. 16)

16