Řízení srdeční činnosti

ŘÍZENÍ SRDEČNÍ ČINNOSTI Srdeční automacie Převodní systém srdce Autonomní inervace

Srdce má vlastnosti ČERPADLA: V rámci srdečního cyklu Myogenní srdce Srdce má vlastnosti ČERPADLA: V rámci srdečního cyklu se rytmicky střídá: SYSTOLA - kontrakce, stah DIASTOLA - období klid, ochabnutí Myogenní srdce: Nepotřebuje vnější nervovou stimulaci Elektrický impulz vyvolávající srdeční kontrakci vzniká spontánně v samotném srdci Srdce savců má tzv. pacemaker (udavatel rytmu), tj. část vlastní tkáně specializované na periodickou tvorbu elektrických membránových změn.

AV - atrioventrikulární uzel Převodní systém srdce Vzruchy vznikající v tzv. PACEMAKERU (sinoatriální uzel) se dále šíří v srdci prostřednictvím PŘEVODNÍHO SYSTÉMU SRDCE PRAVÁ SÍŇ PRAVÁ KOMORA LEVÁ KOMORA LEVÁ SÍŇ Pacemaker leží ve stěně pravé síně u ústí horní duté žíly SA - Sinoatriální uzel tzv. PACEMAKER AV - atrioventrikulární uzel Hisův svazek Tawarova raménka Purkyňova vlákna

? Tvorba vzruchů v srdci Převodní systém srdce: Vysoce specializované skupiny buněk Mají schopnost samovolně tvořit vzruchy Rozvádět vzruch v náležité posloupnosti po celém srdci Princip samovolného vzniku elektrického signálu v pacemakeru? ? Podstata spočívá v molekulární stavbě membrán buněk převodního systému PACEMAKER: Buňky obsahují unikátní kombinaci specifických iontových kanálů

Akční potenciál Na+ K+ + + + +30 mV 0 mV Klidový potenciál K+ zavřeny Na+ zavřeny Depolazizace (AP) Na+ se otevírají K+ uzavřeny 3. Repolarizace Na+ se uzavírají K+ otevřeny -70 mV Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ + + + K+ K+ K+ K+ K+ K+ Šíření elektrického signálu K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+

Pacemaker Na+ K+ Ca++ Ca++ +30 mV Pacemaker potenciál Funny Na+ otevřeny T-typ Ca++ otevřeny (-50mV) Depolazizace (AP) Funny Na+ uzavře T-typ Ca++ uzavřen(-40 mV) L-typ Ca++ otevřen (-40 mV) Repolarizace Funny Na+ uzavřen T-typ Ca++ uzavřen L-typ Ca++ uzavřen K+ otevřen -40 mV -60 mV Na+ Ca++ K+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ „FUNNY“ Na+ kanály Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ K+ Ca++ Ca++ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+

Pacemaker (SA uzel) Na+ K+ Ca++ Ca++ +30 mV (SA uzel) -40 mV -60 mV Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ „FUNNY“ Na+ kanály Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ K+ Ca++ Ca++ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+

Pracovní myokard K+ Na+ K+ Ca++ +30 mV Klidový potenciál K+ otevřeny Na+ zavřeny L-typ Ca++ zavřeny Depolazizace (AP) Na+ se otevírají (-70 mV) Ca++ uzavřeny K+ uzavřeny Plato Na+ uzavřen Ca++ otevřeny K+ některé otevřeny 4. Repolarizace 0 mV -90 mV Na+ Ca++ K+ Na+ Na+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ K+ Na+ K+ Ca++ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+

Pracovní myokard K+ Na+ K+ Ca++ +30 mV 0 mV -90 mV Na+ Na+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ K+ Na+ K+ Ca++ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+

Kardiovaskulární centrum Kontrakce srdce vnikají spontáně, jejich frekvence a intenzita kontrakce je však řízena nervově přes CNS: stres, emoce skupina neuronů v prodloužené míše KARDIOVASKULÁRNÍ CENTRUM Kardiovaskulární centrum v prodloužené míše ZDROJE INFORMACÍ pro KARDIOVASKULÁRNÍ CENTRUM: Řízení činnosti srdce prostřednictvím autonomního nervového systému A. Centrální nervová soustava B. Periferní receptory Baroreceptory aorty a karotidy Chemoreceptory aorty a prodloužené míchy Chemo receptory v aortě krční tepně a míše Baro receptory v arteriích KARDIOVASKULÁRNÍ centrum řídí oběhový systém nervovými drahami autonomního (vegetativního) nervového systému: Sympatikus Parasympatikus

SYMPATIKUS PARASYMPATIKUS Autonomní řízení srdeční činnosti SYMPATIKUS PARASYMPATIKUS „BOJ“ „ÚTĚK“ „STRES“ „ODPOČINEK“ „TRÁVENÍ“ ZVÝŠENÍ: Minutového srdečního Objemu Tepové frekvence Krevního tlaku VAZOKONSTRIKCE: hladké svaloviny cév SNÍŽENÍ: Minutového srdečního Objemu Tepové frekvence Krevního tlaku VAZODILATACE: hladké svaloviny cév

SYMPATIKUS PARASYMPATIKUS ? BOJ, ÚTĚK STRES ODPOČINEK TRÁVENÍ Autonomní řízení srdeční činnosti SYMPATIKUS PARASYMPATIKUS Minutový srdeční objem Tepová frekvence Krevní tlak Minutový srdeční objem Tepová frekvence Krevní tlak BOJ, ÚTĚK STRES ODPOČINEK TRÁVENÍ Mechanismus regulace srdeční činnosti prostřednictvím sympatiku a parasympatiku ?

ADRENERGNÍ receptory CHOLINERGNÍ receptory Receptory autonomního nervového s. parasympatikus sympatikus ADRENERGNÍ receptory CHOLINERGNÍ receptory Membránový receptor spřažený s G - proteinem Je aktivován KATECHOLAMINY Integrální membránový receptor - spřažený s G-proteinem - chemicky regulovaný iontový kanál Je aktivován neurotransmiterem ACELYLCHOLINEM Noradrenalin adrenalin dopamin http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html

a1 a2 b1 b2 Adrenergní receptory Jsou stimulovány mediátorem NORADRENALINEM a1 a2 b1 b2 Hl. svalstvo cév Kůže Trávicí trakt Pregangliová nervová synapse SRDEČNÍ svalovina Hl. svalstvo cév Kosterní svalstvo průdušky zrychlení tepové frekvence (pacemaker) Silnější kontrakce (pracovní myokard) vazokonstrikce vazodilatace

Pacemaker Na+ K+ Ca++ Ca++ +30 mV SYMPATIKUS: Zrychluje otvírání Ca++ kanálů Zkracuje dobu dosažení prahové hodnoty Zvyšuje počet AP za jednotku času -40 mV -60 mV Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ „FUNNY“ Na+ kanály Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ K+ Ca++ Ca++ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+

Pacemaker Na+ K+ Ca++ Ca++ +30 mV PARASYMPATIKUS: Prodlužuje otevření K+ kanálu Způsobuje hyperpolarizaci Snižuje počet AP za jednotku času -40 mV -60 mV Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ „FUNNY“ Na+ kanály Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Na+ K+ Ca++ Ca++ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+

A www 2b. Chemicky řízené kanály-nepřímo ß adrenergní receptory a sympatikus Receptory v membránách buněk srdce Jsou regulovány mediátorem sympatiku, noradrenalinem regulují otvírání Na+ a Ca2+ kanálů http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html

A 2b. Receptor spřažený s G-proteinem  P Ligand (první posel)   PŘÍKLAD: -Adrenergní receptor Ligand noradrenalin stimuluje -Adrenergní receptory. Tím je nepřímo (prostřednictvím druhého posla) stimulovaná buněčná odpověď (otevření Ca2+ kanálů v buňkách myokardu) receptor Adenyl cykláza The basic pattern of biological signal tranduction pathway can broken down into the following events: Extracellular signal molecule binds to and activates a protein or glycoprotein membrane receptor Activated membrane receptor turns on its associated proteins. These proteins then may:a) activate protein kinases which are enzymes that transfer a phosphate group from ATP to a protein. Phosphorylation is an important biochemical method of regulating cellular processes. B) activate amplifier enzymes (adenyl cyclase, guanyl cyclase…) that create intracellular seccond messangers (G-protein) ATP Cílový protein  Protein kináza A  cAMP ATP  BUNĚČNÁ ODPOVĚĎ P G protein (druhý posel) http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html

A www 2b. Chemicky řízené kanály-nepřímo Muskarinní receptory regulované parasympatikem Receptory v membránách buněk srdce Jsou regulovány mediátorem parasympatiku, acetylcholinem regulují otvírání K+ kanálů, iniciují hyperpolarizaci, prodlužují dobu dosažení prahového potenciálu a tím snižují srdeční frekvenci http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html

A 2a. Receptor spřažený s G-proteinem - -  Ligand (první posel)   Příklad: Muscarinní Ach receptor Acetylcholin (uvolněný z parasympatického nervového zakončení) nepřímo otevře K+ kanály ve svalových buňkách SA uzlu myokardu Ligand (první posel) - - Iontový filtr receptor   vrátka K+  G protein (druhý posel) K+ K+ K+ K+ K+ http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html