CURS C-V 1
description
Transcript of CURS C-V 1
-
Disciplina de Fiziologie
Sistemul Cardiovascular:
STRUCTURA TESUTULUI CARDIACSTRUCTURA TESUTULUI CARDIACPROPRIETATILE MIOCARDULUIPROPRIETATILE MIOCARDULUI
-
1.1. ComponenteleComponentele sistemuluisistemului cardiovascular:cardiovascular:
1. 1. InimaInima= pompa care asigur fora necesar circulaieisngelui n organism, prin intermediul celordoucirculaii:
* pulmonarpulmonar - n regim de joas presiune* sistemicsistemic - n regim de nalt presiune
2. 2. ArtereleArterele = sistemul de distribuie a sngelui pn la nivel tisular
3. 3. MicrocirculaMicrocirculaiaia (care include capilarele) = asigurschimburile dintre snge i esuturi
4. 4. VeneleVenele = servesc ca rezervoare i colecteaz sngelepentru a-l readuce la inim.
-
PrincipalelePrincipalele funcfunciiii ale ale sistemuluisistemuluicardiovascular:cardiovascular:
Dezvolt i menine o TA medie adaptat la cerineletisulare, n condiii de flexibilitate i de minimalizare a efortului inimii, pentru:
* asigurareaasigurarea nutrinutriieiiei esuturiloresuturilor ii ndepndeprtareartarea produproduilorilorde catabolism de catabolism -- ceacea maimai importantimportant funcfuncieie
** transportultransportul substansubstanelorelor de la un organ la de la un organ la altulaltul
** transportultransportul hormonilorhormonilor care care regleazregleaz diferitelediferitele funcfunciiiiale ale organelororganelor
** transportultransportul componentelorcomponentelor sistemuluisistemului imunimun
** menmeninereainerea echilibruluiechilibrului hidrohidro--electroliticelectrolitic
-
a)a) InimaInima::* organ musculo-cavitar, cu form conic i perei bine dezvoltai* dezvolt presiune nalt, prezint 4 camere:
- atriul (AD) i ventriculul drept (VD)- atriul (AS) i ventriculul stng (VS)
*funcie: 2 pompe n serie (pompa dreapt i stng), conectate princirculaia pulmonar i sistemic
*pompa VS funcioneaz la presiune (de 5-6x maimare dect cea din VD):*n sistolsistol (faza de contracie):se ajunge la 120 mmHg*n diastoldiastol (faza de relaxare): presiunea scadela doar civa mmHg
-
PerePereiiii inimiiinimii::Peretele inimii are 3
straturi1. . endocardulendocardul - peretele intern;= esut endotelial (acelai care tapeteazntreg sistemul circulator)2. miocardulmiocardul - cu grosimea cea maimare, reprezentat de muchiul striat cardiac-mai gros n ventriculi dect n atrii
(ventriculii sunt adevrate pompe)-grosimea peretelui VS > 3-4 ori dect a VD
3. pericardulpericardul - membrana externcare nvelete inima- are 2 foie (visceral i parietal), delimitnd cavitatea pericardic- cu un strat fin de lichid cu rol lubrifiant.
-
SistemulSistemul valvularvalvularcardiac:cardiac:Sistemul valvular :
* ValveleValvele atrioatrio--ventriculareventriculare - localizatentre atrii i ventriculi:
valvavalva mitralmitral (Mi) - ntre AS i VS
* valvavalva tricuspidtricuspid (Tri) - ntre AD si VD
* ValveleValvele sigmoidienesigmoidiene - localizate ntreventriculi i marile artere:* valvavalva aorticaortic (Ao) - ntre VS i aort* valvavalva pulmonarpulmonar (Pu) - ntre VDi artera pulmonar
* Fiecare valv are trei cuspe, exceptndvalva mitral, care are numai dou cuspe
-
Cum Cum funcfuncioneazioneaz valvelevalvele cardiacecardiace??::* Valvele previn regurgitarea sngelui* Asigur curgerea unidirecional, esenial pentrufuncionarea inimii ca pomp curgerea sngelui numaidin vene atrii ventriculi aort sau artera pulmonar, darnu i n sens invers* Valvele cardiace pot prezenta dou tipuri de disfuncii:
-insuficieninsuficienaa: valvele nu se mai nchid complet, determinnd refluarea (regurgitarea) sngelui
-stenozastenoza: deschiderea valvelor este redus sau se realizeaz greu. Inima trebuie s dezvolte o for mai mare pentru a mpinge sngele prin orificiul stenozat
-valvele pot prezenta una sau ambele tipuri de disfuncii n acelai timp (insuficiena i stenoza)
-
ProprietProprietileile inimii(1):inimii(1):
* Funcia cronotrop (ritmicitatea) -definete frecvenacardiac (FC) i ritmicitatea lor (succesiunea lor)
- este o proprietate a celulelor SEC* Funcia dromotrop (de conducere) - definete capacitateade a conduce stimulii generai la nivel cardiac
- este o proprietate a tuturor tipurilor de celule cardiace, dar n special a celulelor SEC* Funcia batmotrop (excitabilitatea) - definete capacitateade a rspunde la stimuli printr-un PA
- este o proprietate a tuturor tipurilor de celule cardiace, dar n special a fibrelor miocardice contractile (cu rspunsrapid)
-
ProprietProprietileile inimii(2):inimii(2):
* Funcia inotrop (contractilitatea) - definete capacitatea de a rspunde la stimuli printr-o contracie
- este o proprietate a fibrelor miocardice contractile atriale i ventriculare
* Funcia tonotrop (tonicitatea)- definete capacitateacelulelor cardiace de a menine un tonus contractil bazal
- este o proprietate a fibrelor miocardice contractile atriale i ventriculare.
-
b) b) ArtereleArterele:a) Aorta i arterele mari:* artere elastice asigursuportul fa de fora exercitat de sngele ejectat sub presiune din inim
* "rezervoare de naltpresiune"
* rezisten la trecereasngeluib) Arterele mici i arteriolele:-cu musculatur neted
distribuia sngelui ctre organe, prin reglarea diametrului, carspuns la stimularea simpatic i la mecanismele locale de control-vase de rezisten;- conin circa 20% din volumul
sanguin
-
simple ducte cu pereiiformai dintr-un stratendotelial, fr musculaturneted! nu i pot modifica n mod activ diametrul = vase de schimb pentrusubstane nutritive, produi de catabolism, gaze respiratorii iap datorit grosimii si a spaiuluiredus ntre sngele capilar icelule: favorizeaz schimburiledintre snge i esuturi conin 5% din volumulsanguin.
c) c) CapilareleCapilarele:
-
d) d) VeneleVenele ii venulelevenulele:
*au perei mai subiri dectarterele
*sunt mai largi dect arterelecorespondente (3-4x)
vase de capacitan,coninnd cea mai mare partedin volumul sanguin (75%) la opresiune sczut
*colecteaz sngele din capilarei-l transport la inim
*asigur ntoarcerea venoas*chiar dac presiunea venoaseste sczut, este suficientpentru umplerea inimii cu sngen cursul diastolei
-
CaracteristicileCaracteristicile celorcelor 2 2 sistemesistemecirculatoriicirculatorii:: *Rentoarcerea sngelui din
circulaia sistemic se face prin venele cave n AD
n VD, care pompeazsngele n plmni (prinartera pulmonar)
*Rentoarcerea sngelui din circulaia pulmonar se face prin venele pulmonare
n AS n VS, care l pompeaz n circulaiasistemic prin aort.
-
a)a) CirculaCirculaiaia sistemicsistemic:
* Sngele se rentoarce din plmni la inim princele patru vene pulmonare, n AS.
* AS este mai puin compliant dect AD dezvolt o presiune mai mare dect n AD (6-10 mmHg).
* Sngele trece din AS n VS prin orificiulvalvei mitrale.
* VS are un perete muscular foarte gros, astfelnct poate genera o presiune crescut ntimpul contraciei (120-140 mmHg).
* Sngele din VS trece n aort prin orificiulvalvei aortice.
-
b)b) CirculaCirculaiaia pulmonarpulmonar:
* Atriul drept are o distensibilitate crescut (complian )* se poate acomoda la cantitatea de snge venos carese rentoarce
* menine o presiune sczut (0-3 mmHg).* Presiunea normal n AD depinde de:
- volumul de snge din atriu- compliana atriului
* Sngele trece din AD n VD prin orificiul valvei tricuspide.* Peretele VD nu este att de bine dezvoltat ca i cel al VS,
i dezvolt o presiune mai mic (15-20 mmHg).* Sngele din VD trece prin orificiul valvei semilunare
pulmonare n artera pulmonar.
-
Tipuri de fibre cardiace:1. Fibre contractile-majoritatea;2. Fibrele sistemului excito-conductor (SEC) n esutul
nodal- au automatism (celule pacemaker):
* NSA =pacemaker fiziologic(60-80/min);*NAV = determin blocul fiziologic(40-50/min);*Ci internodale =conecteazNSA i NAV;*Fasciculul His + ramurile dr. istg. = conduc stimulii n ventricul; (25-35/ min)*Reeaua Purkinje = conduce stimulii la pereii ventriculilor(20 -30/ min).
-
2. Structura fibrei miocardice*Celula cardiac (miocitul) este o celul muscular specializat striat cu un diametru de aprox. 25 i o lungime de aprox. 100 .
*Este compus din fascicule de miofibrile ceconin miofilamente.
*Principala funcie a fibreimiocardice este de a realiza ciclul contracie-relaxare.
-
2.1. Caracteristici morfo-funcionale ale celulei cardiace1) Sarcolema- este o membrancomplex, ce nveletefiecare celul cardiac,- este compus dintr-un strat bilipidic i mai multetipuri de proteine: pompe, canale, carrieri, proteineG, receptori, enzime;- principalele canale: Na+, K+, Ca++;- principalele pompe: Ca++, Na+/K+, Na+/Ca++.
-
Principalele tipuri de canale sarcolemale:1. Canalele de Na+ :- n fibrele rapide (contractile): canale rapide de Na+
(voltaj-dependente), deschise n faza de depolarizare- n fibrele lente (pacemaker): canale specifice de Na+
(non- gated) sau funny channels, activate n timpulDLD.
2. Canalele de K+ (voltaj dependente i dependente de Ach):- deschise n faza de repolarizare.- rol principal: refacerea potenialului de repaus i
controlul nivelul excitabilitii celular.- Ach le menine mai mult deschise, inducnd starea de
hiperpolarizare.
-
Principalele tipuri de canale sarcolemale:
3. Canalele de Ca++ (tipurile L i T-voltaj dependente):- n fibrele rapide (contractile): tipul-L (long-lasting) sau
canale DHP- sunt canale standard de Ca++- deschise n faza de platou, cu rol n procesul
calcium-induced calcium release, important n iniiereamecanismului de contracie;
- n fibrele cu rspuns lent (celule pacemaker): canale deCa++:
tip-T (transient) - activate n cursul DLD (faza 4); tip-L - activat n cadrul fazei de depolarizare (faza 0).
-
Principalele tipuri de pompe sarcolemale:
1. Pompa Na+/K+:- transport activ primar, activ mai ales n faza 4, pentru a restabili echilibrul ionic- pompeaz 3 Na+ n afar i2 K+ nuntru pentrufiecare molecul de ATP2. Antiporter-ul Na+/Ca++- transport activ secundar cuplat cu pompa Na+/K+, folosind gradientul de Na+ creat de aceasta- expulzeaz 1 Ca++ n schimbul a 3 Na+.3. Pompa Ca++- expulzeaz Ca++, pentru a restabili echilibrul ionic.
-
Principalele tipuri de canale i pompe sarcolemale:
-
2) Discurile intercalare:
*Structuri membranare n zig-zag la capetele fibrei musculare, cu rol prin:1. gap junctions (nexusuri)-formate din conexoni conecteazcitosolul celulelor adiacente-regiuni cu rezisten electric sczut;-determin funcionarea inimii ca un tot unitar sinciiu electric transmi-tere rapid a stimulului de la celul la celul.2. macula adherens (desmozomii) ifascia adherens-formeaz arii de adeziune puternicdintre celule.
-
3) Tubii transversali (-T):-invaginaii ale sarcolemei formaiunitubulare alungite care extind spaiulextracelular spre interior-bine dezvoltai n fibrele ventriculare
roluri:1) conduc PA n celul aciune peRS eliberarea Ca++ n sarco-plasm iniierea contraciei2)Ofer Ca ++ extracelular: pot lega
Ca++, datorit:- diametrului mare (5x dect nmuchiul scheletic),- electronegativitii - prin cantitateade mucopolizaharide.
-
4) Tubii longitudinali (-L)-reticulul sarcoplasmatic (RS):-tubi cu diametrul mic, n apropiereaelementelor contractile + n apoziiestrns cu tubii-T -la capete prezint cisterne, de-a lungulsuprafeei interne a sarcolemei sau njurul tubilor T-mai puin dezvoltai ca cei din muchiulscheletic stocheaz mai puin Ca++- n fibrele cardiace, sursa deCa++ trebuie s fie dubl:
*intracelular (din RS)*extracelular (din tubii-T).
-
- Rolul RS : depoziteaz ielibereaz Ca++ necesar cuplrii
excitaie-contracie:
-dup stimulare, Ca++ este eliberat prindeschiderea canalelor de Ca++ (receptoriryanodinici), pentru a iniia ciclulcontractil;
-Ca++ revine n RS prin activarea Ca++-ATP-azei , pentru a iniia relaxarea. Activitatea sa este crescut la stimulareab-adrenergic.
- n RS, Ca++ este depozitat nconcentraie mare, fixat pe proteinele de stocare, incluznd calsequestrina.
-
5) Mitocondriile i 6) Nucleul:* Mitocondriile - foarte bine reprezentate
(ocup 1/4-1/3 din volumulcelulei)- rol: de a genera energie,sub form de ATP, necesarmeninerii funciei contractile igradientului ionic asociat.*Nucleul- conine informaia genetic a celulei,- de obicei, localizat central,- unele miocite pot fimultinucleate.
-
7) Miofibrilele:* elementele contractile ale miocitului
(ocup 1/2 din miocitul ventricular);* alctuite din miofilamente aliniate
n serie:- groase -de miozin;- subiri -de actin.- miofilamentele -organizate n discuri: disc izotrop (I) - conineactina, i este strbtut central de benzile Z; disc anizotrop (A) -conine miozina i actina.Benzile
Z
-
8) Sarcomerul
- unitatea morfo-funcional a miocitului
- limitat la fiecare capt de liniile Z (abreviere de la germ. Zckung, contracie);- lungime variabil li=1.6-2.2 (2.4) mm (n funcie de gradul de alungire a fibrei)
-
8) Proteine contractile i reglatorii: *Principaleleproteinecontractile:-Miozina-Actina*Principaleleproteinereglatorii:-Tropomiozina-Troponina(C,I,T)*Actinina
-
Miozina*Principala protein contractil; asimetric, G 470,000 D
* Structur:-2 lanuri grele: n dublu helix, terminndu-se cu 2structuri globulare 2 capete.-capetele - dispuse lateral fa de lanul greu punile;-restul lanului formeaz corpul (coada).-4 lanuri uoare (MLC): 2 LC/cap, cu rol modulator:-MLC-1 inhib contracia prin interaciune cu actina;-MLC-2 crete rata de cuplare a punilor prin afinitii pentru actin (ex. rspunsul la -Ag).
-
Proprietile capului miozinic:*situs de legare a ATP-ului: leag ATPi produii si de metabolism ADP i Pi;*funcie de ATPaz hidrolizeaz ATPi furnizeaz energia necesar contraciei- [Ca++] (de la 107M la 5105M) crete de 5x activitatea ATP-azei.*situsul de legare al actinei.* Poriunea bazal alungit a capului (gtul) i modificconformaia n timpul ciclului contractil.* Titina (conectina) = structuri elastice care susinmiozina. Are 2 funcii:*ancoreaz moleculele de miozin de linia Z,*asigur elasticitatea muchiului.
-
* Protein contractilcu structur globular;2 forme:
- actina-G- actina-F
* Proprieti:*polimerizare: actina-G actina-F lan de uniti repetitive;*au situsuri de legare a miozinei.* Filamentele subiri sunt formate din 2 uniti de actin, dispusen -helix + cele 2 proteine reglatoare.* n faza de relaxare, situsul actinic de legare al miozinei esteblocat de tropomiozin inhib interaciunea actin- miozin.
Actina
-
Proteine reglatorii: tropomiozina i troponina:
*Tropomiozina (Tmz) blocheaz situsurile de legare ale actinei;
- raport: 7 G-actine/1 Tmz;*Troponina (TN) -ataat deTmz, are 3 subuniti:1. troponina-T (TN-T) - ataat de Tmz.2. troponina-I (TN-I) - inhib legarea miozinei pe actin.- rol: dac este fosforilat de -agoniti relaxarea.3. troponina-C (TN-C) leag Ca++ n timpul cuplriiexcitaie-contracie (4 Ca++/1 TN-C) nltur inhibiiadat de TN-I modific conformaia TN deplasareaTmz de pe actin este posibil interaciunea actin-miozin.
-
2.2. Mecanismul contraciei n fibra cardiacA) Etapele cuplrii excitaie-contracie:1) Stimulul este condus rapid
de la o celul la alta prinintermediul conexonilor.
2) PA este condus de-a lungulsarcolemei tubii T.
3) n faza de platou a PA influx lent de Ca++ (princanalele L sarcolemale).
4) Influxul de Ca++ acioneazca trigger Ca++
eliberat din RS Ca++induce eliberarea de Ca++
-
5) Rezultat: [Ca++]i.c. (10-7 M10-5 M)
Obs: pentru iniierea cicluluicontractil sursa de Ca++ :- intracelular (din RS) i-extracelular (din tubii T).6) Ca++ +TN-C nlturinhibiia dat de TN-I.
7) Prin modificarea confor-maiei TN deplasareatropomiozinei de pe situsurile de legare ale actinei permiteinteraciunea actin-miozin.
-
8) Capul miozinic interacioneaz cu actina formareapunilor acto-miozinice.
9) Filamentele de actin se deplaseaz n interior, prinflectarea capului miozinei spre centrul sarcomerului, apropiind liniile Z scurtarea sarcomerului.
10) La sfritul fazei de platou oprirea brusc a influxuluiCa+ + pomparea rapid a Ca+ n RS sau n tubii T rapid [Ca+ ]i.c. (10-5M 10-7M) oprirea contracieipn n momentul generrii unui nou potenial.
-
B) Bazele moleculare ale contraciei n fibrele cardiace:
1) nainte de nceperea contraciei, capul miozinic leag unATP capul se deconecteaz de actin (Fig. A).2) Sub aciunea ATPazei miozinice: ATP ADP +Pi iniial legai de capul miozinic. Capul se flecteaz n vecintatea unei noi molecule de actin, dar fr a se lega (Fig. B).
-
3) Prin hidroliza ATP-ului capul miozinic se leag tranzitoriu ilabil de nou molecul de actin. n momentul eliberrii Pi de pe capul miozinic legare puternic a capului miozinic de actin(Fig. C).
-
4) Capul miozinei se ndreapt i se flecteaz pe corpulmiozinei fora de contracie a capului miozinicalunecarea filamentului de actin (molecula de actin se deplaseaz ntre 5 i 10 nm) (Fig. D).
-
5) Capul miozinic este strns legat de actin rigor (Fig. E).6) Legarea unui nou ATP de capul miozinei detaarea capuluimiozinei de pe actin finalizarea strii de rigor.
-
7) Dup detaarea capului,noua molecul de ATP este scindat n ADP iPi n vederea unui nou ciclu.
8) Cuplarea acto-miozinic ciclic (formarea punilor) scurtareasarcomerelor.
-
Sistola i Diastola:* Scurtarea tuturor sarcomerelor determincontracia. Sistola = faza de contracie a cicluluicardiac.* Atunci cnd Ca++ se desprinde de pe TN-C, nu se mai formeaz punile acto-miozinic relaxareaDiastola.* Contracia muchiului cardiac ncepe la cteva ms dup generarea PA i mai continu cteva ms dupterminarea acestuia durata contraciei depinde nprincipal de durata PA (0.2 - 0.3 sec).* La FC durata ambelor faze (relaxarea scademai mult) inima nu se relaxeaz suficient nupermite umplerea complet cu snge a inimii.