Efectul Ionilor Si Mediatorilor Asupra Cordului

download Efectul Ionilor Si Mediatorilor Asupra Cordului

of 20

Transcript of Efectul Ionilor Si Mediatorilor Asupra Cordului

6. Hemostaza

EFECTELE IONILOR, MEDIATORILOR CHIMICI, pH-ULUI, TEMPERATURII I A UNOR SUBSTANE FARMACOLOGICE ASUPRA CORDULUI IZOLATASPECTE TEORETICE.

Proprietile fundamentale ale cordului pot fi modulate de o serie de ageni cardioactivi i anume: diveri ioni (Na+, K+, Ca2+, Mg2+); mediatorii chimici ai sistemului nervos vegetativ simpatic (adrenalina, noradrenalina i parasimpatic (acetilcolina); pH ul mediului extra i intracelular; diferite substane cu aciune farmacologic. Pentru studiul aciunii acestor ageni asupra inimii este necesar ca aceasta s fie scoas din organism (cord izolat) i s fie meninut n activitate pentru mai multe ore, la parametri ct mai apropiai de cei fiziologici. Modelul experimental de inim izolat imaginat de Oskar Langendorff n 1895 a permis studiul proprietilor fundamentale ale cordului i modul n care aceste proprieti sunt influenate de adausul n lichidul de perfuzie a unor substane, precum i de variaiile de pH sau de temperatur.

Tehnica Langendorff prezint avantajul utilizrii cordului de mamifer, tetracameral i cu circulaie coronarian. Animalele de experien cele mai utilizate sunt: obolanul, iepurele i cinele. Spre deosebire de modelul de cord izolat de broasc care poate funciona chiar i 30 ore, cordul izolat de mamifer are parametri de funcionare constani pentru o durat de numai 3-4 ore.

n modelul Langendorff, inima este scoas din organism i conectat la un perfuzor (la nivelul aortei) prin care circul o soluie de perfuzare nclzit i oxigenat, la o presiune constant de 60 mm Hg, care menine cordul viabil. Soluia de perfuzie va nchide sigmoidele aortice i va trece prin arterele coronare hrnind miocardul. Tot prin acest perfuzor se vor administra diferii modulatori farmacologici. n ventriculul stng (prin valva mitral) se introduce un transductor de presiune. Acesta transform modificrile de presiune n for de contracie izometric.

1. Efectul ionilor asupra proprietilor fundamentale ale cordului

Ionul de Na+

Concentraia extracelular a Na+ este de 140 5 mmol/L (140 5 mEq/L), iar cea intracelular este de aproximativ 10 mmol/L.

n organism, Na+-ul particip la realizarea depolarizrii lente diastolice la nivelul nodulilor de automatism, la producerea potenialului de aciune (faza 0) la nivelul fiberei miocadice contractile i la toate celulele excitabile, la meninerea osmolaritii mediului intern, la realizarea echilibrului hidric i la reglarea echilibrului acido-bazic.

Dei este att de important pentru fiziologia inimii, efectele scderii sau creterii concentraiei Na+-ul sunt minime asupra cordului in situ; de exemplu, doar scderea marcat a concentraiei extracelulare a Na+-ului sub 30% din valoarea normal produce blocarea activitii nodulului sinusal efect cronotrop negativ.

Reamintii-v din anul IRolul sodiului n generarea i meninerea osmolaritii mediului intern i n deplasarea apei ntre diversele compartimente ale acestuia.

Ionul de K+ Concentraia K+ n mediul extracelular sau potasemia este de 3-5 mmol/L (3-5 mEq/L), iar concentraia sa intracelular este de cca. 138 mmol/L. n organism, K+-ul particip la generarea potenialul de repaus, la repolarizarea miocardului i a altor celule excitabile i la producerea depolarizrii lente diastolice de la nivelul centrilor de automatism.

Creterea concentraiei K+- ului extracelular:

limita superioar critic este considerat a fi > 6,5 mmol/L. La aceste valori, K+- ul are efecte deprimante asupra tuturor proprietilor fundamentale ale miocardului;

la valori ale potasemiei > 8,5 mmol/L, cordul se oprete n diastol, fenomen cunoscut sub numele de inhibitio potassica.Detaliat, creterea concentraiei K+ extracelular produce:

deprimarea automatismului (efect cronotrop negativ), exprimat prin scderea frecvenei cardiace; efectul devine pregnant la concentraii ale K+ extracelular peste 8 mmol/L i se datoreaz creterii permeabilitii membranei celulelor pacemaker pentru K+. K+ -ul iese mai rapid din celul, se depune pe suprafaa extern a membranei i prin surplusul de sarcini pozitive produce hiperpolarizarea membranei, care devine hipoexcitabil.

deprimarea dromotropismului (efect dromotrop negativ) - efectul se manifest la concentraii ale K+ extracelular peste 6,5 mmol/L i se datoreaz aceluiai fenomen de hiperpolarizare a membranei. Se exprim prin scderea vitezei de conducere a stimulilor, cu posibilitatea apariiei tulburrilor de conducere;

deprimarea contractilitii (efect inotrop negativ) se datoreaz tot creterii conductanei (efluxului) pentru K+, ceea ce determin scurtarea perioadei de platou a potenialului de aciune i scderea cantitii de Ca2+ care intr n celulele miocardului contractil, n cursul sistolei. Se exprim prin scderea forei de contracie; scderea tonusului miocardic (efect tonotrop negativ) n hiperpotasemie, cordul devine dilatat i flasc;

tulburri de ritm cardiac hiperpotasemia determin apariia de extrasistole ventriculare i fibrilaie ventricular.Concentraia potasiului poate crete n mai multe situaii patologice:

Scaderea eliminrii renale ca urmare a insuficienei renale acute sau cronice, tratament cu antidiuretice care economisesc potasiul, ca spironolactona.

Aport crescut administrare excesiv de potasiu n bolile cardiace, transfuzii de sange, consum de fructe cu coninut mare de potasiu (banane). Eliberarea de potasiu din celulele distruse in cursul unor traumatisme, arsuri sau necroze tisulare

Scderea concentraiei de K+ extracelular (hipopotasemia) produce:

stimularea uoar a automatismului prin accelerarea vitezei de depolarizare lent diastolic; la scderi severe, acest funcie este deprimat; deprimarea dromotropismului, mai ales la nivelul nodulului atrioventricular, ceea ce determin apariia de fenomene de bloc atrioventricular de diferite grade; efectul se datoreaz alungirii potenialului de aciune, prin scderea permeabilitii sarcolemale pentru K+;

creterea uoar a tonusului miocardului;

tulburri de ritm cardiac care constau n tahicardie, extrasistole atriale i ventriculare.Cauze de hipopotasemie:

Scderea aportului, eliminri mari de potasiu prin vrsturi, diaree, transpiraie sau pe cale renal, inclusiv prin administrarea de diuretice care favorizeaz eliminarea acestui cation etc. Ionul de Ca2+ Concentraia Ca2+-ului n mediul extracelular sau calcemia sau calciul seric este de 8,511 mg/dL; pentru calciul ionic, concentraia este de 22,5 mmol/L (4-5 mEq/L), iar concentraia sa intracelular este foarte mic, de cca 10-8M. n organism, calciul realizeaz cuplarea excitaiei cu contracia, moduleaz contractilitatea miocardic, particip, mpreun cu Na+ la realizarea curentului lent de depolarizare lent diastolic din nodulii de automatism, particip la transducia semnalului prin membrana celular ca urmare a rolului de mesager secund; face parte din structura oaselor i dinilor, este indispensabil pentru hemostaz i pentru coagularea laptelui etc.

Creterea concentraiei Ca2+-ului extracelular peste un anumit nivel: aproximativ 3 mmol/L sau 6 mEq/L) produce urmtoarele efecte:

creterea forei de contracie prin creterea concentraiei Ca2+ liber intracitoplasmatic (efect inotrop pozitiv); actualmente aciunea majoritii agenilor cardioactivi asupra contractilitii se explic prin modificarea concentraiei Ca2+ intracelular;

scderea duratei potenialului de aciune, pe seama perioadei de platou, prin creterea fluxului transmembranar de Ca2+;

creterea tonusului miocardului; la concentraii foarte mari ale Ca2+ extracelular se produce oprirea cordului n sistol, fenomen cunoscut sub numele de rigor calcis.Hipercalcemia apare n hiperparatiroidism, boli ale glandelor suprarenale, hipertiroidism, insuficien renal, excesul de vitamina D etc.. Scderea concentraiei de Ca2+ extracelular produce:

creterea frecvenei de descrcare a nodulului sinusal; efectul devine evident cnd calcemia scade la 1/10 din valoarea sa normal i se datoreaz accelerrii vitezei de depolarizare lent diastolic; se exprim prin creterea frecvenei cardiace; scderea contractilitii miocardice (efect inotrop negativ); la concentraii foarte sczute ale Ca2+ extracelular activitatea mecanic a cordului dispare, dei activitatea sa electric persist (fenomenul de disociere electro-mecanic). creterea duratei potenialului de aciune a miocardului contractil, datorit alungirii perioadei de platou (canalele lente de Ca2+ stau deschise mai mult).Hipocalcemia se datoreaz hipoparatiroidismului, hipomagnezemiei, creterii concentraiei de fosfai (mai ales prin consumul mare de buturi carbogazoase, care conin cantiti mari de acid ortofosforic), aportului insuficient, deficitului de vitamin D.2. Efectul pH ului asupra proprietilor miocardului Denumirea de pH semnific puterea ionilor de hidrogen, iar ca definiie reprezint logaritmul cu sens invers, n baza 10 al concentraiei ionilor de H+ Valori normale ale pH-ului: 7,38 7,42; scderea < 7,38 se numete acidoz; creterea >7,42 se numete alcaloz

Valoarea pH-ului mediului intern influeneaz toate reaciile din organism, deoarece Ionii de H+ n exces sau n minus pot accelera sau ncetini aceste reacii prin modificarea ncrcturii electrice i a proprietilor proteinelor.

acidoza extracelular (pH7,42) determin stimularea contractilitii i deprimarea automatismului.

3. Efectul temperaturii mediului de perfuzie asupra proprietilor miocardului creterea temperaturii induce creterea frecvenei cardiace.

scderea temperaturii deprim automatismul; aceste efecte se datoreaz modificrii permeabilitii sarcolemale pentru ioni.

LUCRAReA practic

I. Efectele ionilor, pH-ului i temperaturii asupra proprietilor miocarduluiObiectivele lucrrii evidenierea aciunii ionilor de Ca2+ i K+, ale pH-ului acid i alcalin i ale temperaturii asupra cordului de broasc izolat.

desenarea graficelor rezultate i explicarea acestora.

Materiale necesare:

Pentru experimentul simulat: computer i programul de fiziologie virtual, acelai ca pentru ligaturi i cardiografia Marey.

Tehnica de lucru Se urmeaz aceiai pai ca la lucrarea Ligaturile lui Stannius, dar acum, din meniu se alege lucarea Efectul ionilor. n experimentul pe cord in situ, dup fiecare administrare se face splarea inimii pentru ndeprtarea substanei care s-a adugat nainte.Rezultate interpretare

administrarea unei soluii de CaCl2 (care simuleaz creterea Ca2+-ului extracelular) determin creterea forei de contracie, exprimat pe grafic prin creterea amplitudinii;Administrarea unor cantiti mari de CaCl2 produce oprirea cordului n sistol -fenomenul de rigor-calcis.

administrarea unei soluii de oxalat de amoniu, care cheleaz ionii de Ca2+ (simuleaz hipocalcemia) este urmat de scderea forei de contracie;

dup administrarea unei soluii de KCl (care simuleaz hiperpotasemia) se observ scderea frecvenei i a amplitudinii contraciilor (scade fora), iar inima devine flasc i dilatat; La administrarea unor cantiti mai mari de KCl, inima se oprete n diastol, fenomenul de inhibitio potasica. Efectele administrrii KCl pot fi contracarate prin administrarea de CaCl2; dup administrarea a ctorva picturi de soluie de HCl (pH acid) se observ scderea amplitudinii i frecvenei de contracie a cordului, efect similar cu cel aprut dup administrarea de soluie KCl.

dac se administeaz o soluie de NaOH (pH alcalin) se observ scderea frecvenei i creterea forei de contracie, efect similar cu cel aprut dup administrarea de CaCl2.

modificarea temperaturii mediului de perfuzie perfuzia cordului cu soluie Ringer rece (+40C) determin bradicardie i scderea forei de contracie, pe cnd perfuzia cordului cu soluie Ringer cald (+250C) determin tahicardie i creterea forei de contracie.

II. Studiul efectelor mediatorilor chimici i a unor substane cu aciune farmacologic asupra proprietilor miocardului, cu programul de simulare SimHEARTProgramul de fiziologie virtual SimHEART este o alternativ la experimentul clasic Langendorff efectuat pe animal. SimHEART este de fapt un laborator virtual care reproduce pe calculator componentele i etapele de lucru din modelului experimental. Programul simuleaz proprietile vitale ale unei inimi izolate de obolan, dup modelul Langendorff, reproducnd astfel comportamentul fiziologic al inimii in situ.

Obiectivul acestor experimente este evidenierea efectelor pe care diferii mediatori chimici sau substane cu aciune farmacologic le au asupra proprietilor fundamentale ale inimii.

Principiul lucrrii.Transductorul plasat n ventriculul stng convertete modificrile de presiune generate de contraciile cadiace n semnale electrice, care sunt amplificate i redate grafic sub forma unei cardiomecanograme. Analiza parametrilor cardiomecanogramei permite evidenierea efectelor pe care mediatorii chimici ai sistemului nervos simpatic i parasimpatic, precum i diverse substane cardioactive le au asupra proprietilor miocardului.Parametrii nregistrai n cursul experimentului. Analiza traseului obinut se face cu ajutorul parametrilor:

Frecven (numrul de contracii cardiace/minut) Amplitudine: 1 mV/div. = 2 mmHg; 5 mV/div =10mmHg/div. Poziia fa de linia diastolic.

Variaia acestor parametri fa de valorile iniiale, de referin permite evaluarea efectelor diverselor substane asupra proprietilor inimii.

Variaiile de frecven ne dau relaii despre efectele substanelor folosite asupra funciilor: cronotrope, batmotrope i dromotrope: creterea frecvenei - efect cronotrop pozitiv

scderea frecvenei - efect cronotrop negativ

Variaiile de amplitudine - ne dau relaii despre efectele substaelor folosite asupra funciei inotrope

creterea amplitudinii - efect inotrop pozitiv (crete fora de contracie)

scderea amplitudinii - efect inotrop negativ (scade fora de contracie)

Modificarea poziiei graficului fa de linia diastolic - semnific efectele asupra funciei tonotrope: supradenivelarea graficului - efect tonotrop pozitiv; subdenivelarea - efect tonotrop negativSubstanele utilizate n experimentul SimHEART sunt:

1. Epinefrina (EPI) sau adrenalina. Face parte, alturi de noradrenalin sau norepinefrin din grupul catecolaminelor. Este deopotriv hormon sintetizat n medulosuprarenal i neuromediator eliberat la nivelul terminaiilor sistemului nervos vegetativ simpatic. Acioneaz pe receptorii alfa i beta adrenergici. n acest lucrare este utilizat ca agonist al receptorilor 1 adrenergici de la nivelul cordului. n urma stimulrii simpaticului, EPI se elibereaz la nivelul terminaiilor simpatice cardiace, unde determin stimularea tuturor proprietilor fundamentale ale miocardului.

2. Propranolol (PRO) este un blocant neselectiv al receptorilor adrenergici. Ca medicament se folosete n tratamentul aritmiilor, al hipertensiunii arteriale, al fenomenelor vegetative din anxietate etc. Dup administrare determin scderea frecvenei cardiace, a amplitudinii contraciilor i a debitului cardiac.3. Fentolamina (PHE) sau regitina este un blocant neselectiv al receptorilor adrenergici. Ca medicament se folosete n urgenele hipertensive.4. Acetilcolina (ACH) este mediatorul chimic al parasimpaticului, agonist al receptorilor M2 colinergici. n urma stimulrii parasimpaticului, ACH se elibereaz la nivelul terminaiilor nervului vag, care inerveaz atriile i determin deprimarea tuturor proprietilor fundamentale ale miocardului.5. Atropina (ATR) este un blocant al receptorilor colinergici. Atropina este un alcaloid natural extras din planta Atropa belladona (mtrguna). Are aciune anticolinergic sau antimuscarinic prin blocarea receptorilor M, colinergici. Prin blocarea acestor receptori se opune efectului deprimant al ACH. Administarea ei, dup administrarea ACH va duce la revenirea frecvenei i a amplitudinii contraciilor la valorile anterioare adausului de ACH. 6. Verapamil (VER) este blocant al canalelor de Ca2+ de tip L din:

membrana celulelor cardiace de tip P (pacemacker). Acest tip de canale sunt concentrate mai ales n nodulul sino-atrial i atrio-ventricular, motiv pentru care, verapamilul este folosit pentru a reduce conductibilitatea prin NAV i a proteja astfel ventriculele de tahicardiile cu punct de plecare atrial;

membrana fibrelor musculare netede din structura vaselor, motiv pentru care este folosit ca vasodilatator.

n afara administrrii separate a fiecrei substane, metoda Langendorff permite i introducerea simultan n experiment a substanelor cu efecte antagonice asupra proprietilor inimii. Datorit acestei faciliti se pot studia dou mecanisme fiziologice:

antagonismul fiziologic dintre epinefrin i acetilcolin inhibiia competitiv dintre: epinefrin i propranolol - pentru legarea de receptorii - adrenergici

acetilcolin i atropin - pentru pentru legarea de receptorii M2 - colinergici Programul are 3 seciuni:

Preparation: care prezint nregistrarea video a diseciei obolanului, obinerea inimii izolate, cuplarea ei la perfuzor i introducerea transductorului.

Getting started: care permite pregtirea soluiilor care se vor utiliza ntr-un laborator virtual de chimie. Nu va fi utilizat n aceast lucrare.

Practical course: conine laboratorul de fiziologie virtual n care studenii vor efectua experimentele.

Dup deschiderea programului: Click pe Preparation pentru a viziona pregtirea cordului izolat de obolan, dup care dai click pe exit. Click pe Practical course pentru a pregti i a efectua experimentul

Organizarea laboratorului SimHEART. Laboratorul SimHEART cuprinde componentele prezentate n Figura 1.

Sistemul de fixare i perfuzare a inimii izolate - inima izolat i canulat la nivelul aortei este fixat de un sistem de perfuzare permanent cu soluie Krebs oxigenat, cu debit constant de 10 ml/min i la temperatura de 37C. Prin aceeai canul ajung n inima izolat substanele utilizate n experiment. Transductorul de presiune - este conectat cu ventriculul stng prin intermediul unui cateter. Traductorul nregistreaz variaiile de presiune din ventriculul stng, pe care le amplific i n acelai timp le transform n semnale electrice, redate grafic cu ajutorul sistemului inscriptor. Perfuzorul permite adugarea substanelor folosite n experiment Prezint dou poziii de plasare a eprubetelor. Cnd se utilizeaz consecutiv dou substane, prima eprubet se plaseaz ntotdeauna n poziia din dreapta.

Fiecare poziie permite stabilirea debitului substanei (l/min) i are trei trepte de funcionare: pregtire - activare buton sgeat vertical > bec culoare verde; activare (activare buton cu sgeat orizontal); oprire (activare buton STOP).

Stativul cu eprubete - cuprinde substanele care pot fi utilizate pentru experiment n diverse concentraii iniiale (Mi). Pentru a uura munca n laborator toate substanele utilizate au concentraia de 10-2 M, dup care, concentraia se poate modific prin schimbarea debitului de perfuzie.

Figura1. Organizarea Laboratorului SimHEART

Sistemul de inscripionare - permite nregistrarea n timp real a modificrilor induse de utilizarea diverselor substane.

Prezint un sistem de etalonare a nregistrrii ca vitez (Speed - cm/s) i amplitudine (Resolution - mV/Div), precum i un sistem de schimbare a culorii peniei (Pen Color) ce poate fi utilizat atunci cnd se studiaz interaciunea dintre dou substane.

Cu ajutorul butonului POWER On/Off sistemul de inscripionare se pornete cnd se nregistreaz efectele unei substane i se oprete cnd inima trebuie "splat" de substanele introduse n experiment.

Cu ajutorul cursorului vertical plasat la marginea din dreapta a sistemului de inscripionare se stabilete poziia liniei diastolice a nregistrrii.EFECTUAREA EXPERIMENTULUI simHEART operaiuni valabile pentru oricare dintre etapele de lucru

Se stabilete rezoluia (amplitudinea) la 5 mV/div i viteza (speed), care poate fi de 1 cm/sec n aceast situaie 5 div. pe orizontal = 1 secund ntre 2 puncte numerotate ale graficului (de ex. ntre 1 i 2) sunt 4 secunde. Pentru a calcula pe minut: numrul de vrfuri din cele 4 sec X 15 Se stabilete poziia liniei diastolice a nregistrrii prin micarea n jos a cursorului, n jumtatea inferioar a hrtieiinscriptorului. Din stativul cu eprubete

se alege eprubeta cu soluia dorit, n concentraia cea mai mare (10-2M) i se plaseaz n locul din dreapta al perfuzorului;

dac se utilizeaz i a doua substan, aceasta se plaseaz n locul din stnga al perfuzorului; se stabilete debitul la 100 l/min (sau mai mult) pentru fiecare substan; se pregtete perfuzorul (lumina roie trebuie s devin verde); se alege culoarea dorit pentru inscriptor (albastru, negru, rou sau galben); se pornete osciloscopul (POWER/ON); la nceputul fiecrei etape trebuie nregistrat un scurt traseu de repaus;

se activeaz perfuzorul (butonul cu sgeat orizontal) cu substana dorit;

se ateapt obinerea efectului i stabilizarea traseului;

se oprete OBLIGATORIU administrarea substanei (STOP) i nregistrarea traseului (POWER/OFF). Aceast manevr se repet dup fiecare etap deoarece soluia Krebs care perfuzeaz permanent inima izolat trebuie s "spele" substana utilizat.

Pentru Analiza datelor

se activeaz tasta ANALYSIS; cu ajutorul butonului din stnga al mouse-ului care se ine apsat se "trage" de nregistrare pn la segmentul dorit;

nu uitati c intre 2 puncte numerotate ale graficului sunt 4 secunde; dac avei nevoie de durate mai scurte de timp le putei delimita cu cele 2 cursoare (sgeile n jos de la baza caroiajului); pentru a salva graficul delimitat de cele 2 cursoare se deschide o pagin nou prin click pe numerele din stnga jos ale paginii i apoi pe imaginea cu grafic (de lng "coul de gunoi"). se determin:

FC = numrul de vrfuri din 4 secunde (20 de diviziuni) x 15

Amplitudinea = 10 mm Hg/diviziune (10 x nr. de diviziuni) se noteaz valorile obinute n tabelul corespunztor fiecrei etape;

se copiaz pe caiet graficele obinute i se marcheaz momentul administrrii substanei;

pentru revenirea la etapa de nregistrarea se activeaz tasta Lab; se completeaz tabelul cu rezultate finale.ETAPELE DE LUCRU

1. ACIUNEA EPINEFRINEI ASUPRA PROPRIETILOR INIMII

Principiu: se administreaz EPI i se noteaz efectele obinute. Se stabilete viteza i rezoluia (1 cm/sec i 5 mV/div))

Se alege eprubeta cu EPI 10-2 M i se pune n perfuzor. Se alege debitul de 100 l/min.

Se pregtete perfuzorul: click pe becul rou -> verde

Se pornete osciloscopul (POWER/ON); Se nregistreaz un scurt traseu de repaus

Se activeaz perfuzorul: click pe sgeata orizontal, apare verde i se ncepe administrarea EPI.

Dup cca 15 secunde se oprete (STOP) perfuzorul i osciloscopul.

Se trece pe modulul ANALYSIS i se determin: FC = nr. vrfuri pe 5 diviziuni x 60 (sau numrul de vrfuri din 4 secunde (20 de diviziuni) x 15

Amplitudinea = 10 mm Hg/diviziune; (10 x nr. de diviziuni)

Rezultatele se trec n tabel i se copiaz pe caiet graficele obinute, cu marcarea momentului n care s-a administrat substanaParametriFC (b/min)Amplitudine (mm Hg)Denivelare (mm Hg)

REPAUS--

EPI 10-2 M

1.1 . EFECTELE EPINEFRINEI N PREZENA ALTOR SUBSTANEPrincipiu: se administreaz EPI, se ateapt stabilizarea traseului i apoi fr a opri administrarea EPI se adaug, n etape cte una dintre substanele: Propranolol (PRO) Fentolamin (PHE) i Verapamil (VER).

ETAPA 1. Relaia epinefrin- propranolol = inhibiia competitiv

Se revine n LAB

Se verific viteza si rezoluia

Se pun eprubetele:

POZIIE EPRUBET dreapta: EPI 10-2 M cu debit 100 l/min POZIIE EPRUBET stnga: PRO 10-2 M cu debit 100 l/min Se pornete osciloscopul

Se nregistreaz un scurt traseu de repaus

Se activeaz perfuzorul cu EPI

Se ateapt stabilizarea traseului i se activeaz perfuzorul cu PRO. Se recomand schimbarea culorii de nregistrare la adugarea PRO

Dup cca 15 secunde se opresc perfuzoarele i osciloscopul

Se trece pe modulul ANALYSIS i se face analiza parametrilor Rezultatele se trec n tabel i se copiaz pe caiet graficele obinute, cu marcarea momentului n care s-au administrat substanele.

ParametriFC (b/min)Amplitudine (mm Hg)Denivelare (mm Hg)

REPAUS-

EPI 10-2 M

PRO 10-2 M

ETAPA 2. Relaia EPI Fentolamin. Administrarea de Fentolamin nu modific efectul stimulator al EPI, deoarece la nivelul cordului nu exist receptori adrenergici. Se repet aceleai etape de lucru, numai c n loc de propranolol se adaug fentolamin Se completeaz tebelul i se deseneaz traseulParametriFC (b/min)Amplitudine (mm Hg)Denivelare (mm Hg)

REPAUS-

EPI 10-2 M

PHE 10-2 M

ETAPA 3. Relaia EPI VerapamilBlocarea canalelor lente de Ca++ din membrana celulelor pace-maker priveaz aceste celule de un ion depolarizant, astfel c efectele stimulatorii ale EPI sunt anulate.

Se repet aceleai etape de lucru, numai c acum se adug Verapamil Se completeaz tebelul i se deseneaz traseul (vezi i figura 4)ParametriFC (b/min)Amplitudine (mm Hg)Denivelare (mm Hg) .

REPAUS-

EPI 10-2 M

VER 10-2 M

ETAPA 4. Repetai administrarea Verapamilului n absena epinefrinei i observai efectele deprimante asupra proprietilor inimii! STOP EPI Ateptai cca. 1 minut. Cnd frecvena i amplitudinea au sczut foarte mult, reanimai inima cu EPI. Desenai traseul i marcai adugarea substanelor

2. ACIUNEA ACETILCOLINEI ASUPRA PROPRIETILOR MIOCARDULUI

Principiu: se administreaz ACH i se noteaz efectele obinute.

Se lucreaz la fel ca la EPI

Dup ntreruperea perfuzoarelor i a osciloscopului se trece n modul ANALYSIS, se completeaz tabelul i se deseneaz traseulParametriFC (b/min)Amplitudine (mm Hg)Denivelare (mm Hg)

REPAUS-

ACH 10-2 M

2.1. Efectele ACETILCOLINEI n prezena altor substane

Principiu: se administreaz acetilcolin (ACH), se ateapt stabilizarea traseului i fr a opri administrarea ACH se adaug epinefrin (EPI). Se repet operaiunea cu atropin.

ETAPA 1. Relaia Acetilcolin-Epinefrin antagonismul fiziologic.

Se repet aceleai operaiuni de pregtire.

Se perfuzeaz ACH 10-2 M cu debit 10 l/min (eprubet dreapta)

Se ateapt obinerea efectului i apoi, dup cteva secunde se adaug EPI 10-2 M cu debit 1 l/min Dup cca. 10-15 secunde se opresc perfuzoarele i osciloscopul i se trece n modulul ANALYSIS pentru calcule. Se completeaz tabelul i se deseneaz traseulParametriFC (b/min)Amplitudine (mm Hg)

REPAUS

ACH 10-2 M

EPI 10-2 M

ntruct efectele epinefrinei i acetilcolinei se produc prin activarea unor tipuri diferite de receptori, antagonismul dintre cele dou substane este unul fiziologic i nu competitiv.

ETAPA 2. Relaia Acetilcolin-Atropin inhibiie competitiv. Se repet operaiunile de la etapa precedent. n loc de EPI se pune ATR cu un debit de 10 l/min.

Se face analiza traseului i se notez n tabel. Se deseneaz traseul.ParametriFC (b/min)Amplitudine (mm Hg)

REPAUS

ACH 10-2 M

ATR 10-2 M

Concluzii

1. EPINEFRINA, mediatorul chimic al SNV simpatic.

EPI are efece stimulatoare asupra tuturor proprietilor miocardului prin aciunea asupra receptorilor beta1-adrenergici.

efectul cronotrop pozitiv se manifest prin creterea frecvenei cardiace; efectul batmotrop pozitiv se manifest prin creterea excitabilitii care se poate exprima att prin creterea frecvenei cardiace, ct i prin apariia unor aritmii de tipul extrasistolelor atriale sau ventriculare, fibrilaiei atriale etc.; efectul inotrop pozitiv se manifest prin creterea forei de contracie. Urmarea este creterea debitului cardiac i a presiunii arteriale; efectul dromotrop pozitiv se manifest prin accelerarea conducerii stimulilor.

Blocarea receptorilor cu beta-blocante (propranolol) anuleaz efectul stimulator al EPI prin fenomenul de inhibiie competitiv la legarea pe aceeai receptori. Administrarea terapeutic a beta-blocantelor scade frecvena cardiac, regularizeaz ritmul inimii (efect antiaritmic) i, prin vasodilataie scade tensiunea arterial.

Blocarea receptorilor alfa-adrenergici cu Fentolamin nu influeneaz efectele EPI, deoarece la nivelul cordului avem numai receptori 1 adrenergici. Verapamilul blocant al canalelor lente de Ca++ are aciune antagonic epinefrinei, scznd frecvena i amplitudinea contraciei, dar NU prin inhibiie competitiv ca beta-blocantele, ci prin scderea influxul depolarizant de Ca++ la nivelul nodulilor de automatism. Administrarea terapeutic are efecte antiaritmice i hipotensoare.

2. ACETILCOLINA - mediatorul chimic al SNV parasimpatic

ACH are efece deprimante asupra tuturor proprietilor miocardului prin aciunea asupra receptorilor muscarinici M2. Se elibereaz la nivelul terminaiilor vagale care inervez n special atriile.

efectul cronotrop negativ se manifest prin scderea frecvenei cardiace. La o stimulare puternic vagal, cordul se poate opri n diastol (stop cardiac); efectul batmotrop negativ se manifest prin scderea excitabilitaii; efectul inotrop negativ se manifest prin scderea forei de contracie. Urmarea este scderea debitului cardiac i a presiunii arteriale; efectul dromotrop negativ se manifest prin ncetinirea conducerii stimulilor, cu posibilitatea apariiei blocurilor atrio-ventriculare.

Efectele deprimante ale acetilcolinei (i ale SNV parasimpatic) pot fi prevenite prin administrarea de atropin, care blocheaz receptorii muscarinici prin inhibiie competitiv.

Acetilcolina i epinefrina au efecte antagonice de tip funcional i nu prin competiie pentru aceeai receptori.

Studiu individual

1. Utiliznd un dicionar medical sau alte materiale de documentare explicai nelesul urmtorilor termeni: in situ, in vivo, in vitro, agonist i antagonism, efect sinergic, bradicardie, tahicardie, necroz.

2. Explicai ce nseamn: efect cronotrop pozitiv, efect batmotrop pozitiv, efect dromotrop pozitiv.3. Definii, explicai i exemplificai urmtoarele mecanisme fiziologice: inhibiie competitiv, antagonism funcional, antagonism necompetitiv, FI DE LUCRU N LABORATOR

1. Desenai o cardiogram n stare de repaus. Marcai administrarea de CaCl2.i evideniai efectul asupra frecvenei i amplitudinii contraciilor. ................................................................................................................................................

2. Desenai o cardiogram n stare de repaus. Marcai administrarea de oxalat de amoniu i evideniai efectul asupra frecvenei i amplitudinii contraciilor...............

3. Desenai o cardiogram n stare de repaus. Marcai administrarea de KCl i evideniai efectul asupra frecvenei i amplitudinii contraciilor.................................................................................................................................................

4. Desenai o cardiogram n stare de repaus. Marcai administrarea de HCl i evideniai efectul asupra frecvenei i amplitudinii contraciilor...............

5. Desenai o cardiogram n stare de repaus. Marcai administrarea de NaOH i evideniai efectul asupra frecvenei i amplitudinii contraciilor. ..............................................................................................................................................

6. Desenai o cardiogram n stare de repaus. Marcai momentul n care s-a administrat EPI i evideniai efectul asupra frecvenei i amplitudinii contraciilor.

..............

7. Pe graficul de mai sus continuai cu marcarea momentului n care se adug PRO. Interpretai rezultatele. Definii relaia care se stabilete ntre cele dou substane. Explicai...............

8. Desenai o cardiogram n stare de repaus. Marcai momentul n care s-a administrat EPI i evideniai efectul. Adugai i Fentolamin. Desenai n continuare i explicai ce se ntmpl.................................................................................................................................................

9. Desenai i explicai relaia EPI Verapamil. Definii aceast relaie. ..............10. Desenai i explicai ce se ntmpl la administrarea de Verapamil n absena Epinefrinei...............

11. Desenai o cardiogram n stare de repaus. Marcai momentul n care s-a administrat ACH i evideniai efectul asupra frecvenei i amplitudinii contraciilor. Comentai rezultatele..............

12. Pe desenul de mai sus marcai i adugarea de EPI. Evideniai rezultatele. Definii relaia Acetilcolin-Epinefrin. ..............

13. Desenai o cardiogram n stare de repaus. Marcai momentul n care s-a administrat ACH i evideniai efectul. Adugai i atropin. Desenai n continuare i explicai ce se ntmpl. Definii relaia Acetilcolin-Atropin.

..............

14. Completai tabelul cu: (+) efect de stimulare; (-) efect de inhibiie, (x) - fr efect

SubstaneCronotropismInotropismTonotropism

Epinefrin

Propranolol

Verapamil

Fentolamin

Acetilcolin

Atropin

..............

15. Numii un agonist pentru receptorii: 1 adrenergici; adrenergici; M colinergici. Gsii sinonime pentru termenul de agonist. ..............

16. Numii un blocant al receptorilor: adrenergici; adrenergici; M colinergici i al canalelor lente de Ca++...............

17. Numii cteva boli sau situaii n care se administreaz: propranolul, atropin; verapamil, epinefrin, acetilcolin, fentolamin...............Tabel nr. 1. Efectele EPI asupra frecvenei i amplitudinii contraciilor pe cordul de obolan.

Tabel nr. 2. Efectele Propranololului asupra modificrilor induse de Epinefrin - inhibiia competitiv pentru receptorii -adrenergici.

Figura nr. 2. Inhibiia competitiv pentru receptorii B1 adrenergici, ntre EPI i propranolol. Propranololul anuleaz efectele stimulatoare ale EPI.

Tabel nr. 3. Administarea de PHE nu influeneaz efectele induse de EPI, datorit absenei receptorilor adrenergici de la nivelul miocardului.

Figura nr. 3. Administarea de PHE, dup adausul de EPI nu modific efectele acesteia.

Tabel nr. 4. Relaia de antagonizare necompetitiv dintre EPI i VER.

Fig. nr. 4. Efectele Verapamilului asupra modificrilor induse de Epinefrin. Chiar n prezena EPI, verapamilul scade frecvena i amplitudinea contraciilor.

Figura nr. 5. Efectele Verapamilului fr administrarea prealabil a Epinefrinei.

Tabel nr. 5. Efectele ACH asupra frecvenei i amplitudinii contraciilor pe cordul de obolan.

Tabel nr.6. Efectele ACH asupra proprietilor inimii i interaciunea cu EPI - antagonismul fiziologic.

Fig. nr. 6. Efectele Acetilcolinei asupra proprietilor inimii i interaciunea cu Epinefrina - antagonismul funcional

Tabel nr.7. Efectele Atropinei asupra modificrilor induse de Acetilcolina -inhibiia competitiv

Fig. nr. 7. Relaia Atropin - Acetilcolina - inhibiia competitiv

3