Componentele sistemului cardiovascular Inima = pompa care asigur fora necesar circulaiei sngelui n organism, prin intermediul celor dou circulaii: Pulmonar - n regim de joas presiune; Sistemic - n regim de nalt presiune;

2.Arterele = sistemul de distribuie a sngelui pn la nivel tisular;3.Microcirculaia (care include capilarele) = asigur schimburile dintre snge i esuturi;4. Venele = servesc ca rezervoare i colecteaz sngele pentru a-l readuce la inim.

Inima organ musculo-cavitar, format 4 camere

Atriul (AD) i ventriculul drept (VD) Atriul (AS) i ventriculul stng (VS) 2 pompe n serie (pompa dreapt i stng), conectate prin circulaia pulmonar i sistemic;pompa VS funcioneaz la presiune de 5-6 mai mare dect cea din VD.

Sistemul valvular cardiacValvele atrio-ventriculare localizate ntre atrii i ventriculi:Valva mitral (M) ntre AS i VS. Valva tricuspid (T)- ntre AD i VD.

Valvele sigmoidiene localizate ntre ventriculi i marile artere:Valva aortic (A) ntre VS i aort.Valva pulmonar (P) ntre VD i artera pulmonar.

Tipuri de fibre cardiacecardiomiocite:

Fibre contractile, tipice, lucrtoare majoritatea cardiomoicitelor;

2. Fibrele sistemului excito-conductor (SEC), atipice - dn esutul nodal (celule pacemaker):

Structura fibrei miocardice tipice

1). Sarcolema - este o membran complex, ce nvelete fiecare celul cardiac, conine:pompe, canale, carrieri, Proteine G,receptori, enzime.

Principalele tipuri de canale ale sarcolemei 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) activate n timpul DLD.

2.Canalelede K+ (voltaj- dependente i dependente de Ach):deschise n faza de repolarizare. Rol principal: refacerea potenialului de repaus i controlul nivelului excitabilitii celulare.Ach le menine mai mult deschise, inducnd starea de hiperpolarizare.

3.Canalelede Ca++ (tipurile L i T -voltaj- dependente):

n fibrele rapide (contractile): tipul-L (long-lasting): sunt canale standard de Ca++ deschise n faza de platou, cu rol important n procesul de iniiere a mecanismului de contracie;

n fibrele cu rspuns lent (celule pacemaker): canalede Ca++: tip-T (transient) activate n cursul DLD ; tip-L - activat n cadrul fazei de depolarizare.

4. Pompa Na+/K+:transport activ primar, activ mai ales pentru a restabili echilibrul ionic;pompeaz 3 Na+ nafar i 2 K+ nuntru pentru fiecare molecul de ATP.

5 .Antiporter-ul Na+/Ca++transport activ secundar cuplat cu pompa Na+/K+, folosind gradientul de Na+creat de aceasta;expulzeaz 1 Ca++ n schimbu la 3 Na+.

6.Pompa Ca++Expulzeaz Ca++, pentru a restabili echilibrul ionic.

2) Discurile intercalare structuri membranare nzig-zag:a)junciuni de tip gap (nexusuri)conecteaz citosolul celulelor adiacente;regiuni cu rezisten electric sczut; determin funcionarea inimii ca un tot unitar-sinciiu electrictransmit rapid stimulul de la o celulla la alt celul.

b)Desmozomi - formeaz arii de adeziune puternic dintre celule.

3). Tubii transversali (-T): conduc PA n celul aciune pe RS eliberarea Ca++ n sarcoplasm iniierea contraciei;ofer Ca ++ extracelular: pot lega Ca++, datorit electronegativitii -prin cantitatea de mucopolizaharide.

4). RSP cu tubii longitudinali (-L) la capete prezint cisterne, mai puin dezvoltai ca cei din muchiul scheletic

5) Miofibrilele

Principalele proteine contractile:MiozinaActina

Principalele proteine reglatorii:TropomiozinaTroponina(C,I,T)

Proprietile fiziologice ale cardiomiocitelor

Cardiomiocitele tipice lucrtoare:Fibrele tipice contractile (atriale i ventriculare) fibre cu rspuns rapid, posed urmtoarele proprieti fiziologice:ExcitabilitateRefracteritateConductibilitateContractilitateTonicitatea

1. Potenialul de repaus (Pr) n fibra cardiac contractil (cu rspuns rapid) Pr - diferena de potenial electric transmembranar, datorat gradientului de concentraie ionic ntre mediul intra- i extracelular.

Pr = -80 -90 mV (-85 mV);:

2. Potenialul de aciune n fibra cardiac contractil (cu rspuns rapid)

PA - reprezint modificarea Pmembran ca rspuns la aciunea unui stimul, modificrii conductanei membranei pentru ioni.Fazele PA:

Depolarizare (0)Repolarizare rapid (1)Platou de Ca++ (2)Repolarizare final (3)Pr (4)Durata PA: ventricole -0,3sec

atrii 0,2 sec

Faza 0 Depolarizarea rapid

Stimulare rapid conductana membranei pentru Na+ Pr se modific la P prag (-55 mV)cnd se atinge Pprag influx deNa+ (prin deschiderea canalelor Na+voltaj-dependente) P membran = +20 la +30mV (Potenial de echilibru al Na+) Partea pozitiv PA = overshootDepolarizarea = foarte rapid(1-2 msec) fibre cu rspuns rapid;

Faza 1-Repolarizarea rapid iniialAceasta faz apare prin: inactivarea influxului de Na+; activareae fluxului tranzitoriu de K+ i Cl-

Membrana se repolarizeaz rapid i tranzitoriu pn la 0 mV incizura. Rolul acestei repolarizri de scurt durat: aduce potenialul la o valoare optim, n vederea activrii canalelor de Ca++ tip-L.

Faza 2 -Platoul

Se datoreaz existenei a 2 cureni ionici opui, ce menin potenialul 0 mV: influx Ca++ lent (canale-L),eflux de K+ lent.

Durat lung (220 msec) Influx de Ca++Eliberarea Ca++ din RS Ca++ (iniierea contraciei)

Faza 3-Repolarizarea rapid final

Datorat celor 2 cureni de K+: eflux de K+ - principalul curent de repolarizare;Pmembranar scade de la

0 mV -90 mV.influx de K+ la sfritul fazei 3,datorit electrostatic K+ este atras n celul mai repede dect tinde s treac afar.

Modificarea excitabilitii cardiomiocitelor tipice

PRE - perioada refractar absolut: faza 0 2 0,27 sec ventricule 0,15 sec - atrii celulele sunt inexcitabile nu rspund nici la stimuli foarte puternici;PRA lung celulele cardiace nu dezvolttetanie.

PRR perioda refractar relativfinalul fazei 3;celulele sunt hipoexcitabilerspuns la stimuli suprapragali.

PSN - perioda supranormal caracteristic celulelor Purkinje,la finalulfazei 3;celulele au excitabilitate crescutrspund la stimuli printr-un rspuns repetitiv aritmii severe;

PNE- perioada normoexcitabil corespunde fazei 4 la stimulare apare rspuns normal.

Funcia dromotrop (de conducere) - definete capacitatea de a conduce stimulii generai la nivel cardiac;Este o proprietate a tuturor tipurilor de celule cardiace, dar n special a celulelor SEC;Discuri intercalare transmitere rapid a stimulului de la o celul la celul.Excitaia se propag prim miocardul atrial i ventricular cu V=0,3-0,5 m/sec

(1/250 din V n f. mielinice i 1/10 m. scheletici)

Funcia inotrop (contractilitatea) - definete capacitatea de a rspunde la stimuli printr-o contracie;Este o proprietate a fibrelor miocardice contractile atriale i ventriculare;Mecanismul contraciei = contracia m. Scheletic

Particulariti:1. m. Cardiac nu formeaz uniti motorii;2. Necesit Ca++ extracelular pentru contracie;3. Nu formeaz tetanos (PRA = durata contraciei);4. Puterea de contracie = coninutului de Ca++ intracelular fenomenul n scar Bowditch: amplitudinea sistolei = frecvenei stimulilor ( stimuli cu intensitate constant).

Funcia tonotrop (tonicitatea) - definete capacitatea celulelor cardiace de a menine un tonus contractil bazal;este o proprietate a fibrelor miocardice contractile atriale i ventriculare.

Fibrele sistemului excito-conductor (SEC)Fibre cu rspuns lent -celule pacemaker

Nodului sino-atrial NSACile internodale Fibre de tranziie Nodului atrioventricular NAVPoriunea penetrant a fascicolului AVFacsicolul His (ramura dreapt i stng)Fibre Purkinje

Nodul SAeste pacemakerul activ al inimii determin frecvena cardiac are cea mai mare frecven de descrcare (100-110 bti/min) Sub influena sistemului nervos vegetativ: n repaus, efectul vagului este mai puternic decat al SNVS. Acest tonus vagal fiziologic determin frecvena cardiac de repaus= 60-80 bti/min.frecvena < 60 bti/min: bradicardia sinusal (tonus vagal crescut);frecvena =100-180 bti/min: tahicardia sinusal (n cursul efortului fizic);

Cile internodaleSunt ci de conducere specifice ale impulsurilor de la NSA la NAV. Exist trei ci internodale: anterioar fasciculul Bachman: conduce preferenial impulsurile ADAS; mijlocie - fasciculul Wenckebach; posterioar - fasciculul Thorel.

Nodului AVAre o rat de descrcare mai mic (40-50 bti/min) dect NSA, panta DLD (faza4) mai lent ca NSA, prin influxul lent de Ca++si Na+ Perioad refractar mai lung;

Este situat ntre atrii i ventriculi. Funcia fiziologic transmiterea excitaiei spre ventriculi (0.12 sec) sistola atrial precede sistola ventricular.

Reia funcia de pacemaker al inimii, dac NSA este excizat sau distrus.

Fasciculul His i reeaua Purkinje

Fasciculul His cu cele 2 ramuri (dreapt i stng) i reeaua Purkinje au cea mai redus rat de descrcare (25-35 bti/min).

Rolul sistemului His-Purkinje: s conduc rapid excitaia de la NAV la pereii ventriculari.

Pacemakerii inimii Pacemakerii inimii sunt clasificai n:Activi: NSA;Lateni (devin activi doar dac NSA este suprimat):

- NAV - sistemul His-Purkinje.Pacemakeri ectopici: celule cu rspuns rapid care n condiii patologice (ex: ischemie = aport sczutde O2) se transform n celule cu rspuns lent dobndesc capacitateade a genera impulsuri (automatism).

Inima deine centri specializai pentru propria iniiere a excitaiei (PA) - AUTOMATIZM i propagarea ei ctre fiecare celul din miocard (SEC) - CONDUCTIBILITATE. Fazele potenialului de aciune n fibrele cu rspuns lent (celulele NSA i NAV) Depolarizare lent diastolic (DLD) faza 4Depolarizare faza 0Repolarizare faza 1-3

Faza 4 - Depolarizarea lent diastolic (DLD)

Determin activitatea de pacemaker - automatismCelulele nu au un Prepaus constant (-60mV), Potenialul de membran trece lent din -60 mV la Pprag -40 mV se declaneaz depolarizarea (faza 0)Bazele ionice ale DLD:influx lent de Na+ (canale de Na+ (lente permanent deschise); influx lent de Ca++ (canale de Ca++ tip-T );nchiderea canalelor de K+

Faza 0 - Depolarizarea

mai lent n comparaie cu fibrele cu rspuns rapid ;ncepe dup atingerea Pprag (-40 mV) conductana Ca++ (prin canale Ca++ tip-L) i Na+influx de Ca++ i Na+ rapid Pmembran trece spre valoarea potenialul de echilibru al Ca++ 0 mV, i Na+ = + 20mV

Faza 1-3-Repolarizarea

Fazele1-2- nu sunt evidente. Faza3 determinat de conductanei pentru K+:canale de K+ eflux de K+ care duce la repolarizarea membranei;canale de K + reglate de acetilcolin (deschise prin stimulare vagal) eflux de K+ duce potenialul de membran la valori mai negative hipoexcitabilitate.

Excitabilitatea celulelor cu rspuns lent

Perioada refractar absolut (PRA)din faza 0 a PA ultima parte a fazei3; celulele sunt inexcitabile.

Perioada refractar relativ (PRR)

Din ultima parte a fazei 3 pn trziu n faza 4; PRR n NAV > PRR n NSA; La nceputul PRR: rspunsul este redus;Spre sfrsitul PRR: rspunsul crete progresiv;Viteza de conducere a impulsurilor generate la nceputul PRR este mult mai mic.

Caracteristicile fibrelor cardiace cu rspuns rapid comparativ cu celulele pacemakerAutomatism: Absent (necesit stimulare de prag) Rspuns: Fibre cu rspuns rapidPR (faza 4): Constant -85 la -90 mVPA: Amplitudine mare, pant de depolarizare rapid (faza 0)Durata0,3 sec(n V)Automatism: Prezent (prezint DLD)Rspuns: Fibre cu rspuns lent PR (faza4): fr Prconstant, cu PM -60 mV PA: Amplitudine mic, pant de depolarizare lent (faza 0)Durata 0,15 sec

Conducerea este capacitatea celulelor cardiace de a transmite unda de excitaie n ntreaga inim.PA generat de pacemakeri se transmite celulelor contractile prin jonciunile de tip gap.

Definiie: ciclul cardiac (CC) include ansamblul de evenimente electro-mecanice legate de trecerea sngelui prin inim, n cursul unei sistole i diastole cardiace.Principalele etape ale CC:Sistola ventricular (SV) asigur ejecia sngeluiDiastola ventricular (DV) - umplerea ventricular

-Sistola atrial (SA) (presistola):-ultima etap a DV;-asigur 20% din umplerea ventricular.

Ciclul cardiacI atriiII - ventriculi

Sistola Ventricular Contracia izovolumetric (CIV) 0,03 sec; Presiunea VS ncepe s PVS>PAS nchiderea AV (M); Vol. sanguin VS rmne const.Ejecia rapid= 0,1sec; PVS progresiv (120 mmHg) Ejecie a sngelui din VSAo. Asigur 70% din Vol. Sistolic.Ejecia lent = 0,2sec; PVSPAo Ejecie snge; Asigur 30% din Vol. Sistolic. Volum Sistolic70 ml.

Diastola Ventricular Protodiastola - nceputul DV = 0,02sec; ncepe PVS < PAo Relaxarea izovolumetric (RIV) = 0,05sec; PVS rapid ( 0 mmHg) PVS < PAS; Vol. sanguin VS = constant.Umplerea rapid Durata= 0,3sec. PVS 0 mmHg sngele trece rapid din AS VS. Vol. sanguin crete (70%). Sistola atrial (Presistola) = 0,1sec. PAS>PVS ( 6-8 mmHg) sngele trece rapid n VS. finalizarea umplerii ventriculare (30%).

Diastola: valvele AV deschise i cele semilunare nchise; Sistola: valvele AV nchise i cele semilunare deschise.

Volumele cardiaceV telediastolic = 110-120 ml, volumul fiecrui ventricul la sfritul diastolei (160-180 ml n efort V diastolic de rezerv).Volumul sistolic = 70 ml, volumul ejectat din ventricule n timpul unei sistole (100-130 ml n efort V sistolic de rezerv).V telesistolic = 40-50 ml, volumul de snge restant n ventricule la sfritul sistolei (10-20 ml n efort V rezidual).

Debit cardiac - DCDC: cantitatea de snge ejectat de inim pe minut cantitatea de snge pompat pe minut n circulaia sistemic sau cea pulmonar

(DCstg= DCdr).Calcul:

DC = VS x FC VS = 70 ml FC = 70 BPM DC = 5-6 l/min, n efort: DC =25-35 l/min, pe seama FC i a VS.