Fyziologie srdce C:\Users\Johanka\Pictures\další\PhD vtipy a další\keep_calm_and_____by_chengwesley-d6do3k8.png C:\Users\Johanka\Pictures\další\PhD vtipy a další\12806222_10206294792710510_5560150102997217634_n.jpg Funkce Srdce je pumpa : Funkcí srdce je přečerpávání (pumpování) krve do cévního systému. Protože cévní systém je uzavřený, srdce vytváří klesající tlakový gradient na začátku a na konci cévního systému, který je hnací silou pro tok krve cévami. Srdeční aktivita •Elektrická – srdeční buňky jsou schopné vytvářet akční potenciál a vést vzruch (EKG, VKG,…) •Mechanická – pumpa, kontrakce srdečního svalu (FKG, TK, pulzová vlna, ultrazvuk) Morfologie trochu komplikovanější, než se zdá…. optimista pesimista realista Morfologie – stavba srdce Pravé a levé srdce jsou sériově zapojené pumpy. (pravé srdce – plíce – levé srdce – velký oběh – ….) pravá síň http://www.fpnotebook.com/_media/CvAnatomyHeartApicalFourChamberView.gif Horní dutá žíla Dolní dutá žíla Pravá komora Levá komora Mezikomorové septum apex Levá síň Pulmonální arterie aorta Pulmonální žíla Věnčité (koronární) tepny vystupují z aorty (za chlopní) a zásobují srdeční sval krví. Hustá kapilarizace – poměr počtu svalových vláken ku kapilárám je cca 1:1. Žilní krev ústí do pravé síně, některá rovnou do komor. http://4.bp.blogspot.com/-r3IsX9XBJeg/TbdnDjCoe6I/AAAAAAAAAsg/bRfw5bo6hY8/s1600/Coronary+arteries.j pg pravá koronární tepna Levá koronární tepna aorta Morfologie – koronární řečiště Morfologie – převodní systém srdeční •Tvorba a přednostní vedení akčního potenciálu •Synchronizace a koordinace vedení vzruchu srdcem Sinoatriální uzel (SA) Preferenční síňové dráhy Atrioventrikulární uzel (AV) Hisův svazek Tawarova raménka Purkyňova vlákna Histologie •Vlastnosti srdečních buněk: excitabilita, kontraktilita, vodivost, automatičnost, rytmičnost •Buňky převodního systému (primárně tvorba a vedení AP, sekundárně kontrakce) •Buňky pracovního myokardu síňového a komorového (primárně kontrakce, sekundárně vedení AP) •Další pojivové tkáně, vlákna (kolagenní, elastická), cévy,… http://medcell.med.yale.edu/histology/muscle_lab/images/quiz5.jpg Myokard •Příčně pruhovaný srdeční sval (aktin a myozin, mnoho mitochondrií, sarkoplazmatické retikulum – zásobník Ca2+) •Interkalární disky - spojení svalových vláken •Nexy (gap junction) – kanály mezi buňkami, průtok iontů, vedení vzruchu - funkční syncytium Interkalární disk Akční potenciál – pracovní myokard Klidový potenciál – záporné napětí na membráně (cca – 90 mV) Jedině v tomto období je možné vyvolat depolarizaci a AP Akční potenciál (AP) •V průběhu AP nelze vyvolat další depolarizaci, buňka je v refrakterní fázi, čímž brání vzniku tetanického stahu •Má několik fází •Depolarizace •Fáze plató – její hlavní funkcí je prodloužení refrakterity buňky (absolutní refrakterita, nelze vyvolat další AP) •Repolarizace – relativní refrakterita (další příchozí AP může vyvolat následnou depolarizaci, která je však patologická) Akční potenciál – pracovní myokard +20 Akční potenciál (AP) •Depolarizace – vstup Na+ do buňky (Na je depolarizačním iontem, rychlý) •Fáze plató – vstup Ca2+ do buňky a výstup K+ z buňky (zároveň pumpování Na+ a Ca2+ z buňky) •Repolarizace – výstup K z buňky (zároveň pumpování Na+ (Na/K - ATPáza) a Ca2+ z buňky (Ca-ATPáza)) Pozn: Ionty vstupují a vystupují kanálem pasivně po konc. a el. gradientu. Pumpování iontů je aktivní děj, většinou proti gradientu plató výstup vstup Akční potenciál – pacemakerová buňka (sinoatriálního uzel) Nemá stabilní klidový potenciál (prepotenciál) •dochází k pomalé depolarizaci způsobené vstupem Ca2+ a Na+ do buňky pomalými kanály Akční potenciál (AP) •k vlastní rychlé depolarizaci dochází, když prepotenciál překročí práh (- 40 mV) •Depolarizace – vstup Ca2+ do buňly (vápník je depolarizačním iontem, je pomalejší) •Repolarizace – výstup K z buňky (zároveň pumpování Na+ (zároveň pumpování Na+ (Na/K - ATPáza) a Ca2+ z buňky (Ca-ATPáza)) Pozn: Ionty vstupují a vystupují kanálem pasivně po konc. a el. gradientu. Pumpování iontů je aktivní děj, většinou proti gradientu Pomalý depolarizační prepotenciál umožňuje rytmické vznikání AP v SA uzlu - pacemaker Podobný tvar AP má buňka AV uzlu +20 nestabilní kl. pot. práh výstup vstup Akční potenciál pracovní a pacemakerové buňky +20 Pracovní myokard •Stabilní klidový potenciál (-90 mV) •Sodíkový depolarizační proud Pacemakerová buňka •Nestabilní klidový potenciál (-60 až -40 mV) •Vápníkový depolarizační proud Převodní systém srdeční – gradient srdeční automacie Rytmické vytváření AP a preferenční vedení vzruchu Síně jsou od komor oddělené nevodivou vazivovou přepážkou •Sinoatriální uzel (SA) – vlastní frekvence 100 bpm (většinou pod tlumivým vlivem parasympatiku), rychlost vedení vzruchu 0,05 m/s •Preferenční internodální síňové spoje – rychlost vedení vzruchu 0,8 – 1 m/s •Atrioventrikulární uzel – jediný vodivý spoj mezi síněmi a komorami, vlastní frekvence 40 – 55 bpm, rychlost vedení 0,05 m/s •Hisův svazek – rychlost vedení 1 – 1,5 m/s •Tawarova raménka – rychlost vedení 1 – 1,5 m/s •Purkyňova vlákna – rychlost vedení 3 – 3,5 m/s vlastní frekvence 20 – 40 bpm Sinusový rytmus – vzruch začíná v SA uzlu Junkční rytmus – vzruch se tvoří v AV uzlu Aktivace komorového myokardu – z vnitřní strany k vnější Repolarizace komorového myokardu – opačným směrem Pozn: vlastní frekvence je frekvence vzniku AP neovlivněná nervovým a hormonálním řízením https://www.prirodovedci.cz/storage/images/410x/1611.png Gradient akčního potenciálu Následná depolarizace - vznik AP v relativní refrakterní fázi – patologické (netřeba znát ke zkoušce z fyziologie) Elektrický dipól depolarizovaná buňka + – + – nedepolarizovaná buňka Elektrický vektor Depolarizační vlna EKG: Elektrická aktivita srdce měřená z povrchu těla depolarizovaná tkáň + – + – nedepolarizovaná tkáň Elektrický vektor Depolarizační vlna + – + – + – + – Elektrický dipól – Depolarizační vlna + + – + – + – + – + – Dílčí elektrický vektor pro daný úsek tkáně Dílčí elektrický vektor pro daný úsek tkáně Výsledný elektrický vektor Elektrický dipól Elektrokardiografie Depolarizační vlna Elektrický vektor srdeční vzniká součtem dílčích elektrických vektorů v srdci Elektrický vektor má v daném čase •Velikost – určená počtem buněk, které mění svoji polaritu v daném směru •Směr - kolmý na depolarizační vlnu EKG: Elektrická aktivita srdce měřená z povrchu těla Elektrokardiografie Elektrický vektor srdeční vzniká součtem dílčích elektrických vektorů v srdci Elektrický vektor má v daném čase •Velikost – určená počtem buněk, které mění svoji polaritu v daném směru •Směr - kolmý na depolarizační vlnu El. vektor je proměnlivý v čase (tak, jak se šíří depolarizační nebo repolarizační vlna) • EKG svody Elektrický vektor srdeční vzniká součtem dílčích elektrických vektorů v srdci Vyznačuje se •Velikostí – určená počtem buněk, které mění svoji polaritu v daném směru •Směrem - kolmý na depolarizační vlnu • + – + – Záporná elektroda Kladná elektroda F1 F2 Svod měří rozdíl el. potenciálů na elektrodách – napětí mezi elektrodami Napětí snímané na svodu V = F2 - F1 EKG – základní, bipolární (Einthovenovy svody) Elektrokardiogram vzniká promítáním elektrického srdečního vektoru na svod v čase – – – + + + I II III R L F Bipolární svody: obě elektrody jsou aktivní EKG – základní, bipolární (Einthovenovy svody) – – – + + + I II III EKG vzniká promítáním elektrického srdečního vektoru na svod v čase Elektrický vektor v čase opisuje tři smyčky: vektokardiogram P T R Q S R L F EKG – základní (Einthovenovy svody) video EKG – základní (Einthovenovy svody) – – – + + + I II III R L F EKG - historie D:\záloha některých dat a výsledků\historie ECG\obrázky a materiály\14383-60427-1-PB.gif D:\záloha některých dat a výsledků\historie ECG\obrázky a materiály\F1.large.jpg EKG - historie D:\záloha některých dat a výsledků\historie ECG\obrázky a materiály\000088-05v (1).jpg D:\záloha některých dat a výsledků\historie ECG\obrázky a materiály\09761_gr7.jpeg EKG – Wilsonova svorka Wilsonova svorka - + + + Wilsonova svorka: •Vzniká spojením končetinových elektrod přes odpory •elektricky představuje střed srdce (reálně je vyvedena stranou nebo dopočítána) •Pasivní elektroda (konstantní potenciál) •Aktivní elektroda: proměnný potenciál •Pasivní elektroda (neaktivní): konstantní potenciál EKG – Wilsonova svorka Wilsonova svorka - + + + Wilsonova svorka: •Vzniká spojením končetinových elektrod přes odpory •elektricky představuje střed srdce (reálně je vyvedena stranou nebo dopočítána) •Pasivní elektroda (konstantní potenciál) - Wilsonova svorka reálně EKG – Wilsonovy svody (unipolární) VL Wilsonova svorka - + + + Wilsonovy svody: •Spojeni Wilsonovy svorky s aktivní končetinovou elektrodou •Aktivní elektrody mají vždy kladný náboj R L F VR VF EKG – augmentované Golbergerovy svody (unipolární) Neaktivní elektroda - + + + augmentované svody: •Svod aVR vzniká spojením aktivní končetinové elektrody (zde R) s elektrodou vzniklou spojením zbývajících dvou končetinových elektrod (F a L) přes odpory R L F aVR aktivní elektroda EKG – augmentované Golbergerovy svody (unipolární) - + R L F aVR - + - + aVL aVF EKG – Wilsonovy a augmentované svody Augmentované svody mají sice stejný směr, jako Wilsonovy svody („dívají se na srdce ze stejného směru“), ale poskytují zesílený signál - + + R L F aVR + VR Končetinové svody – frontální rovina + - + R L F aVR - + - + aVL aVF – – + + – I III II I, II, III, aVL, aVR, aVF Vektokardiografie Elektrický vektor se pohybuje ve třech rozměrech. Křivka EKG záleží na směru svodu, na který se vektor promítá. Končetinové svody se „dívají“ na srdeční elektrickou aktivitu jen ve frontální rovině. Ale co ostatní roviny? ® hrudní svody EKG – hrudní svody (unipolární) •Spojení hrudní elektrody (aktivní, kladné) s Wilsonovou svorkou (záporná, neaktivní) •6 hrudních svodů – V1,… V6 EKG – 12 svodové EKG •3 Einthovenovy svody (bipolární) – I, II, III •3 Golgbergerovy augmentované svody (unipolární) – aVL, aVR, aVF •6 hrudních svodů (unipolární) EKG – 12 svodové EKG I + - + R L F aVR - + - + aVL aVF – – + + – I III II aVF II III aVR aVL – + – + + + + + – – – – 120° 90° 60° 30° 0° 30° Směry končetinových svodů jsou zachované. Jsou pouze přeskládané tak, aby se protínaly ve středu. EKG svody podle Cabrery Elektrická osa srdeční: průměrný směr elektrického vektoru srdečního v průběhu depolarizace komor : QRS komplexu (lze odhadnout podle velikosti kmitu R) Elektrická osa srdeční I aVF II III aVR aVL – + – + + + + + – – – – 120° 90° 60° 30° 0° -30° P T R Q S Srdeční osa fyziologicky směřuje dolu, doleva, dozadu Rozmezí fyziologické: Střední typ 0° – 90° Levý typ -30° - 0° Pravý typ 90° - 120° Deviace doprava: > 120 ° (hypetrofie LK, dextrokardie) Deviace doleva: < -30° (hypetrofie LK, těhotenství, obezita) EKG křivka EKG (II svod): •P: depolarizace síní • •Úsek PQ: síně jsou depolarizované, komory se ještě nezačaly depolarizovat • •Q: první negativní kmit QRS komplexu (depolarizace komorového septa) •R: první pozitivní kmit QRS komplexu (depolarizace srdečního hrotu) •S: negativní kmit následující po R (depolarizace bazální části LK) • •Úsek ST: komory jsou depolarizované a ještě se nezačaly repolarizovat • •P: repolarizace komor Srdeční cyklus - střídání systoly a diastoly síní a komor •systola: kontrakce •diastola: relaxace •depolarizace síní ® systola síní – krev je dopumpována do stále relaxovaných komor •depolarizace komor ® systola komor •systola komor: •izovolumická kontrakce – stoupá tlak v komorách ale krev ještě není vypuzována •začíná zavřením síňokomorových chlopní (tlak v komoře větší než tlak v síni) •Končí otevřením aortální a pulmonální chlopně (tlak v komorách se vyrovná tlaku v aortální a pulmonální tepně = diastolický tlak) •ejekční fáze – krev je vypuzována do tepen (tlak v komorách větší než v tepnách) •Začíná otevřením aortální a pulmonální chlopně a končí jejich uzavřením •diastola komor: •izovolumická relaxace – klesá tlak v komorách (menší než v tepnách), ale komory se ještě neplní •Začíná uzavřením aortální a pulmonální chlopně a končí otevřením síňokomorových chlopní (komorový tlak klesne pod síňový) •fáze plnění – otevírají se síňokomorové chlopně a krev teče po tlakovém gradientu do komor •Na začátku fáze rychlého plnění komor •Ke konci depolarizace a systola síní ® doplnění komor •depolarizace a systola komor…. Chlopně jsou jednosměrné, uzavírají se, když je tlakový gradient „protisměrný“ Srdeční cyklus P-V diagram (levá komora) tlak (mmHg) objem (ml) 120 80 100 50 120 plocha = práce vykonaná srdcem plnící fáze diastoly fáze DTK - otevření aortální chlopně (dvojcípá je uzavřená) STK (maximální tlak v komoře i aortě) uzavření dvojcípé chlopně (aortální je zavřená) uzavření aortální chlopně (dvojcípá je uzavřená) otevření dvojcípé chlopně (aortální je zavřená) End-systolický objem End-diastolický objem systolický objem (70 ml) TK v aortě 12 Srdeční cyklus P-V diagram (levá komora) tlak (mmHg) objem (ml) 120 80 100 50 120 plocha = práce vykonaná srdcem plnící fáze diastoly fáze DTK - otevření aortální chlopně (dvojcípá je uzavřená) STK (maximální tlak v komoře i aortě) uzavření dvojcípé chlopně (aortální je zavřená) uzavření aortální chlopně (dvojcípá je uzavřená) otevření dvojcípé chlopně (aortální je zavřená) TK v aortě PS