WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаМедицина → Серцева недостатність - Лекція

Серцева недостатність - Лекція

Зменшення позаклітинної концентрації іонів калію (гіпокаліємія) викликає гіперполяризацію мембрани. Якщо гіпокаліємія досягає рівня 2-3 ммоль/л, незначно збільшується поріг деполяризації, зменшується збудливість, збільшуються тривалість потенціалів дії і сила скорочень серця.

Характер електромеханічного поєднання в міокарді залежить від:

1) Тривалості потенціалу дії.

2) Частоти потенціалів дії.

3) Концентрації іонів кальцію в позаклітинній рідині.

4) Стану Са-каналів сарколеми кардіоміоцитів.

5) Стану систем видалення іонів кальцію із цитоплазми м'язових волокон.

Зміни тривалості потенціалів дії в кардіоміоцитах відбуваються за рахунок вкорочення чи подовження фази "плато", під час якої іони Са2+ через потенціалзалежні Са-канали сарколеми надходять у саркоплазму.

Беручи до уваги те, що концентрація іонів Са2+ у цитоплазмі м'язових волокон визначає кількість актоміозинових комплексів, а отже, і силу скорочень, можна зробити наступний висновок: при зменшенні тривалості потенціалу дії зменшується надходження іонів Са2+ у саркоплазму і, як наслідок, зменшується сила скорочення м'язового волокна, при збільшенні тривалості потенціалу дії - навпаки.

Тривалість потенціалу дії кардіоміоцитів зменшується: а) при гіперкаліємії, б) при дії на м'язові волокна ацетилхоліну.

Збільшення тривалості потенціалу дії характерно: а) для гіпокаліємії, б) охолодження серця.

□ При збільшенні частоти потенціалів дії, незважаючи на те, що тривалість кожного окремого потенціалу, а отже, і фази "плато" зменшується, сумарна тривалість зазначеної фази за одиницю часу збільшується. Це означає, що в кардіоміоцитах створюються більш високі концентрації Са2+ і, як наслідок, збільшується сила скорочення м'язових волокон. Цим, зокрема, пояснюється хроноінотропний механізм термінової компенсації серця.

При зменшенні частоти потенціалів дії (наприклад, при брадикардії) сумарна тривалість фази "плато" за одиницю часу зменшується, що веде до зменшення концентрації Са2+ у саркоплазмі і зменшенню сили скорочень серця.

Вплив позаклітинної концентрації іонів кальцію на силу скорочень серця

На початку XX в. Рінгером було відмічено, що в розчині, позбавленому іонів кальцію, ізольоване серце швидко зупиняється. У даний час відомо, що причиною цього є повне порушення взаємозв'язку між збудженням і скороченням. В нормі іони кальцію, які надходять під час фази "плато" потенціалу дії з позаклітинного середовища в саркоплазму кардіоміоцитів, "запускають" звільнення Са2+ із саркоплазматичного ретикулуму і поповнюють його запаси в цих структурах м'язових волокон. При зменшенні позаклітинної концентрації Са2+ його запаси в саркоплазматичному ретикулумі швидко виснажуються, концентрація Са2+ у саркоплазмі падає і, отже, зменшується сила серцевих скорочень.

"Кальцієвий парадокс" - експериментальний феномен, який розвивається після внесення іонів кальцію у безкальцієвий розчин, яким перфузується серце. При цьому розвивається незворотне ушкодження міокарда: а) зменшується вміст АТФ і креатинфосфату, б) з кардіоміоцитів виходять білки, у тому числі ферменти (міоглобін, креатинкіназа), в) руйнується саркоплазматичний ретикулум.

"Кальцієвий парадокс" сьогодні пояснюють тим, що в безкальцієвому розчині відбувається роз'єднання зовнішнього і внутрішнього шарів глікокаліксу кардіоміоцитів, у результаті чого значно зростає проникність сарколеми до іонів кальцію. При наступному внесенні в середовище іонів Са2+ відбувається їх масивне надходження в клітини, різко зростає його концентрація в саркоплазмі, що є причиною кальцієвих механізмів ушкодження.

□ У сарколемі кардіоміоцитів є потенціалзалежні повільні Са-канали. Це білкові молекули, вмонтовані в плазматичну мембрану, здатні пропускати через себе іони кальцію в тому випадку, коли вони відкриті. Відкриття Са-каналів відбувається при деполяризації мембрани. Відкриватися здатні не всі наявні канали, а тільки ті, котрі активовані за рахунок процесів фосфорилювання. В основіфосфорилюванняСа-каналів лежить збільшення концентрації цАМФ у саркоплазмі м'язових волокон. До факторів, які викликають утворення цАМФ, відносяться: а) катехоламіни і фармакологічні середники, які активують β-адренорецептори, б) інгібітори фосфодіестерази (метилксантини: теофілін, кофеїн і ін). Вони збільшують вміст цАМФ або за рахунок активації аденілатциклази (через β-адренорецептори), або за рахунок пригнічення руйнування цАМФ (інгібітори фосфодіестерази).

З активацією Са-каналів зв'язаний позитивний інотропний ефект катехоламінів. Він має такий вигляд: катехоламіни активація β-адренорецепторів активація аденілатциклази утворення цАМФ активація протеїнкіназ фосфорилювання Са-каналів сарколеми збільшення надходження Са2+ у саркоплазму під час потенціалів дії збільшення концентрації Са2+ у саркоплазмі збільшення сили скорочень серця.

В умовах блокади Са-каналів зменшується надходження іонів Са в саркоплазму кардіоміоцитів і, отже, зменшується сила серцевих скорочень.

Блокаду Са-каналів викликають: 1) ендогенні фактори: а) дефіцит АТФ, б) дефіцит цАМФ, в) іони водню (ацидоз); 2) екзогенні фактори: а) двохвалентні іони (Ni2+, Co2+', Мn2+), б) деякі тривалентні іони (La3+), в) органічні сполуки, які застосовуються в практичній медицині (верапаміл, ніфедипін і ін.).

На силу серцевих скорочень впливає стан систем видалення іонів кальцію з кардіоміоцитів, що регулюється наступними факторами:

а) серцевими глікозидами - фармакологічні препарати рослинного походження, які підвищують силу скорочень серця (препарати дигіталісу, строфантин і ін.);

б) ендогенними дигіталіс- і строфантиноподібними факторами (відкриті недавно).

Механізм дії серцевих глікозидів і подібних їм ендогенних факторів зв'язаний із пригніченням активності Na-K-АТФ-ази кардіоміоцитів. Наслідком цього є порушення роботи Na-K-насосів сарколеми, що супроводжується зменшенням градієнта концентрації іонів Na+ по обидві сторони плазматичної мембрани м'язових волокон. Це приводить до порушення Na-Ca-обмінного механізму в кардіоміоцитах, у результаті чого зменшується видалення Са2+ із саркоплазми в позаклітинне середовище і збільшується внутрішньоклітинна концентрація Са2+, що і обумовлює збільшення сили серцевих скорочень.

Сила скорочень окремих кардіоміоцитівзалежить від:

1) концентрації іонів Са2+ у саркоплазмі: чим вищий вміст Са2+ у саркоплазмі, тим більше утворюється комплексів Са2+ із тропоніном С, тим більше звільняється центрів зв'язування (активних центрів) на актинових міофіламентах, тим більше утворюється "містків" між актином і голівками міозину, тим більшою буде сила скорочення м'язового волокна. При зменшенні концентрації Са2+ у саркоплазмі - навпаки;

2) ступіня спорідненості тропоніну С до іонів кальцію. Іони водню і неорганічного фосфату, зв'язуючись з тропоніном С, блокують взаємодію цього білка із Са2+, у результаті чого сила скорочень кардіоміоцитів зменшується;

3) стану скорочувальних білків - актину і міозину. Велике значення має взаєморозташування актинових і міозинових міофіламентів, яке лежить в основі залежності, обумовленої законом Франка-Старлінга. При дуже сильному розтяганні м'язових волокон кількість актоміозинових "містків", які утворюються зменшується - зазначений закон не "спрацьовує", сила скорочень серця падає;

4) концентрації АТФ, енергія гідролізу якої забезпечує ковзання м'язових філаментів один відносно другого.

Розслаблення кардіоміоцитів визначається виходом іонів Са2+ із саркоплазми, у результаті чого їх концентрація зменшується і стає нижче 10-7 моль/л. При цьому комплекси Са2+ із тропоніном С розпадаються, тропоміозин зміщується стосовно актинових філаментів і закриває їх активні центри - скорочення припиняється.

Існує 3 механізми виходу іонів Са2+ із саркоплазми кардіомиоцитів:

1) Са-насоси плазматичної мембрани і саркоплазматичного ретикулуму, які видаляють Са2+ у позаклітинне середовище. Складовою їх частиною є Са-АТФ-аза, яка для здійснення активного транспорту іонів Са2+ використовує енергію АТФ;

2) Na-Ca-обмінний механізм. Виводить іони Са2+ у позаклітинне середовище. Використовує енергію градієнта концентрації іонів натрію по обидві сторони плазматичної мембрани, тому залежить від роботи Na-K-насоса, який створює цей градієнт;

3) Са-акумулююча функція мітохондрій. Активується тільки при значному підвищенні вмісту іонів Са2+ у саркоплазмі, що найчастіше буває в умовах патології. Надходження Са2+ із саркоплазми в матрикс мітохондрій відбувається за рахунок енергії, яка звільняється в процесі транспорту електронів по дихальному ланцюзі. Використання цієї енергії на активний транспорт іонів Са2+ у мітохондрії є альтернативою окисному фосфорилюванню.

Loading...

 
 

Цікаве