Fiziologia speciala - Metabolismul miocardului
Din sângele arterial O2 trece în lichidul interstitial prin difuziune, iar în cardiomiocit trece tot prin difuziune. O2 se transforma în CO2 care este recoltat în venel coronare, iar apoi ajunge în atriul drept.
Arterele coronare au implicatii fiziologice dar si patologice.
Cardiomiocitul având nevoie de mult O2, arterele coronare trebuie sa posede caracteristica de vasodilatatoare pentru a put 333b14d ea creste fluxul sanguin.
conditii normale:
activitate contractila redusa sinteza redusa de: peptide, lipide, glucide;
organ aerob captare de acizi grasi neesterificati;
glucoza si acid lactic mai putin decât muschiul scheletic;
substratul:
captat pasiv: A.G.N. si Ac. A gradient de concentratie;
captat activ: glucoza insulino-dependent;
metabolismul glucidic
rezerve reduse de glicogen catecolamine;
glicoliza:
o anaeroba ATP (singura sursa anaeroba)
o aeroba ATP - ciclul Krebs (mitocondrii)
o lactic - dehidrogenaza:
miocardica (lactat piruvat)
musculara (piruvat lactat)
o fosfofructokinaza fosforilarea hexozelor catabolism
cantitate redusa
este reglata alosteric ADP si ATP hipoxia scade ATP
În cadrul metabolismului glucidic avem 2 enzime principale: acid lactic (în celula miocardica lactatul se transforma în piruvat, iar acidul piruvic trece în ciclul Krebs).
O a doua enzima care se gaseste în stare latenta este fosfofructokinaza, care are activitate redusa în conditii obisnuite.
metabolismul lipidic
acizi grasi oxidati pe calea piruvatului (mitocondrie)
acizi grasi esterificati gliceride (anoxie)
Acizii grasi au si catabolism si anabolism în cardiomiocite. În conditii normale activarea acizilor grasi este caracterizatp de catabolismul lor.
În conditiile în care acizii grasi în cardiomiocite nu pot fi activati ca atare, nefiind o cantitate de O2 necesara, acizii grasi sunt esterificati.
relaŢIA PRESIUNII o2 DIN SÂNGELE CORONARIAN sI PRODUCEREA DE ATP
cele doua se conditioneaza fiind în strânsa legatura
sângele venos coronarian desaturat în O2
retinerea de O2 de fibra miocardica debit coronarian adenozina
o vasodilatatie coronariana
o degradarea ATP
o prin travaliu intens - ATP
O2 mioglobina mitocondrii ATP
o contractie
o PC (fosfofructokinaza)
Sursa de energie necesara este asigurata de ATP. Adenozina produce vasodilatatie.
Metabolismul protidic
rol energetic putin utilizat
sinteza de proteine:
o mecanism obisnuit ARNm ribozomi
o poliamidele (spermina, putresceina) stimularea sintezei proteice hipertrofie cardiaca ATP (inhiba) ornitindecarboxilaza poliamide
sinteza proteinelor contractile:
o miozina:
se sintetizeaza mai lent fata de proteinele citoplasmatice
mai rapid decât miozina musculara scheletica
o sediu - mitocondrie (ADN mitocondrial)
sinteza ARN (în nucleu):
o riboza:
miocard (ciclul pentozelor)
acizi aminati + fosforilare oxidativa
o lipsa mitozelor în miocard (diviziune amitotica)
o hipertrofia miocardica ARN ribozomal captarea amino-acizilor creste masa miocardului
Poliamidele stimuleaza sinteza de proteine. Scade cantitatea de ATP când exista disconcordanta între proteine si necesitati. Mioglobina este o enzima sarcoplasmatica. Mitocondriile se gasesc abundent în cardiomiocite.
Metabolismul ATP-ului si ca2+ la nivelul miocardului
Rolul ATP miocardic
productie anaeroba de ATP (efect Pasteur)
modificari ale transortului de ioni prin membrana (potential de membrana)
cresterea fosfor anorganic, ADP, adenozina:
stimularea fosfofructominazei (degradare anaeroba)
creste captarea de glucoza
acumulare:
o 1 glicerofosfat trigliceride
o piruvat lactat scade pH-ul
stimularea glicogenolizei
formare adenozina vasodilatatie coronariana
blocarea fosforilarilor oxidative:
acumulare de vacuole de lipide
acumulare H+ creste permeabilitatea membranara eliminare în circulatia generala a: H+, K+, fosfat, enzime (lacticdehidrogenaza)
stimularea eliberarii de catecolamine anoxie
blocarea sintezei de proteine:
Hipoxia: - incapacitatea cardiomiocitelor, de a-si sintetiza ATP în conditii aerobe.
Glucoza este asigurata din rezervele de glicogen (care sunt cam putine, precare). Adenozina încearca sa aduca O2 necesar pentru travaliu-acumulare în vacuole.
Factorul care contribuie la astfel de situatii în miocard este aportul de O2.
Proprietatile muschiului cardiac
excitabilitate
automatism
ritmicitatea
conductabilitatea
contractilitatea
troficitatea
excitabilitatea miocardica
Definitie: - proprietatea cardiomiocitului de a genera potential de actiune la actiunea unui stimul.
Cardiomiocitul când este excitat se prezinta în stare depolarizata. Excitantul (mai ales despre cel ventricular adult) normal, fiziologic al miocardului este potentialul de actiune generat în nodulul sino-atrial. Chiar în conditii fiziologice inima poate sa reactioneze, sa se excite datorita potentialelor de actiune pornite din diferite parti ale miocardului.
În conditii anormale inima se poate activa, contracta, excita datorita stimulilor din alte zone numite focare ectopice (care pot aparea oriunde în inima, datorita unor influente extrinseci).
Este o celula zisa-excitabila (reactioneaza la stimuli prin fluxuri ionice deosebite-generatoare de alt potential) ionii trec prin membrana prin transport pasiv, una din ele fiind canalele ionice.
Principalele canale ionice (voltaj-dependente) din membrana cardiomiocitului concura la realizarea potentialului de actiune (asigura fluxuri ionice ce determina potential de actiune) ex: canale de Na+ rapide, voltaj-dependente (cu cele 2 bariere: m si h).
Filtru de selectivitate = bariera m = fosfolipide membranare încarcate electric pozitiv, care în conditiile activitatii stimulilor se reorienteaza în membrana. Bariera se deschide timp de 1 milisecunda, dupa care revine si reapare bariera.
Canale de K+ lente
Au implicatii în depolarizare, dar mai ales în repolarizare membranara. Canalele de K+ de tip X1 care se deschid din momentul în care la 1 ms de la declansarea potentialului de actiune ating maximul si apoi se închid.
Canalele lente de K+ de tip K1 care asigura afluxul lent din repaus al ionului respectiv. Acest tip de canale este responsabil de generarea potentialului membranar respectiv.
Acest tip de canale este responsabil de generarea potentialului membranar de repaus.
Canale de Na+-Ca2+ lente
Aceste canale asigura influxul de ioni de Ca+ si Na+ generator de potential de actiune.
Canale de Cl- rapide
Vârful potentialului de actiune este rezultatul fluxurilor ionice de Cl (rapide, voltaj-dependente când potentialul membranar atinge valoarea 0).
Potentialul de repaus:
-80-85 mV
pentru transport activ
ce atinge echilibrul de K+
În conditii normale cardiomiocitul adult este excitat de potentialele de actiune generate în nodulul sino-atrial
Potentialul de actiune a cardiomiocitului adult difera net de cel a neuronului sau a cardiomiocitului scheletic structural. Se modifica permeabilitatea ionica, influx masiv de ioni.
În faza 0 se ajunge la +30 mV de la -80-85 mV. Potentialul de actiune a cardiomiocitului adult dureaza 150-300 ms.
Potentialul de actiune
fazele depolarizarii
o platou
secunde
canale de Ca2+ si Na+
permeabilitate K+ scazuta
perioada refractara lunga - tetanizarea nu este posibila
o faza descendenta
Na+ - canale rapide si potentialul de actiune = 90-105 mV
o durata potentialului de actiune
nerv - 3-4 milisecunde
fibra miocardica 300 milisecunde
o prag critic
70 mV
repolarizare - vârful potentialul de actiune are tendinta efemera de repolarizare a miocardului.
o repolarizare rapida:
activare canale de Cl-
inactivarea canalelor de Na+ rapide
impermeabilitate pentru Na+
difuzie
mecanisme membranare active potential de repaus
o repolarizare moderat "rapida"
inactivarea Na+, Ca2+
deschiderea celor de K+
se ajunge la potential de repaus
Dinamica canalelor ionice din miocard da un aspect particular, celula se comporta diferit la actiunea unor stimuli.
De ce inima nu se tetanizeaza? Din punct de vedere al contractiei este o celula care se contracta lent.
Perioada refractara a miocardului
inaxcitibilitate potential de actiune - "perioada refractara absoluta"
excitant:
o sfârsitul platoului potential nepropagabil
o stimul normal
perioada refractiva functionala:
o auricular = 0,15 secunde
o ventricul = 0,25-0,30 secunde primul raspuns propagabil
perioada refractiva relativa:
o auricular = 0,03 secunde
o ventricular = 0,05 secunde
contractie precoce:
o extrasistola
o repaus postextrasistolic
o ineexcitabilitate periodica
Inima este inexcitabila o lunga perioada de timp 300 milisecunde, daca un stimul actiunea asupra inimii, cardiomiocitul nu raspunde deloc indiferent de intensitatea stimului = perioada refractara absoluta.
La sfârsitul platoului, doar un stimul cu intensitate mare determina un potential, dar care nu se poate propaga. Acelasi stimul cu intensitate mare catre sfârsitul pantei de polarizare si produce un potential de actiune propagabil.
proprietatea miocardului de a genera potential de actiune
lipsa influentelor extrinseci
Toate celulele miocardice au automatism. Celulele miocardice adulte au aceasta capacitate lenta. Capacitatea miocardului de autogenerare a potentialului de actiune (de descarcare spontana a potentialului de actiune).
Mecanism de producere
functia miocardului adult potentialde repaus: -80-90 mV si este stabil
fibra miocardului embrionar:
o potential de repaos -60-70 mv - instabil / potential maxim diastolic
o depolarizare lenta diastolica 55 mV
desfasurare:
o potential repaos:
scazut
permeabilitate pentru Na+ si K+
o sfârsitul potentialului de actiune:
g K+ crescuta si g Na+ foarte scazuta
ecutia Goldman = g K+/g Na+ crescuta (potential de membrana negativ)
K+ extracelular hiperpolarizare
o potential maxim diastolic:
scaderea g K+
zecimi de secunda Na+ lent
celula
prag de excitabilitate potential de actiune
|
