Egészségügy | Kardiológia » dr. Nádasy György - A szívfunkciók biomechanikai alapjai. A szívpumpa

A szívfunkciók biomechanikai alapjai. A szívpumpa. dr Nadasy GL egy. doc 2009. okt 7 12:35-14:25 1. A szív, általános leírás, helye a keringési rendszerben 2. A szív, üregei, billentyűi, az áramlás iránya, térfogatok, nyomások 3. A szív kontraktilis apparátusa 4. A szívpumpa 5. Elektromechanikus kapcsoltság a szívben A szív, anatómiai alapok (ismétlés) - Elhelyezkedés: A mediasztinumban, balra tolva, a diafragmán fekszik, a két tüdő között. A szívcsúcslökés és a szívhangok hallgatódzási helyei Gyakorlott orvos: Nagyság, elhelyezkedés vizsgálata kopogtatásssal, tapintással és hallgatódzással. Rtg vizsgálat (3D vizsgálatok, kontrasztanyagos vizsgálat, ultrahang, CT, NMR, PET, angiográfia) - A szívizomzatra tipikus szövetből áll, súlya 250-300 gr ( férfiökölnél valamivel nagyobb) - Négy szívüreg: jobb pitvar, jobb kamra, bal pitvar, bal kamra. A szív általános leírása, helye a keringésben -Miért van

szükség keringésre? Az oxigén diffúziója nagyobb távolságokra limitált, a testfolyadék egy része (vér) áramlik. Kapillárisok a test csaknem minden sejtjének közelében vannak (általában 100 mikrométernél is közelebb). -Alacsonyabb gerincesek: a keringési rendszer szívre és erekre oszlik, motoros erő generálása illetve vezető csövek, periodikus kontrakciók lökik a vért az erekbe, lassú tónusos kontrakciók szabályozzák az érlument, harántcsíkolt illetve simaizomzat. -Alacsonyabb gerincesek: a szív pitvarok és kamrák szeparációja, szívrészek, melyek fogadják, illetve továbbítják a vértömeget, szívbillentyűk biztosítják az egyirányú áramlást. -Emlősök, extrauterin: a szisztémás és pulmonális keringés teljes elválasztása, bal és jobb szívfél üregeinek szeparációja, az oxigenizált és az elhasznált vér nem keveredik. Jobb szívfél, elhasznált vér, bal szívfél, oxigenizált vér. A két szívkamra ritmusa

azonos (közös pészméker), lökettérfogata, perctérfogata közel azonos, de különböznek a nyomások, a munkák és a perifériás ellenállások. -A szív jelentősége a humán patológiában, farmakológiában. A szív üregei, billentyűi, az áramlás iránya Jobb pitvar -Véna cava sup. és inf -Elhasznált (vénás) vér -Vékony fal, a vénás beszájadzásoknál nincs billentyű, a pitvari kontrakció limitálja a visszaáramlást -Szinusz csomó -Interatriális szeptum -Atrioventrikuláris szeptum – His EKG regisztráció helye -Jobb fülcse, trabekulák -Tricuspidalis billentyű -Nyomások, 0-6 Hgmm, emelkedett folyadékterhelésnél, jobb szívfél elégtelenségben, csökkent exsiccosisban -Centrális vénás nyomásgörbe 3 pozitív hullámmal -Alacsony nyomáú baroreceptorok – reflexek (Bainbridge) -ANP termelés a falban A szív üregei A szív üregei Jobb kamra -Elhasznált vért tartalmaz -Fala vékonyabb, mint a bal kamráé -Lumene

keresztmetszetben ívelt alakú -Pulmonális billentyű, truncus pulmonalis -Nyomások: 0-25 Hgmm között változnak a szívciklussal, 40 Hgmm-ig nőnek erős fizikai munkában (patológiai emelkedés tüdőbetegségekben) -Térfogatok: 60-130 ml, 70 ml-es lökettérfogat A szív üregei Bal pitvar -3-4 pulmonális véna vezet bele -Mitrális (bicuspidalis) billentyű -Bal fülcse, trombusok, embolizáció -Nyomások 9-10 Hgmm-ig -Patológiásan emelkedett mitrális billentyű elégtelenségben, bal kamrai elégtelenségben, ha 25 Hgmm-nél magasabb, tüdőödéma alakul ki. A szív üregei Bal kamra -Vastag, izmos fal -Oxigenizált vér -Térfogatok: 60 ml ESV, 130 ml EDV, 70 ml SV -Ventrikuláris térfogati görbe (szívciklus) -Nyomások: 0-120Hgmm -Ventrikuláris nyomásgörbe (szívciklus) PV hurokgörbe (szívciklus) Aortabillentyű Interventrikuláris szeptum A szívbillentyűk Atrioventrikuláris -Hártyás lemezek (cuspes) -Inhúrok -Papilláris izomzat Aorta-

és pulmonális Zsebszerű recesszus Hogyan működnek a szívbillentyűk? A ventrikuláris sejtek kontraktilis apparátusa -Vékony- és vastag filamentumok, Z membránok, I (izotróp) és A anizotróp csíkok -Vékony filamentumok: aktin, troponin, tropomiozin -Vastag filamentumok: miozin, miozin fej, kereszthidak, pozicionálás titin filamntumok révén. Szívizomszövet, szívizom sejtek - A szinuszcsomó és a specifikus ingerületvezető rendszer sejtjei. A szív munkaizomsejtek. - Individuális sejtek, nem formálnak valódi szinciciumot, mint a vázozomsejtek. - Sejthatárok: Eberth féle vonalak, réskapcsolatok, elektromos szinapszisok. - Harántcsíkolat: geometrikus rendbe szervezett kontraktilis filamentumok, szarkomerek. - Sok mitokondrium, főként aerob anyagcsere. Ventrikuláris szövet, harántcsíkolt, de egyediségüket megőrző sejtekből áll Ventrikuláris szövet elektromikroszkópos képe -Plazma membrán (akciós potenciálok)

-Szarkomer szerkezet (kontrakció) -Mitokondriumok (főleg oxidatív metabolizmus) -T-tubulusok, vezikulumok (Ca2+ leadása és felvétele) -Réskapcsolatok, konnexin (az akciós potenciál terjedése) Ventrikuláris szövet elektromikroszkópos képe Csúszó filamentum modell a: aktin m: miozin sz: szarkomer Miozin Miozin II, 2 nehézlánc, 2 esszenciális és 2 reguláló könnyűlánc Akto-miozin kereszthíd 1. Miozin pálca (a vastag filamentumot alakítja ki) 2. Miozin fej 3. Aktin, globuláris egység (a vékony filamentumot alakítja ki) 4. Troponin (C, I és T alegységek) 5. Tropomiozin Three-dimensional reconstruction of a surface view of the states of the thin filament under relaxed conditions (Tm, red), in the Ca2+-activated condition (Tm, yellow), and in rigor (Tm, green). Craig & Lehman 2001 A szívpumpa - Szakaszos nyomás-és áramlásgenerátor. - A bal- és jobb kamra perctérfogata csaknem azonos, azonos a lökettérfogat is.

Kis különbség: a bronchiális artéria vére a pulmonális vénába kerülhet (1%nál kisebb eltérés). - A bal kamrai (és bal pitvari) nyomások a magasabbak. Bal kamra fala jóval vastagabb. - Nyugalmi perctérfogat, kb. 5-6 liter, 2-3 liter/perc életfunkciókat ágynyugalomban fenntart, 15-20 lit/perc edzetlen fiatal férfi max. izommunkában - Minden szívösszehúzódás kb 70 ml vértr lök ki a truncus pulmonálisba illetve az aortába. Kontrakció: szisztole - Relaxációban (diasztole) a pumpatevékenység szünetel, az arteriás nyomást és áramlást a nagyartériák szélkazán funkciója tartja fönn. Dynamic multislice computed tomography Dirksen MS Circulation 2004;109:25-26. Erő/előfeszítés összefüggés ventrikuláris izomban Az inotróp állapot jellemzése kamrafunkciós görbékkel A dP/dt érték használata az inotróp státusz jellemzésére A ventrikuláris kontrakció auxometrikus modellje Papilláris izom

biomechanikája Extrakorporális keringés szívsebészeti célokra. Az első használható szív-tüdő berendezés. Kirklin 1955, Mayo Clinic Bal kamrai mechanikai támogatás a tranziens szívelégtelenség kezelésére Ventrikuláris sejtek, elektromechanikus kapcsolás -T tubulusok, a plazma membrán invaginációi, azh akciós potenciált a sejt belsejébe vezetik, feszültségérzékeny kalcium csatornák aktivációja, trigger kalcium, dihidropiridin receptor - Szarkoplazmás vezikulumok, kapcsolat a T tubulusokkal, rianodin receptorok (kalcium csatornák) , kalcium pumpa (SERCA), kalszekvesztrin Szívizomsejt plazmamembrán A munkaizomsejtekben gyors nátrium csatornák, a nodális szövetben furcsa csatornák (CNH), T és L típusú kalcium csatornák, legalább háromféle káliumcsatorna, nátrium/kálium pumpa igen aktív, béta1 adrenerg recptorok Gs, M2 muszkarinos receptorok Gi, kapcsolódás kötőszövethez, nátrium-kalcium kicserélő, kalcium

pumpa, szomszédos sejtek között réskapcsolatok, elektromos jelek átvitele, funkcionális szincicium, sejtproteinek kijutásának akadályozása (isémiás membránkárosodást követően a szív citoplazmikus enzimjei megjelennek a vérplazmában.) Szívizomsejt citoplazma Másodlagos hírvivő mechanizmusok. A kalcium koncentráció váltakozó, a kontrakciós-relaxációs ciklusokat szabályozza. A cAMP szint változásai a PKA szubsztrát fehérjék foszforilációját szabályozzák, kalcium csatorna proteinek (fokozott kalcium beáramlás) foszfolamban, troponin alegységek, nukleáris hatások. Glikolitikus enzimek. Kontraktilis proteinekkel telt. Elektromechanikus kapcsolás ventrikuláris izomsejtekben