Miért dobog a szívünk?

1. Miért dobog a szívünk?

2. Sejthártya alapvető szerkezeti egységei: • Kettős foszfolipidréteg • Többféle fehérjemolekula közéjük tartoznak: • az ioncsatornák • és az ionpumpák

3. különféle kationok és anionok eloszlása a sejthártya két oldalán nyugalmi állapotban

4. A membránpotenciál-változás időbeli alakulása a sejthártya egy pontján vázizom és idegsejt, valamint egy szívizomsejt esetében

5. Mi a különbség alapja? • A membránpotenciál-változásokat a szívizomsejtekből (ki és az oda) beáramló Na+, K+ és Ca2+-ionok árama okozza • a szívizomsejtek funkciója, egy-egy szívdobbanás során

6. Mi minden történik a szívizomsejtek membránjában egyetlen összehúzódás alatt? • Nyugalomban fesz. Szabályozott Na+, K+ csatornák zárva • „utasításra” Na+-csatornák kinyílnak Na+ beáramlás • Membránpotenciál értéke lecsökken(depolarizáció) • Ennek hatására az átmeneti K+ csatornák kinyílnak K+-ion kiáramlás

7. Mi minden történik a szívizomsejtek membránjában egyetlen összehúzódás alatt? • A membránpotenciál értéke nő, gyors átmeneti repolarizáció • Ezt platófázis követi • Lassan nő a membr. potenciál értéke • Ca2+ be- a fesz. Szab. Ca2+-csatornákon keresztül míg K+ kiáramlás a késleltetett K+ csatornákon át

8. Mi minden történik a szívizomsejtek membránjában egyetlen összehúzódás alatt? • Az ionáramok között egyensúly => membr. pot. értéke csak kis mértékben változik • Ca2+ csatornák zárnak platófázis vége • További K+-ionok távoznak • Folyamatos repolarizáció • Hiperpolarizáció • Na+/Ca2+-,Na+/K+-pumpák

9. A szívdobbanás • Szívizomnak saját ingerképző és vezető rendszer: • központ a szinusz csomó itt spec. szívizomsejtek • Pacemaker-aktivitás, biztosítja a szív dobogását

10. Az akciós potenciál terjedése: • Szinusz csomó • Pitvarok • Pitvar-kamrai csomó • Hisz-köteg • Tawara-szárak • Purkinje-rostok • Kamrák izomzata

11. A szív ingerületképző és -vezető rendszere. A nyilak az ingerület terjedési irányát jelzik. Az ábra jobb oldala azt mutatja, hogy milyen az akciós potenciál lefutása a szív különböző régióiban

12. Elektrokardiogram: a szív elektromos aktivitásának időbeli lefutása, amint azt a jobb csuklón és a bal bokán elhelyezett elektródokkal rögzíthetjük. A P hullám a pitvar, a Q, az R és az S csúcsok, valamint a T hullám a kamra izomzatának aktivitását jellemzik. A QT távolság a szívizom ioncsatornáinak állapotát jellemző mérőszám

13. A hosszú QT szindróma • A QT távolság megnyúlása, mely csökkent K+ ioncsatorna működést jelent • Lehet genetikai eredetű, mutáció a K+-ioncsatornákat kódoló géneknél • Ennek következtében kevesebb K+ áramlik ki, e miatt a repolarizáció több időt igényel

14. A hosszú QT szindróma • Lehet szerzett: hosszan tartó gyógyszeres kezelés vagy anyagcserezavarok következtében • Gyógyszerek hatóanyagai közül veszélyesek melyek gátolják a K+- csatornák működését. • Többnyire betegséget nem okoz, tüneteket viszont növeli a szívritmuszavarok kockázatát, a hirtelen szívhalál esélyét

15. Akciós potenciál lefutása • A szinusz- és pitvarkamrai csomó sejtjei akciós potenciált generálnak • Pacemaker ioncsatornák: nem depolarizáció alatt nyílnak, K+ szelektivitásuk gyenge, ezért Na+ is átjut (4:1) • A szinusz csomó sejtjeinél nincsenek állandó K+ csatornák, ezért a nyugalmi potenciál alacsonyabb

16. Akciós potenciál lefutása • K+ ionok hagyják el a sejtet, a késleltetett K+- csatornákon keresztül membránpotenciál értéke növekszik • Hiperpolarizáció, kinyílnak a ritmusképző csatornák K+- és Na+- ionok áramlanak a sejt belseje felé • A sejt belseje negatívabb, kationok igyekeznek felé a sejthártya fokozatosan depolarizálódik • A pacemakersejtekben a folyamat ismétlődik, ez biztosítja a szív ritmikus funkcióját

17. Különbségek a szív különféle részei között • Akciós potenciál különböző, minden régiónak más-más feladat • A pitvarban rövid lefutású repolarizáló K+ áramok erőteljesek membr.pot. értéke nyugalmi szintre rövid idő alatt áll helyre

18. Különbségek a szív különféle részei között • Hatékony repolarizáció az ultragyors K+ csatornáknak köszönhetően • A kamrák falában kisebb eltérés legrövidebb idő alatt a legkülső rétegben, a középsőben a leghosszabb • Az átmeneti K+ áram a külső rétegben a legerőteljesebb

19. Különbségek a szív különféle részei között • A platófázis meredeksége a beáramló Ca2+- és K+- ionok mennyiségétől függ

20. A különféle típusú ioncsatornák eloszlása a sejthártya, a t-csövecskék, valamint a szarkoplazmatikus retikulum (SR) membránjában. A citoplazmába kiáramló Ca2+- ionokat a Ca2+-ionpumpák (nyilazott "körgyűrűk") szállítják vissza a szarkoplazmatikus retikulumba

21. Akciós potenciál és az izomösszehúzódás kapcsolata vázizmokban

22. Akciós potenciál és kontrakció szívizomban

23. Hogyan alkalmazkodik a szív testünk pillanatnyi szükségleteihez? • Feladata: oxigén és tápanyagellátás biztosítása • Szabályozás a szinusz csomó és a pitvar-kamrai csomó működésének vegetatív módosításán keresztül • Szimpatikus hatást közv. Idegvégződésekben noradrenalin

24. Hogyan alkalmazkodik a szív testünk pillanatnyi szükségleteihez? • Noradrenalin hatására a ritmusképző csatornák hamarabb nyílnak, a depolarizáció hamarabb történik • Szívritmus gyorsul • Paraszimpatikus hatás ezt a bolygóideg közvetíti • Acetilkolin szabadul fel

25. Hogyan alkalmazkodik a szív testünk pillanatnyi szükségleteihez? • Az acetilkolin aktiválja az anyag kötődésétől függő K+-csatornákat(ligandfüggő ioncsatornák) • Ezen ioncsatornák növelik a membránpotenciált • A pacemaker csatornák később nyílnak=>lassul a szívritmus

26. Hogyan alkalmazkodik a szív testünk pillanatnyi szükségleteihez? • Ligandfüggő K+ csatornák spec. változata az ún. nevezett „biztosíték” csatornák • 1mM Atp (citoplazmában) alatt ezek zárva vannak • Fokozott terhelés nyomán Atp koncentráció 1 mM alá süllyed=> nyitnak • Hiperpolarizálják a sejthártyát=> csökken a Ca2+ beáramlás, rövidül az akciós pot.

27. Összességében: • Csökken a szívizomsejtek terhelése • Csökken az ATP felhasználás • Javul a szívizomsejtek túlélési esélye • Egy rövid ideig tartó oxigénhiányos állapot után védetté válik a szívizom egy újabb oxigénhiányos terheléssel szemben=>csökken a ritmuszavarok kialakulásának kockázata

28. Felhasznált irodalom • Természet Világa 2006/03 Ördög Balázs-Szabad János