Transcript Srdeční revoluce, srdeční akční potenciál, elektrická aktivita srdce, EKG MUDr. Romana Šlamberová, Ph.D. Ústav normální, patologické a klinické fyziologie 3.LF UK.

Srdeční revoluce, srdeční akční
potenciál, elektrická aktivita srdce,
EKG
MUDr. Romana Šlamberová, Ph.D.
Ústav normální, patologické a klinické
fyziologie 3.LF UK
Předmluva

Vzhledem k autorským právům nebylo možno v této
veřejně šířené verzi zachovat obrazovou dokumentaci,
která byla součástí přednášky. Chybějící obrázky lze najít
v následujících knihách:






Ganong: Přehled lékařské fyziologie
Guyton, Hall: Textbook of Medical Physiology
Silbernagl, Despopoulos: Atlas fyziologie člověka
Rokyta: Fyziologie
Trojan: Lékařská fyziologie
Uvítám jakékoliv připomínky, nejasnosti se pokusím
osvětlit a dotazy zodpovědět, to vše na mailu:
[email protected].
© 2006, MUDr. Romana Šlamberová, Ph.D.
Srdce




Srdce je dutý orgán, jehož stěny tvoří srdeční
svalovina.
Srdce svými pravidelnými kontrakcemi
zajišťuje neustálý oběh krve a mízy v
organismu.
Metabolizmus srdeční svalové buňky je
převážně vázán na oxidační pochody.
Zdrojem energie pro srdeční činnost jsou
mastné kyseliny, laktát, glukóza a v menší
míře i aminokyseliny.
Myokard




Srdeční svalovina = syncytium (soubuní) jednotlivé svalové buňky jsou propojeny plazmatickými
můstky.
Buněčná jádra jsou uložena centrálně (jako u svalů
hladkých), v myofibrilách je patrné příčné pruhování
(jako u svalu kosterního).
Tloušťka stěny jednotlivých srdečních dutin je rozdílná
(nejmohutnější v levé komoře).
Kromě svalových vláken, jejichž hlavní funkcí je
kontrakce, lze v myokardu rozlišit i svalovou tkáň
specializovanou na tvorbu a přenos vzruchů = vodivá
soustava srdeční.
Základní vlastnosti
myokardu




Automacie (chronotropie) = schopnost vytvářet
vzruchy. Výsledkem vzruchové aktivity je sled pravidelných
rytmických srdečních stahů i bez vnějšího podráždění.
Vodivost (dromotropie) = vzruch se přenáší na celou
srdeční jednotku (síně a komory), čímž je zajištěn synchronní
stah všech svalových vláken.
Dráždivost (bathmotropie) = možnost vyvolat svalový stah
dostatečně silným, nadprahovým podnětem. Zatímco
podprahový podnět stah nevyvolá, nadprahový podnět různé
intenzity vyvolá stejnou odpověď, pokud se dostaví v období,
kdy je svalovina schopna na podnět reagovat.
Stažlivost (inotropie) = schopnost svalové kontrakce a
její závislost na dalších faktorech, např. na výchozím napětí
svalového vlákna.
Krevní oběh





Krevní oběh jsou dva oddělené okruhy = Malý (plicní)
oběh je poháněn pravou komorou srdeční, velký
(systémový) oběh levou komorou.
Plicní a systémový oběh se však liší tlakem a odporem. Tlak
v plicním oběhu je 4 – 5 krát nižší než v oběhu systémovém.
Objem krve, který je za časovou jednotku přečerpán malým
a velkým oběhem, je stejný = Minutový objem srdeční
Srdeční výdej je určen velikostí systolického tepového
objemu (objem krve vypuzené během jedné srdeční
kontrakce) a tepovou frekvencí.
Srdce pracuje jako tlakové čerpadlo. Na jeho výkonu se podílí
složka statická: překonání tlakového rozdílu mezi komorou a
tepnou, a složka kinetická: udílí zrychlení vypuzenému
množství krve.
Srdeční cyklus




Napínací – izovolumická fáze. Na začátku systoly komor se
začne zvyšovat intraventrikulární tlak a uzavřou se
atrioventrikulární chlopně (systolická ozva).
Vypuzovací – ejekční fáze. Intraventrikulární tlak převýší
tlak ve velkých tepnách, otevřou se semilunární chlopně a
dojde k vypuzování krve z komor (systolický tlak v tepnách).
Ejekční fáze končí, jakmile intraventrikulární tlak klesne na
hodnotu o něco nižší než je tlak ve velkých tepnách, proud se
obrátí a semilunární chlopně se uzavřou (diastolická ozva).
Fáze izovolumické relaxace. Intraventrikulární tlak klesá.
Plnící fáze. Po ochabnutí komorové svaloviny natolik, že tlak
v síních převýší tlak v komorách dojde k otevření
atrioventrikulárních chlopní. Zpočátku – fáze rychlého plnění,
později fáze pomalého plnění. Systola síní = konečná fáze
komorové diastoly.
Tlaky a objemy
• Tepový (systolický)
objem (TO) = 70 ml
• Konečný diastolický
objem (KDO) = 120 ml
• Konečný systolický
objem (KOS) = 50 ml =
funkční rezerva srdce
• Normálně systola vypudí jen
asi 60% KDO = Ejekční
frakce = TO/KDO.
• Srdeční výdej (SV) = TO
x TF
Rokyta: Fyziologie
Převodní systém srdeční (1)





Veškerá srdeční svalovina je schopna samočinného vzniku
vzruchu a následného stahu = automacie. Myokard komor i
předsíní uplatní automacii pouze za patologických okolností.
V srdci je systém svalové tkáně s morfologií lišící se od ostatní
svaloviny předsíní a komor. Je specializovaný na tvorbu a
převod impulzů vyvolávajících kontrakci srdečního svalu.
Struktura buněk převodního systému se od běžné buňky
myokardu liší nižším obsahem myofibril, vysokým obsahem
glykogenu a zejména elektro-fyziologickými vlastnostmi.
Uzlová část převodního systému (uzel sinoatriální a
atrioventrikulární), má poměrně nízkou rychlost (0,02-0,1
m/s) šíření vzruchu, ale naopak vysokou schopnost
automacie.
Ostatní části převodní systém vynikají vysokou rychlostí šíření
vzruchu – depolarizační vlny (4 m/s = 14 km/hod).
Převodní systém srdeční (2)
Vzruch se šíří:
• od endokardu
k epikardu
• od hrotu k bázi
• vzniká
tak synchronní
aktivaci myokardu –
systolu komor.
Rokyta: Fyziologie
Převodní systém srdeční (3)

sinoatriální uzel (Keithův-Flackův) = pacemaker – je
umístěn na vtokové části pravé předsíně (sinusový rytmus 60 –
80/min)
 internodální dráhy – spojují sinoatriální uzel s
atrioventrikulárním uzlem (zadní přes Crista terminalis a
přední přes interatriální septum)


Pokud nefunguje SA uzel nebo přenos z něj je blokován, pak přebírá
funkci pacemakeru další část převodního systému.
atrioventrikulární uzel (Aschoffův-Tawarův) – je umístěn
při ústí trikuspidální chlopně (nodální rytmus 30 – 40/min). Čas
potřebný k průchodu vzruchu A-V uzlem je 130 ms.


Funkce zpomaleného převodu je specifická pro AV uzel = zabraňuje
předčasnému převodu na komory v případek rychlého atriálního rytmu
jako např. fibrilace či flutter síní.
AV uzel zpomaluje signál o asi 0,1 s před jeho rozšířením na komory.
Důležitost = zajistit, aby síně byly kompletně vyprázdněné před kontrakcí
komor.
Převodní systém srdeční (4)



Hissův svazek – Seskupení buněk srdečního svalu
specializovaných na převod signálu - odstupuje
z atrioventrikulárního uzlu a prochází síňokomorovou
přepážkou (jediné vodivé spojení síní a komor)
pravé a levé (přední a zadní) Tawarovo raménko –
směřují do odpovídající svaloviny komor
Purkyňova vlákna – probíhají periferně a jsou zakončena ve
svalovině komor.
Hissův svazek, Tawarova raménka a Purkyňova vlákna tvoří
dohromady síť ventrikulárního převodního systému. Signálu
trvá cesta z Hissova svazku ke svalovině komor asi 0,03-0,04
s.
Převodní systém srdeční (6)
• Vlákna sinoatriálního uzlu jsou velice propustná
pro Na+, které vstupují do buňky, a snižují tak jejich
klidový membránový potenciál (pouze –55 až –65
mV).
• Tento proces snižování polarizace probíhá až do
dosažení prahové hodnoty –40 mV – prepotenciál
(spontánní depolarizace).
• Při této hodnotě se náhle otevřou sodíko-vápníkové
kanály na buněčných membránách a proběhne
akční potenciál.
• V průběhu depolarizace akčního potenciálu jsou K+
kanály uzavřeny a opět se otevřou až při
repolarizaci.
Akční potenciál
SA uzel
Myokard
Elektrické projevy srdeční
činnosti



Záznam sumární elektrické
aktivity srdce se nazývá
elektrokardiogram
(EKG).
Křivka EKG je sumárním
potenciálem, který je
výsledkem akčních
potenciálů jednotlivých
svalových vláken.
Začátky QRS komplexu
a akčních potenciálů
komorových vláken úzce
souvisí. Konec akčního
potenciálu se kryje
s koncem vlny T.
Rokyta: Fyziologie
Myokard – kontrakce



Kontrakce – začíná těsně po začátku depolarizace a
trvá asi 1,5 x déle než akční potenciál.
Refrakterní fáze – sval nemůže být znovu excitován
= neschopnost myokardu vyvinout tetanický stah.
Krátce po skončení repolarizace reaguje svalovina
pouze na silný podnět a síla kontrakce je menší i při
vysoké intenzitě podnětu. Toto období se označuje
jako relativní refrakterní fáze.

Vulnerabilní perioda = období na konci akčního
potenciálu, kdy může dojít k fibrilaci
Myokard – vztah délka x napětí


Frankův-Starlingův zákon
= počáteční délka vláken je
dána velikostí diastolické
náplně srdce a tlak dosažený
v komoře je úměrný celkové
dosažené tenzi.
Jestliže se vlákna v diastole
více natáhnou, vzroste rychle
amplituda stahů až k
určitému maximu, při dalším
natahování se už amplituda
snižuje.
Ganong: Přehled lékařské fyziologie
Vyšetření srdce
Mitrální chlopeň
– 5. mezižebří
v medioklavikulární čáře
(apex)
Trikuspidální chlopeň
– 5. mezižebří vpravo
parasternálně
Semilunární chlopeň
aorty
– 2. až 3. mezižebří vpravo
parasternálně
Semilunární chlopeň
plicnice
– 2. až 3. mezižebří vlevo
parasternálně
EKG


 Hrudní svody (Wilsonovy)
Končetinové svody:
V1-V2 = PK
 Červený – pravá ruka
V3-V6 = LK
 Žlutý – levá ruka
 V1 – 4. mezižebří parasternálně vpravo
 Zelený – levá noha
 V2 – 4. mezižebří parasternálně vlevo
 Černý – pravá noha (uzemnění)
 V3 – mezi V2 a V4
 V4 – 5. mezižebří v medioklavikulární
Končetinové bipolární (měří
změny potenciálu mezi dvěma
příslušnými elektrodami)
Eithovenovy I., II, III.
Končetinové unipolární (měří
 Mohou se použít i tzv. Nehbovy
změny potenciálu mezi danou
elektrodou a Wilsonovou svorkou svody
vzniklou spojením dvou protilehlých  V7 – 5. mezižebří v zadní axilární čáře
elektrod)
 V8 – 5. mezižebří ve skapulární čáře
 Goldbergerovy aVL, aVR, aVF
 V9 – 5. mezižebří v paravertebrální


čáře
 V5 – mezi V4 a V6
 V6 – 5. mezižebří ve střední axilární
čáře
čáře
Svody a elektrody
Končetinové
Hrudní
Trojan: Fyziologie
Hodnocení EKG





Akce: pravidelná, nepravidelná
Rytmus: sinusový nebo jiný (nodální = ze sinus
atrioventricularis)
Frekvence: Norma 60-90 tepů/min (zmeřit R-R a
dělíme ji rychlostí posunu papíru f=1/RR/25 =
25/RR)
Sklon elektrické osy srdeční: v normě (stejným
směrem), doleva (od sebe), doprava (k sobě)
orientačně zjišťujeme z I. a III. svodu
končetinového. Přesně pomocí Einthovenova
trojúhelníku.
Popis jednotlivých vln, jejich trvaní a intervaly
Frekvence




Srdeční frekvence TF = 72 tepů/min, v jednotkách
SI 1,2 tepů /s = tepový interval 0,83 s
V klidu kolísá TF v rytmu dýchání (RESPIRAČNÍ
ARYTMIE) = vdech zrychlování, výdech zpomalování.
Bradykardie = fyziologická = hluboký déletrvající
vdech, hluboký předklon, podřep = reflexní změny
vagového tonu.
Tachykardie = fyziologická = polknutí (snížení
vagového tonu), změna polohy z lehu nebo sedu do
stoje (ORTOSTATICKÁ REAKCE).
Popis křivek
P = šíření vzruchu ve svalovině síní
PQ = nulová (izoelektrická) linie po
depolarizaci všeho síňového
myokardu
QRST = komorový komplex
Q = negativní kmit – začátek
depolarizace komorového myokardu
v oblasti septa
R = postup vzruchové vlny napříč
stěnou srdečních komor
S = negativní kmit – aktivace
poslední části komorového myokardu
při bázi levé komory
ST = nulová (izoelektrická) hodnota
po depolarizaci veškerého myokardu
komor (odpovídá plató
membránového potenciálu)
T = repolarizace epikardu z
endokardu
Příklad patologického EKG
Sinusový rytmus a fibrilace síní
Fibrilace komor
Infarkt myokardu
Sklon elektrické osy
srdeční




Každá srdeční buňka tvoří při
průběhu akčního potenciálu dipól vektor o daném rozměru a směru.
Buněčný vektor směřuje od
depolarizované části k polarizované,
tj. ve směru šíření AP.
Je-li buňka zcela depolarizována
(plató fáze) nebo polarizována
(klidová fáze), vektor je nulový.
Součtem všech buněčných vektorů
v jednom časovém okamžiku
vznikne vektor prezentující celé
srdce v tomto časovém bodě elektrický srdeční vektor (ESV).
Normální hodnota je -30° až +105°
Posun osy vpravo nad 105 °
= hypertrofie PK nebo dlouzí a hubení
Posun osy vlevo pod -30°
= hypertrofie LK nebo obézní