Miért dobog a szívünk?Miért dobog a szívünk?

Sejthártya alapvető szerkezeti Sejthártya alapvető szerkezeti egységei:egységei:

Kettős Kettős foszfolipidrétegfoszfolipidréteg

Többféle Többféle fehérjemolekulafehérjemolekula közéjük tartoznakközéjük tartoznak: :

az ioncsatornákaz ioncsatornák és az ionpumpákés az ionpumpák

különféle kationok és anionok eloszlása a sejthártya két oldalán nyugalmi állapotban

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

Mi a különbség alapja?Mi a különbség alapja? A membránpotenciál-változásokat a A membránpotenciál-változásokat a

szívizomsejtekből (ki és az oda) szívizomsejtekből (ki és az oda) beáramló Na+, K+ és Ca2+-ionok beáramló Na+, K+ és Ca2+-ionok árama okozza árama okozza

a szívizomsejtek funkciója, egy-egy a szívizomsejtek funkciója, egy-egy szívdobbanás során szívdobbanás során

Mi minden történik a szívizomsejtek Mi minden történik a szívizomsejtek membránjában egyetlen összehúzódás membránjában egyetlen összehúzódás

alatt?alatt? Nyugalomban fesz. Nyugalomban fesz.

Szabályozott Na+, K+ Szabályozott Na+, K+ csatornák zárvacsatornák zárva

„„utasításra” Na+-utasításra” Na+-csatornák kinyílnak Na+ csatornák kinyílnak Na+ beáramlásbeáramlás

Membránpotenciál Membránpotenciál értéke értéke lecsökken(depolarizáció)lecsökken(depolarizáció)

Ennek hatására az Ennek hatására az átmeneti K+ csatornák átmeneti K+ csatornák kinyílnak K+-ion kinyílnak K+-ion kiáramláskiáramlás

Mi minden történik a szívizomsejtek Mi minden történik a szívizomsejtek membránjában egyetlen összehúzódás membránjában egyetlen összehúzódás

alatt?alatt? A membránpotenciál A membránpotenciál

értéke nő, gyors értéke nő, gyors átmeneti repolarizációátmeneti repolarizáció

Ezt platófázis követiEzt platófázis követi Lassan nő a membr. Lassan nő a membr.

potenciál értéke potenciál értéke Ca2+ be- a fesz. Szab. Ca2+ be- a fesz. Szab.

Ca2+-csatornákon Ca2+-csatornákon keresztül míg K+ keresztül míg K+ kiáramlás a késleltetett kiáramlás a késleltetett K+ csatornákon átK+ csatornákon át

Mi minden történik a szívizomsejtek Mi minden történik a szívizomsejtek membránjában egyetlen összehúzódás membránjában egyetlen összehúzódás

alatt?alatt? Az ionáramok között Az ionáramok között

egyensúly => membr. egyensúly => membr. pot. értéke csak kis pot. értéke csak kis mértékben változikmértékben változik

Ca2+ csatornák zárnak Ca2+ csatornák zárnak platófázis végeplatófázis vége

További K+-ionok További K+-ionok távoznaktávoznak

Folyamatos Folyamatos repolarizációrepolarizáció

HiperpolarizációHiperpolarizáció Na+/Ca2+-,Na+/K+-Na+/Ca2+-,Na+/K+-

pumpákpumpák

A szívdobbanásA szívdobbanás Szívizomnak saját ingerképző és Szívizomnak saját ingerképző és

vezető rendszer: vezető rendszer: központ a szinusz csomó itt spec. központ a szinusz csomó itt spec.

szívizomsejtekszívizomsejtek Pacemaker-aktivitás, biztosítja a szív Pacemaker-aktivitás, biztosítja a szív

dobogásátdobogását

Az akciós potenciál Az akciós potenciál terjedése:terjedése:

Szinusz csomóSzinusz csomó Pitvarok Pitvarok Pitvar-kamrai Pitvar-kamrai

csomó csomó Hisz-kötegHisz-köteg Tawara-szárakTawara-szárak Purkinje-rostokPurkinje-rostok Kamrák izomzataKamrák izomzata

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

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

A hosszú QT szindrómaA hosszú QT szindróma A QT távolság megnyúlása, mely A QT távolság megnyúlása, mely

csökkent K+ ioncsatorna működést csökkent K+ ioncsatorna működést jelentjelent

Lehet genetikai eredetű, mutáció a Lehet genetikai eredetű, mutáció a K+-ioncsatornákat kódoló géneknélK+-ioncsatornákat kódoló géneknél

Ennek következtében kevesebb K+ Ennek következtében kevesebb K+ áramlik ki, e miatt a repolarizáció több áramlik ki, e miatt a repolarizáció több időt igényel időt igényel

A hosszú QT szindrómaA hosszú QT szindróma Lehet szerzett: hosszan tartó gyógyszeres Lehet szerzett: hosszan tartó gyógyszeres

kezelés vagy anyagcserezavarok kezelés vagy anyagcserezavarok következtébenkövetkeztében

Gyógyszerek hatóanyagai közül Gyógyszerek hatóanyagai közül veszélyesek melyek gátolják a K+- veszélyesek melyek gátolják a K+- csatornák működését.csatornák működését.

Többnyire betegséget nem okoz, tüneteket Többnyire betegséget nem okoz, tüneteket viszont növeli a szívritmuszavarok viszont növeli a szívritmuszavarok kockázatát, a kockázatát, a hirtelen szívhalálhirtelen szívhalál esélyét esélyét

Akciós potenciál lefutásaAkciós potenciál lefutása A szinusz- és pitvarkamrai csomó sejtjei A szinusz- és pitvarkamrai csomó sejtjei

akciós potenciált generálnakakciós potenciált generálnak Pacemaker ioncsatornák: nem Pacemaker ioncsatornák: nem

depolarizáció alatt nyílnak, K+ depolarizáció alatt nyílnak, K+ szelektivitásuk gyenge, ezért Na+ is átjut szelektivitásuk gyenge, ezért Na+ is átjut (4:1)(4:1)

A szinusz csomó sejtjeinél nincsenek A szinusz csomó sejtjeinél nincsenek állandó K+ csatornák, ezért a nyugalmi állandó K+ csatornák, ezért a nyugalmi potenciál alacsonyabbpotenciál alacsonyabb

Akciós potenciál lefutásaAkciós potenciál lefutása K+ ionok hagyják el a sejtet, a késleltetett K+ ionok hagyják el a sejtet, a késleltetett

K+- csatornákon keresztül membránpotenciál K+- csatornákon keresztül membránpotenciál értéke növekszikértéke növekszik

Hiperpolarizáció, kinyílnak a ritmusképző Hiperpolarizáció, kinyílnak a ritmusképző csatornák K+- és Na+- ionok áramlanak a csatornák K+- és Na+- ionok áramlanak a sejt belseje felésejt belseje felé

A sejt belseje negatívabb, kationok A sejt belseje negatívabb, kationok igyekeznek felé a sejthártya fokozatosan igyekeznek felé a sejthártya fokozatosan depolarizálódikdepolarizálódik

A pacemakersejtekben a folyamat ismétlődik, A pacemakersejtekben a folyamat ismétlődik, ez biztosítja a szív ritmikus funkciójátez biztosítja a szív ritmikus funkcióját

Különbségek a szív különféle Különbségek a szív különféle részei közöttrészei között

Akciós potenciál Akciós potenciál különböző, minden különböző, minden régiónak más-más régiónak más-más feladatfeladat

A pitvarban rövid A pitvarban rövid lefutású repolarizáló lefutású repolarizáló K+ áramok erőteljesek K+ áramok erőteljesek membr.pot. értéke membr.pot. értéke nyugalmi szintre rövid nyugalmi szintre rövid idő alatt áll helyreidő alatt áll helyre

Különbségek a szív különféle Különbségek a szív különféle részei közöttrészei között

Hatékony repolarizáció Hatékony repolarizáció az ultragyors K+ az ultragyors K+ csatornáknak csatornáknak köszönhetőenköszönhetően

A kamrák falában A kamrák falában kisebb eltérés kisebb eltérés legrövidebb idő alatt a legrövidebb idő alatt a legkülső rétegben, a legkülső rétegben, a középsőben a középsőben a leghosszabbleghosszabb

Az átmeneti K+ áram Az átmeneti K+ áram a külső rétegben a a külső rétegben a legerőteljesebblegerőteljesebb

Különbségek a szív különféle Különbségek a szív különféle részei közöttrészei között

A platófázis A platófázis meredeksége a meredeksége a beáramló Ca2+- és beáramló Ca2+- és K+- ionok K+- ionok mennyiségétől mennyiségétől függfügg

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

Akciós potenciál és az izomösszehúzódás kapcsolata vázizmokban

Akciós potenciál és kontrakció szívizomban

Hogyan alkalmazkodik a Hogyan alkalmazkodik a szív testünk pillanatnyi szív testünk pillanatnyi

szükségleteihez?szükségleteihez? Feladata: oxigén és tápanyagellátás Feladata: oxigén és tápanyagellátás

biztosításabiztosítása Szabályozás a szinusz csomó és a Szabályozás a szinusz csomó és a

pitvar-kamrai csomó működésének pitvar-kamrai csomó működésének vegetatív módosításán keresztülvegetatív módosításán keresztül

Szimpatikus hatást közv. Szimpatikus hatást közv. Idegvégződésekben noradrenalinIdegvégződésekben noradrenalin

Hogyan alkalmazkodik a Hogyan alkalmazkodik a szív testünk pillanatnyi szív testünk pillanatnyi

szükségleteihez?szükségleteihez? Noradrenalin hatására a ritmusképző Noradrenalin hatására a ritmusképző

csatornák hamarabb nyílnak, a csatornák hamarabb nyílnak, a depolarizáció hamarabb történikdepolarizáció hamarabb történik

Szívritmus gyorsulSzívritmus gyorsul Paraszimpatikus hatás ezt a Paraszimpatikus hatás ezt a

bolygóideg közvetítibolygóideg közvetíti Acetilkolin szabadul felAcetilkolin szabadul fel

Hogyan alkalmazkodik a Hogyan alkalmazkodik a szív testünk pillanatnyi szív testünk pillanatnyi

szükségleteihez?szükségleteihez? Az acetilkolin aktiválja az anyag Az acetilkolin aktiválja az anyag

kötődésétől függő K+-kötődésétől függő K+-csatornákat(ligandfüggő ioncsatornák)csatornákat(ligandfüggő ioncsatornák)

Ezen ioncsatornák növelik a Ezen ioncsatornák növelik a membránpotenciáltmembránpotenciált

A pacemaker csatornák később A pacemaker csatornák később nyílnak=>lassul a szívritmusnyílnak=>lassul a szívritmus

Hogyan alkalmazkodik a Hogyan alkalmazkodik a szív testünk pillanatnyi szív testünk pillanatnyi

szükségleteihez?szükségleteihez? Ligandfüggő K+ csatornák spec. változata Ligandfüggő K+ csatornák spec. változata

az ún. nevezett „biztosíték” csatornákaz ún. nevezett „biztosíték” csatornák 1mM Atp (citoplazmában) alatt ezek zárva 1mM Atp (citoplazmában) alatt ezek zárva

vannakvannak Fokozott terhelés nyomán Atp Fokozott terhelés nyomán Atp

koncentráció 1 mM alá süllyed=> nyitnakkoncentráció 1 mM alá süllyed=> nyitnak Hiperpolarizálják a sejthártyát=> csökken Hiperpolarizálják a sejthártyát=> csökken

a Ca2+ beáramlás, rövidül az akciós pot.a Ca2+ beáramlás, rövidül az akciós pot.

Összességében:Összességében: Csökken a szívizomsejtek terheléseCsökken a szívizomsejtek terhelése Csökken az ATP felhasználásCsökken az ATP felhasználás Javul a szívizomsejtek túlélési esélyeJavul a szívizomsejtek túlélési esélye Egy rövid ideig tartó oxigénhiányos Egy rövid ideig tartó oxigénhiányos

állapot után védetté válik a szívizom állapot után védetté válik a szívizom egy újabb oxigénhiányos terheléssel egy újabb oxigénhiányos terheléssel szemben=>csökken a ritmuszavarok szemben=>csökken a ritmuszavarok kialakulásának kockázatakialakulásának kockázata

Felhasznált irodalomFelhasznált irodalom Természet Világa 2006/03 Ördög Természet Világa 2006/03 Ördög

Balázs-Szabad JánosBalázs-Szabad János