Prezentace navazuje na základní znalosti z biochemie, cytologie a anatomie.
Katedra zoologie PřF UP Olomouc http://www.zoologie.upol.cz/zam.htm
Doplňující prezentace: Stavba a funkce membrán, Funkční anatomie srdce, EKG, ( http://www.zoologie.upol.cz/osoby/fellnerova/vyuka.htm ) Symboly označující animaci resp. video (dynamická prezentace daného fyziologického procesu). Plnohodnotné animace (videa) spolu s podrobným výkladem studenti uvidí na přednáškách resp. praktických cvičeních. Varianta pro tisk, která je k dispozici na internetu obsahuje jen statické popisy těchto procesů
Symbol označující odkaz na animaci volně dostupnou na internetu
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
-Adrenergní Adrenergní receptor buně buněk myokardu
+30 mV
NORADRENALIN
0 mV 1. Klidový potenciál
(první posel)
K+ zavřeny Na+ zavřeny
2. Depolazizace (AP) Na+ se otevírají K+ uzavřeny
-70 mV
3. Na+
Ca2+ Ca2+
Adrenergní receptor
+
Na
Na+ + + Na Na
Na+ se uzavírají K+ otevřeny +
Ca2+ Ca2+
Repolarizace
Na+
++ Na Na
Ligand noradrenalin stimuluje -Adrenergní receptory. Tím je nepřímo (prostřednictvím druhého posla) stimulovaná buněčná odpověď (otevření Ca2+ kanálů v buňkách myokardu)
Na
Na+ Na+
Na+ Na+
K+
Na+
K+
Adenyl cykláza
K+
Na+
ATP
K+ Na+
K+
Na+
+ + +
K+ K+
Na+
K+ Na+
K+
K+
ATP cAMP
G protein
K+ Na+
Šíření elektrického signálu
Protein kináza A
K+
K+ K+
K+ K+ K+ K+ *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
P
(druhý posel) http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
1
Myogenní srdce srdce Myogenní
Převodní systém systém srdce srdce Převodní
Srdce má vlastnosti ČERPADLA: V rámci srdečního cyklu se rytmicky střídá:
Vzruchy vznikající v tzv. PACEMAKERU (sinoatriální uzel) se dále šíří v srdci prostřednictvím PŘEVODNÍHO SYSTÉMU SRDCE Pacemaker leží ve stěně pravé síně u ústí horní duté žíly
SA - Sinoatriální uzel tzv. PACEMAKER
LEVÁ SÍŇ PRAVÁ SÍŇ
SYSTOLA - kontrakce, stah DIASTOLA - období klid, ochabnutí
AV - atrioventrikulární uzel
Hisův svazek LEVÁ KOMORA
Myogenní srdce:
Tawarova raménka
PRAVÁ KOMORA
Nepotřebuje vnější nervovou stimulaci Elektrický impulz vyvolávající srdeční kontrakci vzniká spontánně v samotném srdci Srdce savců má tzv. pacemaker (udavatel rytmu), tj. část vlastní tkáně specializované na periodickou tvorbu elektrických membránových změn.
Purkyňova vlákna
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Tvorba vzruchů vzruchů vv srdci srdci Tvorba
+30 mV
Převodní systém srdce:
1.
Vysoce specializované skupiny buněk Mají schopnost samovolně tvořit vzruchy Rozvádět vzruch v náležité posloupnosti po celém srdci
Pacemaker potenciál Funny Na+ otevřeny T-typ Ca++ otevřeny (-50mV)
-40 mV -60 mV
Princip samovolného vzniku elektrického signálu v pacemakeru?
+ + Na Na
Na+
+ + Na Na
Na+
Podstata spočívá v molekulární stavbě membrán buněk převodního systému
Na+
Na Na
Na
Ca2+
Na+
Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca2+
K+
Ca2+
Na+
Na+ Na+
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Ca2+
Ca2+
Na+
Na+
PACEMAKER: Buňky obsahují unikátní kombinaci specifických iontových kanálů
Ca2+
+
„FUNNY“ Na+ kanály OTEVŘENY
Ca2+
Ca2+
++ Na Na
Na+ ++
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
K+ K+
Na+
K+
K+
K+
K+
K+ K+
K+ K+
K+
K+
K+
K+ K+
K+
K+
2
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
+30 mV
+30 mV
1.
Pacemaker potenciál
1.
Pacemaker potenciál
2.
Depolazizace (AP)
Funny Na+ otevřeny T-typ Ca++ otevřeny (-50mV)
2.
Funny Na+ otevřeny T-typ Ca++ otevřeny (-50mV)
Depolazizace (AP) Funny Na+ uzavře T-typ Ca++ uzavřen(-40 mV) L-typ Ca++ otevřen (-40 mV)
Funny Na+ uzavře T-typ Ca++ uzavřen(-40 mV) L-typ Ca++ otevřen (-40 mV)
-40 mV
-40 mV
-60 mV
-60 mV
3.
2+
Ca2+
Ca
„FUNNY“ Na+ kanály UZAVŘENY
Ca2+
Ca++
Na+
Ca2+
Repolarizace Funny Na+ uzavřen T-typ Ca++ uzavřen L-typ Ca++ uzavřen K+ otevřen
Ca++
K+ K+ K+ K+
2+
Ca
K+
„FUNNY“ Na+ kanály UZAVŘENY
Ca2+
K+
K+
K+ K+
K+
K+
K+
Ca2+ Ca2+ Na+
Na+ Na+
Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
++ Na Na
Na+ Na+
Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca2+
++ Na Na
K+ K+
Ca2+
K+ K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+ K+
K+
K+
K+ K+
K+
Na+
Na+ Na+
Na+
K+
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Na+
Na+
Na+
K+
Na+
Na+
++ Na Na Na+ Na+
Ca2+ Ca2+
++ Na Na
Ca2+ Ca2+
Ca2+
2+
K+
K+ K+
Ca2+
Ca2+
K+
K+
2+
Ca
Ca
K+
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
+30 mV
+30 mV 1.
Klidový potenciál
1.
K+ otevřeny Na+ zavřeny L-typ Ca++ zavřeny
0 mV 2.
Klidový potenciál K+ otevřeny Na+ zavřeny L-typ Ca++ zavřeny
0 mV
Depolazizace (AP)
2.
Depolazizace (AP)
Na+ se otevírají (-70 mV) Ca++ uzavřeny K+ uzavřeny
Na+ se otevírají (-70 mV) Ca++ uzavřeny K+ uzavřeny
3.
-90 mV
Na+ uzavřen Ca++ otevřeny K+ některé otevřeny
-90 mV
Na+
Na+ Na+
Na+
Ca2+
Na+
Na+ Na+
2+
Na+
Ca
Na+
Na+
2+
Ca
K+
Ca2+
K+
Ca2+
2+
Ca 2+
Ca
K+
K+
K+
K+
Na+
K+ K+
Na+
K+
Na+ Na+
K+
Na+
Na+
Na+
K+
Ca2+
K+ K+
K+
Ca
Ca
Na+
K+
K+
2+
2+
Na+
K+
Plato
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
K+ K+
K+ K+
K+
K+
K+ K+
K+
K+
K+ K+ K+
K+
K+ K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
K+
K+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
Na+ Na+
K+
Ca2+
Na+
Na+
K+
2+
Ca
K+
K+
K+
K+ K+
K+ K+
K+
K+ K+
3
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
+30 mV 1.
Klidový potenciál K+ otevřeny Na+ zavřeny L-typ Ca++ zavřeny
0 mV 2.
Depolazizace (AP) Na+ se otevírají (-70 mV) Ca++ uzavřeny K+ uzavřeny
3.
4. Na+
Repolarizace
K+
K+
K+
K+ K+
K+
K+
K+ K+ K+
K+
K+
K+
K+ K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
K+
K+
Na+
Na+ Na+
Na+
Ca2+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
Ca2+
Na+ Na+
Ca2+ 2+
Ca
Ca2+
K+
K+
K+
K+
Autonomní srdeční Autonomní í řřízení ízení ční ččinnosti innosti Autonomn zení srdeč srde „BOJ“ „ÚTĚK“ „STRES“
Kardiovaskulární centrum v prodloužené míše Řízení činnosti srdce prostřednictvím autonomního nervového systému
B. Periferní receptory
K+
Na+
K+ K+
ZDROJE INFORMACÍ pro KARDIOVASKULÁRNÍ CENTRUM: A. Centrální nervová soustava
Ca++
K+
CNS: stres, emoce
KARDIOVASKULÁRNÍ CENTRUM skupina neuronů v prodloužené míše
Plato Na+ uzavřen Ca++ otevřeny K+ některé otevřeny
-90 mV
Kontrakce srdce vnikají spontáně, jejich frekvence a intenzita kontrakce je však řízena nervově přes
„ODPOČINEK“ „TRÁVENÍ“
ZVÝŠENÍ:
SNÍŽENÍ:
Minutového srdečního Objemu
Minutového srdečního Objemu
Tepové frekvence
Tepové frekvence
Krevního tlaku
Krevního tlaku
VAZOKONSTRIKCE:
VAZODILATACE:
hladké svaloviny cév
hladké svaloviny cév
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Baroreceptory aorty a karotidy Chemoreceptory aorty a prodloužené míchy
KARDIOVASKULÁRNÍ centrum řídí oběhový systém nervovými drahami autonomního (vegetativního) nervového systému: Sympatikus Parasympatikus
Baro receptory v arteriích
Chemo receptory v aortě krční tepně a míše
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Receptory autonomní autonomního nervového s. Receptory ího nervové ého s. autonomn nervov
sympatikus
ADRENERGNÍ receptory • Membránový receptor spřažený s G - proteinem • Je aktivován KATECHOLAMINY Noradrenalin adrenalin dopamin
parasympatikus
CHOLINERGNÍ receptory • Integrální membránový receptor - spřažený s G-proteinem - chemicky regulovaný iontový kanál
• Je aktivován neurotransmiterem ACELYLCHOLINEM http://www.blackwellpublishing. com/matthews/neurotrans.html
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
4
Adrenergní receptory Adrenergní í receptory Adrenergn
+30 mV
SYMPATIKUS:
Jsou stimulová stimulovány mediá mediátorem NORADRENALINEM
1
2
1
2
SRDEČNÍ svalovina
Hl. svalstvo cév • Kosterní svalstvo • průdušky
Zrychluje otvírání Ca++ kanálů Zkracuje dobu dosažení prahové hodnoty Zvyšuje počet AP za jednotku času -40 mV -60 mV
Hl. svalstvo cév • Kůže • Trávicí trakt
Pregangliová nervová synapse
+ + Na Na
Ca2+
++ Na Na
+ + Na Na
++ Na Na ++ Na Na
++
++ Na Na ++ Na Na
„FUNNY“ Na+ kanály
vazokonstrikce
zrychlení tepové frekvence (pacemaker)
Ca2+
Ca2+
Na Na ++ Na Na
Ca2+
Ca2+
++ Na Na
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+
vazodilatace
Silnější kontrakce (pracovní myokard)
K+ K+ K+ *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
2b. Chemicky řízené kanály-nepřímo ß adrenergní receptory a sympatikus
K+
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
K+
K+
K+
K+ K+
K+ K+
K+
K+
K+ K+
K+
K+
K+
2b. Receptor spřažený s G-proteinem Ligand (první posel)
http://www.blackwellpublishing. com/matthews/neurotrans.html
PŘÍKLAD: -Adrenergní receptor Ligand noradrenalin stimuluje -Adrenergní receptory. Tím je nepřímo (prostřednictvím druhého posla) stimulovaná buněčná odpověď (otevření Ca2+ kanálů v buňkách myokardu)
Receptory v membránách buněk srdce Jsou regulovány mediátorem sympatiku, noradrenalinem regulují otvírání Na+ a Ca2+ kanálů
receptor Adenyl cykláza
Protein kináza A
cAMP ATP
G protein (druhý posel)
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
ATP
http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html
P
Cílový protein
BUNĚČNÁ ODPOVĚĎ
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
5
2b. Chemicky řízené kanály-nepřímo
+30 mV
PARASYMPATIKUS:
Muskarinní receptory regulované parasympatikem
Prodlužuje otevření K+ kanálu Způsobuje hyperpolarizaci Snižuje počet AP za jednotku času
Receptory v membránách buněk srdce
-40 mV
Jsou regulovány mediátorem parasympatiku, acetylcholinem regulují otvírání K+ kanálů, iniciují hyperpolarizaci, prodlužují dobu dosažení prahového potenciálu a tím snižují srdeční frekvenci
-60 mV + + Na Na ++ Na Na ++ Na Na ++ Na Na
Ca2+ + + Na Na
++
++ Na Na
„FUNNY“ Na+ kanály
Ca2+
Ca2+
Na Na ++ Na Na
Ca2+
Ca2+
++ Na Na
Ca2+
++ Na Na
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+
K+ K+ K+ K+
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
K+
K+
K+
K+ K+
K+ K+
K+
K+
K+ K+
K+
http://www.blackwellpublishing. com/matthews/neurotrans.html
K+
K+
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
2a. Receptor spřažený s G-proteinem Příklad: Muscarinní Ach receptor Acetylcholin (uvolněný z parasympatického nervového zakončení) nepřímo otevře K+ kanály ve svalových buňkách SA uzlu myokardu
Ligand (první posel)
-
receptor
G protein
-
Iontový filtr
vrátka
K+
K+
(druhý posel) K+ http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html
K+
K+
K+
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
6
