1

Katedra zoologie PřF UP Olomouchttp://www.zoologie.upol.cz/zam.htm

Prezentace navazuje na základní znalosti z biochemie, cytologie a anatomie.

Doplňující prezentace: Stavba a funkce membrán, Funkčníanatomie srdce, EKG, ( http://www.zoologie.upol.cz/osoby/fellnerova/vyuka.htm )

Symbol označující odkaz na animaci volně dostupnouna internetu

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Symboly označující animaci resp. video (dynamickáprezentace daného fyziologického procesu). Plnohodnotnéanimace (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

-70 mV

0 mV

+30 mV

1. Klidový potenciálK+ zavřenyNa+ zavřeny

2. Depolazizace (AP)Na+ se otevírajíK+ uzavřeny

3. RepolarizaceNa+ se uzavírajíK+ otevřeny

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

K+

K+

K+ K+K+K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

+ + +Šíření elektrického signálu

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

--AdrenergnAdrenergníí receptor bunreceptor buněěk myokarduk myokardu

NORADRENALIN(první posel)

G protein(druhý posel)

Ligand noradrenalin stimuluje -Adrenergní receptory. Tím je nepřímo (prostřednictvím druhého posla) stimulovaná buněčnáodpověď (otevření Ca2+ kanálův buňkách myokardu)

Adrenergníreceptor

Adenylcykláza

cAMP

Protein kináza A

ATP

http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html

ATP

P

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

2

Myogenní srdceMyogenní srdce

Myogenní srdce: 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.

Srdce má vlastnosti ČERPADLA:

V rámci srdečního cykluse rytmicky střídá:

SYSTOLA - kontrakce, stah DIASTOLA - období klid, ochabnutí

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Převodní systém srdcePřevodní systém srdce

PRAVÁ SÍŇ

PRAVÁ KOMORA

LEVÁ KOMORA

LEVÁ SÍŇ

SA - Sinoatriální uzeltzv. PACEMAKER

AV - atrioventrikulární uzel

Purkyňova vlákna

Hisův svazek

Pacemaker leží ve stěně pravé síně u ústíhorní duté žíly

Vzruchy vznikající v tzv. PACEMAKERU (sinoatriální uzel) se dále šíří v srdci prostřednictvím PŘEVODNÍHO SYSTÉMU SRDCE

Tawarovaraménka

Tvorba vzruchů v srdciTvorba vzruchů v srdci

Převodní systém srdce: Vysoce specializované skupiny buněk Mají schopnost samovolně tvořit vzruchy Rozvádět vzruch v náležité posloupnosti po celém srdci

PACEMAKER: Buňky obsahují unikátní kombinaci specifických iontových kanálů

Princip samovolného vznikuelektrického signálu v pacemakeru?

Podstata spočívá v molekulárnístavbě membrán buněk převodního systému

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc* K+

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

K+

K+ K+K+K+

K+

K+ K+K+ K+

K+

K+

-60 mV

-40 mV

+30 mV

„FUNNY“ Na+ kanályOTEVŘENY

K+K+

K+K+K+

Na+

Na+

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

1. Pacemaker potenciálFunny Na+ otevřenyT-typ Ca++ otevřeny (-50mV)

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

3

K+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+K+

K+ K+K+K+

K+

K+ K+K+ K+

K+

K+

-60 mV

-40 mV

+30 mV

„FUNNY“ Na+ kanályUZAVŘENY

K+K+

K+K+K+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+Na+

1. Pacemaker potenciálFunny Na+ otevřenyT-typ Ca++ otevřeny (-50mV)

2. Depolazizace (AP)Funny Na+ uzavře T-typ Ca++ uzavřen(-40 mV)L-typ Ca++ otevřen (-40 mV)

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

K+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Ca2+Ca2+

Ca2+ Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

K+

K+ K+

K+

K+

K+

K+ K+

K+ K+

K+

K+

-60 mV

-40 mV

+30 mV

„FUNNY“ Na+ kanályUZAVŘENY

K+

K+

K+K+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+Na+

1. Pacemaker potenciálFunny Na+ otevřenyT-typ Ca++ otevřeny (-50mV)

2. Depolazizace (AP)Funny Na+ uzavře T-typ Ca++ uzavřen(-40 mV)L-typ Ca++ otevřen (-40 mV)

3. RepolarizaceFunny Na+ uzavřenT-typ Ca++ uzavřenL-typ Ca++ uzavřenK+ otevřen

Na+ Ca++ Ca++K+

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

K+

K+ K+

K+

K+

K+

K+

-90 mV

0 mV

+30 mV

K+K+

1. Klidový potenciálK+ otevřenyNa+ zavřenyL-typ Ca++ zavřeny

2. Depolazizace (AP)Na+ se otevírají (-70 mV) Ca++ uzavřenyK+ uzavřeny

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

K+

K+

K+ K+K+K+

K+

K+ K+K+ K+

K+

K+

K+K+

K+K+K+

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+K+

K+ K+

K+

K+

K+

K+

-90 mV

0 mV

+30 mV

K+K+ Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+Na+

Na+ Na+

K+

K+

K+ K+K+K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+K+K+

1. Klidový potenciálK+ otevřenyNa+ zavřenyL-typ Ca++ zavřeny

2. Depolazizace (AP)Na+ se otevírají (-70 mV) Ca++ uzavřenyK+ uzavřeny

3. PlatoNa+ uzavřenCa++ otevřenyK+ některé otevřeny

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

4

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+Ca2+K+

K+ K+

K+

K+

K+

K+

-90 mV

0 mV

+30 mV

K+K+ Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+Na+

Na+ Na+

K+

K+

K+

K+

K+

K+K+

K+ K+

K+

K+

K+K+K+

K+

K+

K+K+

1. Klidový potenciálK+ otevřenyNa+ zavřenyL-typ Ca++ zavřeny

2. Depolazizace (AP)Na+ se otevírají (-70 mV) Ca++ uzavřenyK+ uzavřeny

3. PlatoNa+ uzavřenCa++ otevřenyK+ některé otevřeny

4. RepolarizaceNa+ Ca++

K+ K+ K+

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Kardiovaskulární centrumv prodloužené míše

KARDIOVASKULÁRNÍ centrumřídí oběhový systém nervovými drahami autonomního (vegetativního) nervového systému:

Sympatikus Parasympatikus

B. Periferní receptoryA. Centrální nervová soustava

Kontrakce srdce vnikají spontáně, jejich frekvence a intenzita kontrakce je však řízena nervově přes CNS: stres, emoce

Chemoreceptory

v aortěkrční tepně

a míše

Baroreceptoryv arteriích

Řízení činnosti srdceprostřednictvímautonomního

nervovéhosystému

skupina neuronů v prodloužené míše

KARDIOVASKULÁRNÍ CENTRUM

ZDROJE INFORMACÍ pro KARDIOVASKULÁRNÍ CENTRUM:

Baroreceptory aorty a karotidy

Chemoreceptory aorty a prodloužené míchy

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

„BOJ“„ÚTĚK“„STRES“

ZVÝŠENÍ:

Minutového srdečníhoObjemu

Tepové frekvence

Krevního tlaku

VAZOKONSTRIKCE:

hladké svaloviny cév

„ODPOČINEK“„TRÁVENÍ“

SNÍŽENÍ:

Minutového srdečníhoObjemu

Tepové frekvence

Krevního tlaku

VAZODILATACE:

hladké svaloviny cév

Autonomní řízení srdeční činnostiAutonomnAutonomníí řříízenzeníí srdesrdeččnníí ččinnostiinnosti

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

ADRENERGNÍreceptory

CHOLINERGNÍreceptory

• Integrální membránový receptor- spřažený s G-proteinem- chemicky regulovaný iontový kanál

• Je aktivován neurotransmiteremACELYLCHOLINEM

• Membránový receptor spřaženýs G - proteinem

• Je aktivován KATECHOLAMINYNoradrenalinadrenalindopamin

sympatikussympatikus parasympatikusparasympatikus

http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html

Receptory autonomního nervového s.ReceptoryReceptory autonomnautonomníího nervovho nervovéého s.ho s.

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

5

1 2 21

Hl. svalstvo cév• Kůže• Trávicí trakt

SRDEČNÍsvalovina

Hl. svalstvo cév• Kosterní svalstvo• průdušky

Pregangliovánervovásynapse

vazokonstrikcezrychlení

tepovéfrekvence

(pacemaker)

Silnější kontrakce(pracovní myokard)

vazodilatace

Adrenergní receptoryAdrenergnAdrenergníí receptoryreceptory

Jsou stimulovJsou stimulováány ny medimediáátoremtorem NORADRENALINEMNORADRENALINEM

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc* K+

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

K+

K+ K+K+K+

K+

K+ K+K+ K+

K+

K+

-60 mV

-40 mV

+30 mV

„FUNNY“ Na+ kanály

K+K+

K+K+K+

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

SYMPATIKUS: Zrychluje otvírání Ca++ kanálů Zkracuje dobu dosažení prahové hodnoty Zvyšuje počet AP za jednotku času

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

2b. Chemicky řízené kanály-nepřímo

http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html

ß adrenergní receptory a sympatikus Receptory v membránách buněk srdce Jsou regulovány mediátorem sympatiku,

noradrenalinem regulují otvírání Na+ a Ca2+ kanálů

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

2b. Receptor spřažený s G-proteinem

Ligand (první posel)

G protein(druhý posel)

PŘÍKLAD: -Adrenergní receptorLigand noradrenalin stimuluje -Adrenergní receptory. Tím je nepřímo (prostřednictvím druhého posla) stimulovanábuněčná odpověď(otevření Ca2+ kanálů v buňkách myokardu)

receptor

Adenylcykláza

cAMP

Protein kináza A

BUNĚČNÁODPOVĚĎ

ATP

ATP

http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html

Cílový protein

P

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

6

K+

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

K+

K+ K+K+K+

K+

K+ K+K+ K+

K+

K+

-60 mV

-40 mV

+30 mV

„FUNNY“ Na+ kanály

K+K+

K+K+K+

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

PARASYMPATIKUS: Prodlužuje otevření K+ kanálu Způsobuje hyperpolarizaci Snižuje počet AP za jednotku času

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

2b. Chemicky řízené kanály-nepřímo

http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html

Muskarinní receptory regulované parasympatikem Receptory v membránách buněk srdce

Jsou regulovány mediátorem parasympatiku,acetylcholinem

regulují otvírání K+ kanálů, iniciujíhyperpolarizaci, prodlužují dobu dosaženíprahového potenciálu a tím snižují srdečnífrekvenci

*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

2a. Receptor spřažený s G-proteinem

K+

Iontovýfiltr

---

vrátka

---

Ligand (první posel)

G protein(druhý posel)

K+

K+K+K+

K+

receptor

Příklad: Muscarinní Ach receptorAcetylcholin (uvolněný z parasympatického nervového zakončení) nepřímo otevře K+ kanály ve svalových buňkách SA uzlu myokardu

http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*