Сократимость миокарда - Myocardial contractility
Сократимость миокарда представляет собой врожденную способность сердечной мышцы ( сердечной мышцы или миокарда) сокращаться . Способность производить изменения силы во время сокращения является результатом возрастающей степени связывания между различными типами ткани, то есть между нитями миозина (толстая) и актиновая (тонкая) ткани. Степень связывания зависит от концентрации ионов кальция в клетке. В интактном сердце in vivo действие / реакция симпатической нервной системы обусловлено точно рассчитанным по времени высвобождением катехоламина , который представляет собой процесс, который определяет концентрацию ионов кальция в цитозоле клеток сердечной мышцы. Факторы, вызывающие увеличение сократимости, работают, вызывая увеличение внутриклеточных ионов кальция (Са ++ ) во время сокращения.
Механизмы изменения сократимости
Повышение сократимости достигается в первую очередь за счет увеличения притока кальция или поддержания более высоких уровней кальция в цитозоле сердечных миоцитов во время потенциала действия. Это делается с помощью ряда механизмов:
- 1. Симпатическая активация. Повышенные уровни циркулирующих катехоламинов (которые могут связываться с β-адренергической активацией), а также стимуляция симпатическими нервами (которые могут высвобождать норадреналин, который связывается с β 1 -адренорецепторами миоцитов) заставляют субъединицу G s рецептора активировать аденилатциклазу. , что приводит к увеличению цАМФ, который имеет ряд эффектов, включая фосфорилирование фосфоламбана (через протеинкиназу А ).
- 2. Фосфорилирование фосфоламбана . Когда фосфоламбан не фосфорилируется, он подавляет кальциевые насосы, которые перекачивают кальций обратно в саркоплазматический ретикулум. Когда он фосфорилируется PKA, уровни кальция, хранящегося в саркоплазматическом ретикулуме, увеличиваются, что обеспечивает более высокую скорость высвобождения кальция при следующем сокращении. Однако повышенная скорость секвестрации кальция также приводит к увеличению лузитропии .
- 3. Повышение чувствительности тропонина-С к воздействию кальция.
- 4. Фосфорилирование кальциевых каналов L-типа . Это увеличит их проницаемость для кальция, позволяя большему количеству кальция проникать в клетки миоцитов, повышая сократимость.
- 5. Резкое увеличение постнагрузки может вызвать небольшое увеличение инотропии (эффект Анрепа) по механизму, который до конца не изучен.
- 6. Увеличение частоты сердечных сокращений также стимулирует инотропию (эффект Боудитча; треппе; частотно-зависимая инотропия). Вероятно, это связано с неспособностью Na + / K + -АТФазы идти в ногу с притоком натрия при более высокой частоте потенциалов действия при повышенной частоте сердечных сокращений.
- 7. Наркотики. Такие препараты, как наперстянка, могут действовать как положительный инотропный агент, подавляя насос Na + / K + . Высокий градиент концентрации Na + необходим для выкачивания саркоплазматического кальция через антипортер Na + / Ca ++ . Ингибирование Na + / K + вызывает накопление дополнительного натрия внутри клетки. Наращивание концентрации Na + внутри ячейки вызовет небольшое уменьшение градиента изнутри ячейки к внешней стороне ячейки. Это действие затруднит выход кальция из клетки через антипортер Na + / Ca ++ .
- 8. Увеличьте количество кальция в саркоплазме. Больше кальция, доступного для использования тропонином, увеличит развиваемую силу.
Снижение сократимости достигается в первую очередь за счет уменьшения притока кальция или поддержания более низких уровней кальция в цитозоле сердечных миоцитов во время потенциала действия. Это делается с помощью ряда механизмов:
- 1. Парасимпатическая активация.
- 2. Если сердце испытывает гипоксию, гиперкапнию (повышенный уровень CO 2 ) или ацидоз, сердечные клетки перейдут в состояние дисфункции и не будут работать должным образом. Правильные перемычки саркомеров не образуют сердце, становится менее эффективным (что приводит к сердечной недостаточности).
- 3. Выпадение частей миокарда. Сердечный приступ может привести к отмиранию части стенки желудочка, которая не может сокращаться, и во время систолы создается меньшая сила .
Инотропия
Измеримое относительное увеличение сократимости является свойством миокарда, аналогичным термину «инотропия». Сократимость может быть изменена ятрогенно при введении инотропных агентов . Считается, что препараты, которые положительно влияют на катехоламины, такие как норадреналин и адреналин, которые усиливают сократительную способность, обладают положительным инотропным эффектом. Древнее травяное средство наперстянка, по- видимому, обладает как инотропными, так и хронотропными свойствами, которые веками регистрировались энциклопедически, и по сей день остается полезным.
Модель как способствующий фактор
Согласно одной существующей модели, пять факторов работы миокарда считаются
- Частота сердцебиения
- Скорость проводимости
- Предварительная загрузка
- Постнагрузка
- Сократимость
Согласно этой модели, если производительность миокарда изменяется, пока предварительная нагрузка, постнагрузка, частота сердечных сокращений и скорость проводимости остаются постоянными, то изменение производительности должно быть связано с изменением сократительной способности. Однако изменений в одних только сократительных способностях обычно не происходит. Другие примеры:
- Увеличение симпатической стимуляции сердца увеличивает сократимость и частоту сердечных сокращений.
- Увеличение сократимости приводит к увеличению ударного объема и, следовательно, к вторичному увеличению преднагрузки.
- Увеличение преднагрузки приводит к увеличению силы сокращения по закону сердца Старлинга ; это не требует изменения сократимости.
- Увеличение постнагрузки увеличивает сократительную способность (за счет эффекта Анрепа ).
- Увеличение частоты сердечных сокращений увеличит сократимость (за счет эффекта Боудитча ).