Введение задача 1
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
ТЕМА «СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА» Задача 46. Сердечные гликозиды (например, строфантин) увеличивают силу сердечных сокращений. Первым начальным механизмом их действия является ингибирование Na + /K + -насоса клеточной мембраны кардиомиоцитов. Напомним, что в мембране кардиомиоцитов, кроме Na + /K + -насоса, имеется 3Na + /Са 2+ - ионообменник. Вопросы: 1. Используя свои знания по физиологии сокращения рабочих кардиомиоцитов и учитывая роль концентрации Са 2+ в сокращении, объясните механизмы увеличения силы их сокращения при действии гликозидов. 2. Назовите сократительные белки типичных кардиомиоцитов сердечной ткани? 3. В чем заключается участие Са 2+ в сокращении кардиомиоцита? 4. Каков механизм выведения ионов Са 2+ из типичного кардиомиоцита? 5. Назовите пути расхода энергии в течение кардиоцикла? ОТВЕТ: 1. Торможение гликозидами Na+/K+-насоса в клеточной мембране кардиомиоцита приведет к увеличению в цитозоле концентрации Na+ и уменьшению концентрации K+. Увеличение в цитозоле концентрации Na+ уменьшает его трансмембранный градиент и, следовательно, работу Na+/Са2+- ионообменника, который использует энергию градиента Na+ для выведения из клетки ионов Са2+. Это приведет к увеличению концентрации Са2+ в цитозоле, улучшит электромеханическое сопряжение при сокращении миокарда и усилит сокращение кардиомиоцита. 2.Актин и миозин. 3. Связывание ионов кальция с тропонином увеличивает степень спирализации тропомиозина, что открывает миозинсвязывающие участки актиновых нитей. 4. Кальций, поступивший из внеклеточной жидкости удаляется из цитозоля с помощью 3Na+/Са2+-ионообменника и Са2+-насоса плазмолеммы. 5. При сокращении типичных кардиомиоцитов АТФаза миозиновой головки вызывает гидролиз АТФ до АДФ и неорганического фосфата, в результате чего головка связывается с актиновой нитью; также присоединение АТФ к головке миозина вызывает разъединение актомиозиновых мостиков, что способствует повторению цикла. Задача 47. Сердце, в отличие от скелетной мышцы, работает в режиме одиночных сокращений: систола и затем диастола, во время которой оно заполняется кровью. Продолжительность систолы желудочков 330 мс (а период абсолютной рефрактерности 300 мс), продолжительность диастолы желудочков 470 мс. Вопросы: 1. Если через 30 мс после систолы желудочков к ним по пучку Гиса пойдет новый импульс, то будет ли новое сокращение желудочков? (Обоснуйте свой ответ) 2. Что такое абсолютная рефрактерность? 3. Назовите фазы ПД типичного кардиомиоцита, схематично представьте его. 4. В какие фазы ПД типичного кардиомиоцита будет наблюдаться абсолютная рефрактерность? 5. В какие фазы ПД типичного кардиомиоцита будет наблюдаться относительная рефрактерность, супернормальная возбудимость? ОТВЕТ: 1. Нового сокращения не будет, так как импульс попадет в период абсолютной рефрактерности, который в волокнах Пуркинье равен около 500 мс. 2.Абсолютная рефрактерность новый потенциал действия невозможен. 3. 1. Фаза деполяризации (0) обусловлена открыванием быстрых натриевых каналов и выходящим Na+-током. 2. Фаза начальной быстрой реполяризации (1) связана с активацией К+-каналов и выходящим из клетки К+-током. 3. Фаза медленной реполяризации (фаза «плато») (2) связана с открыванием высокопороговых Са2+/Na+-каналов L-типа и входом в клетку Са2+, который инициирует последующее сокращение кардиомиоцита. 4. Фаза конечной быстрой реполяризации (3) формируется резким преобладанием выходящего К+-тока. 5. Фаза покоя (4) имеет стабильный МП. 4. Абсолютная рефрактерность наблюдается в фазе деполяризации, фазе начальной быстрой реполяризации и фазе медленной реполяризации. 5. Относительная рефрактерность наблюдается в фазе конечной быстрой реполяризации. Супернормальная возбудимость наблюдается в фазе покоя. Задача 48.Известно, что запаса АТФ в сердце хватает на три рабочих цикла. При гипоксии сердца в результате нарушения коронарного кровотока в миокарде произошло постепенное снижение содержания АТФ в кардиомиоцитах. Вопросы: 1. Как при этом будут нарушаться сокращение и расслабление миокарда? Обоснуйте свой ответ. 2. В какие фазы сердечного цикла коронарный кровоток максимален в левом желудочке? 3. Что такое функциональная ишемия сердца? 4. Какие механизмы регуляции коронарного кровотока Вам известны? 5. При каком диапазоне среднего АД коронарный кровоток будет постоянен? ОТВЕТ: 1. В кардиологической практике отмечают раннее развитие диастолической дисфункции сердца. Сначала будет замедляться процесс расслабления кардиомиоцитов в результате нарушения удаления Са2+ из цитозоля с возможной остановкой сердца в систоле. Сила сокращения миокрада будет уменьшаться позднее.2. Коронарный кровоток в левом желудочке максимален в фазу диастолы желудочков и предсердий. 3. Возникает при перераспределении кровотока(не приводит к структурно- функциональным изменениям) Функциональная ишемия сердца наступает, когда потребность сердца в кислороде больше при его работе, чем его доставка: Некоронарогенный метаболический механизм Возникший стресс ведет к выделению адреналина, он вызывает активацию В1- адренорецепторов миокарда, повышается сократительная способность сердца, что вызывает повышенную потребность сердца в кислороде, активируются В2- адренорецепторы, коронарные сосуды расширяются, кровоток в них увеличивается. Потребность сердца в кислороде больше, чем его доставка, возникает гипоксия и, как следствие, ИБС. 4. 1. Миогенная регуляция обеспечивает ауторегуляцию коронарного кровотока (миоциты коронарных артерий имеют альфа- и бета-адренорецепторы и М- холинорецепторы). Симпатическая стимуляция через альфа-адренорецепторы вызывает сужение коронарных сосудов и снижение кровотока; затем за счет увеличения работы сердца и образования вазоактивных метаболитов происходит расширение коронарных сосудов и увеличение кровотока. Парасимпатическая стимуляция вызывает расширение сосудов через М-холинорецепторы; уменьшая работу сердца, приводят к сужению коронарных артерий. 2. Гуморальная регуляция: вазоактивные метаболиты (повышение концентрации аденозина, NO, K+, H+, CO2 и снижение О2 – расширение коронарных артерий); противоположная динамика – сужение артерий. Гистамин, брадикинин, простагландины I2 и E2, Na+-уретический пептид – расширение коронарных сосудов. Адреналин через альфа-адренорецепторы суживает (слабый эффект), через бета-адренорецепторы – расширяет (преобладающий). Ангиотензин II и вазопрессин – суживают. 5. При АД = 70 – 145 мм рт. ст. будет постоянный коронарный кровоток. Задача 49. При развитии ПД типичного кардиомиоцита наблюдается фаза «плато». Вопросы: 1. Назовите два главных функциональных свойства рабочих кардиомиоцитов, связанных с фазой «плато» их потенциала действия. Поясните свой ответ. 2. Назовите фазы ПД типичного кардиомиоцита. 3. В какие фазы ПД типичного кардиомиоцита будет наблюдаться абсолютная рефрактерность? 4. В какие фазы ПД типичного кардиомиоцита будет наблюдаться относительная рефрактерность? 5. Почему период абсолютной рефрактерности так продолжителен (270 мс)? ОТВЕТ: 1. Во время стадии «плато» ПД рабочих кардиомиоцитов обеспечивается вход ионов кальция внутрь миоцита (инициация сокращения, без внеклеточного кальция миокард не сокращается) и формируется период абсолютной рефрактерности (основа режима одиночных сокращений). 2. 1. Фаза деполяризации обусловлена открыванием быстрых натриевых каналов и выходящим Na+-током. 2. Фаза начальной быстрой реполяризации связана с активацией К+-каналов и выходящим из клетки К+-током. 3. Фаза медленной реполяризации (фаза «плато») связана с открыванием высокопороговых Са2+/Na+- каналов L-типа и входом в клетку Са2+, который инициирует последующее сокращение кардиомиоцита. 4. Фаза конечной быстрой реполяризации формируется резким преобладанием выходящего К+-тока. 5. Фаза покоя имеет стабильный МП. 3. Абсолютная рефрактерность наблюдается в фазе деполяризации, фазе начальной быстрой реполяризации и фазе медленной реполяризации. 4. Относительная рефрактерность наблюдается в фазе конечной быстрой реполяризации. 5. Чем больше период абсолютной рефрактерности, тем ниже лабильность. Низкая лабильность, как и длительная рефрактерность, обеспечивает сокращение миокарда в режиме одиночного мышечного сокращения, что необходимо для осуществления нагнетательной функции сердца. Задача 50. После длительного лечения β-адреноблокаторами пациент резко прекратил их прием. Вопросы: 1. Используя свои знания по физиологии регуляции сердца, ответьте, как изменится ЧСС и сила сокращения сердца после отмены препарата? Объясните свой ответ. 2. Какие основные виды регуляторных влияний на сердце Вы знаете? 3. Какие медиаторы участвуют в реализации влияния на сердце эффекта симпатической нервной системы? 4. С какой целью пациенту назначают β-адреноблокаторы? 5. Какие компенсаторные эффекты наблюдаются в сердце при блокировании β- адренорецепторов? ОТВЕТ: 1. Длительный прием бета-блокаторов приведет к компенсаторному увеличению числа бета-адренорецепторов или (и) чувствительности их к медиатору. Поэтому при отмене препарата эндогенные адреналин и норадреналин вызовут увеличение частоты и силы сердечных сокращений. 2. Хронотропные (влияние на ритм сердца, изменение ЧСС), инотропные (влияние на силы СС), батмотропные (влияние на возбудимость сердца), дромотропные (влияние на проводимость сердца). 3. Медиатор нервно-мышечного синапса норадреналин действует через бета1- адренорецепторы. Все 4 влияния стимулирующие: увеличение автоматии, возбудимости, проводимости и сократимости миокарда. 4. β-адреноблокаторы применяются при лечении аритмий, гипертензии. При блокаде β1-адренорецепторов наблюдаются преимущественно кардиальные эффекты: уменьшается сила сердечных сокращений (отрицательное инотропное действие), снижается ЧСС (отрицательное хронотропное действие), угнетается сердечная проводимость (отрицательное дромотропное действие), а также уменьшаются симпатических влияния на ССС, систему РААС (ренин-ангиотензин- альдостероновая система), снижение синтеза ренина. 5. Сначала β-адреноблокаторы препятствуют влиянию катехоламинов на кардиомиоциты, что приводит к снижению поступления кальция в клетку и как следствие: уменьшение силы сокращений, ЧСС, проводимости, автоматизма Задача 51. При растяжении рабочих кардиомиоцитов более чем на 20% исходной длины в диастоле, сердце не подчиняется закону Старлинга: сила сокращения не только не увеличивается, а уменьшается. Вопросы: 1. Почему это происходит? 2. Сформулируйте закон Франка-Старлинга. 3. Каков физиологический смысл закона сердца? 4. Какие физиологические механизмы лежат в основе закона сердца? 5. К чему приводит перерастяжение миокарда? ОТВЕТ: 1. Перерастяжение миокарда приводит к тому, что зона перекрытия активных и миозиновых нитей в саркомере уменьшается и, следовательно, количество образующихся актомиозиновых мостиков также уменьшается. В результате сила сокращения миокарда будет снижаться. 2. Сила сокращения желудочков сердца прямо пропорциональна длине их мышечных волокон перед сокращением.(положительный инотропный эффект- увеличивает силу сердечных сокращений ).Гетерометрическая регуляция осуществляется в результате изменения длины волокон миокарда в ответ на изменение притока крови к сердцу. 3. Приспособление сердца к преднагрузке при увеличении притока крови к сердцу при физической работе, мобилизации крови из депо, горизонтальном положении тела. 4. Число актомиозиновых мостиков наибольшее при растяжении саркомера на 10% от длины покоя; растяжение увеличивает также проницаемость механочувствительных кальциевых каналов, что способствует увеличению концентрации кальция в цитозоле и увеличивает количество функционирующих акто-миозиновых мостиков, в результате сила сокращения миоцитов увеличивается. Повышение давления и растяжение правого предсердия на 15% увеличивает ЧСС, что способствует увеличению выброса крови из желудочков в артерии. 5. Перерастяжение миокарда приводит к резкому уменьшению силы сокращения. Задача 52. В организме при функциональной нагрузке органы для удовлетворения потребности в кислороде используют два пути: увеличение притока артериальной крови и увеличение экстракции (артерио-венозной разницы) кислорода из протекающей через орган крови. Вопросы: 1. Какой из этих путей в условиях нагрузки в сердце редуцирован и чем это компенсируется по другому пути? 2. В чем заключается феномен Анрепа? 3. В чем заключается физиологический смысл феномена Анрепа? 4. Какие физиологические механизмы лежат в основе феномена Анрепа? 5. Как изменяется коронарный кровоток при повышении диастолического давления? ОТВЕТ: 1. В сердце редуцирован путь увеличения экстракции кислорода из протекающей крови, что компенсируется высокой способностью к увеличению коронарного кровотока в связи с высоким базальным тонусом коронарный сосудов и их растяжимостью, большим количеством капилляров в миокарде, анатомической завязкой увеличения преднагрузки на сердце с увеличением коронарного кровотока. 2. Сила сокращения левого желудочка прямо пропорциональна повышению давления крови в аорте.( положительный инотропный эффект – повышение силы сердечных поколений. Гомеометрическая регуляция-осуществляется при исходно одинаковой длине волокон миокарда(стабильном кровенаполнении камер сердца) 3. Заключается в приспособлении сердца к постнагрузке (нагрузке «давлением») и преодолении повышенного сопротивления току крови во время систолы желудочков. 4. 1. Повышение АД в аорте увеличивает коронарный кровоток, улучшает метаболизм сердца и силу его сокращений. 2. Повышение АД в аорте, затрудняя выброс крови во время систолы, приводит к увеличению остаточного объема крови в диастоле (КДО) и сердце реагирует в соответствии с законом Старлинга. 5. Коронарный кровоток при повышении диастолического давления увеличится. Задача 53. Метод «прекардиального удара» упоминается как способ восстановления сердечной деятельности. При этом на границе средней и нижней трети грудины наносится два резких удара кулаком с немедленным последующим контролем пульса на сонной артерии. Вопросы: 1. Какой физиологический механизм лежит в основе применения данного приема? 2. На каком свойстве сердечной мышцы основано использование метода «прекардиального удара» как способа восстановления сердечной деятельности? 3. В чем заключается физиологический смысл кардиостимулирующего внутрисердечного рефлекса? 4. В чем заключается физиологический смысл кардиоингибирующего внутрисердечного рефлекса? 5. Каково физиологическое значение внутрисердечных рефлексов? ОТВЕТ: 1. Прекардиальный удар является методом реанимационного воздействия на грудную клетку. Он способен перевести физическую деформацию грудной стенки и стени сердца в электрическое возбуждение сердечной мышцы, так как ткань сердца обладает свойством электрической возбудимости, в результате чего механическое ее раздражение способно обеспечить электроимпульсный ответ. Механизм связан с активацией механозависимых натриевых каналов поступлением натрия в типичные кардиомиоциты, что деполяризует мембрану клеток рабочих кардиомиоцитов сердца до КУД и приводит к формированию ПД, благодаря которому вновь может запуститься нормальный сердечный цикл. 2. На свойстве автоматии сердца – способности сердца самостоятельно генерировать потенциалы действия и переходить в состояние возбуждения в результате процессов, развивающихся в самих кардиомиоцитах. 3. Кардиостимулирующий внутрисердечный рефлекс возникает при: раздражении рецепторов предсердий (увеличение притока крови); снижении кровенаполенния желудочков и давления в аорте или их сочетании. 4. Кардиоигнибирующий внутрисердечный рефлекс возникает при раздражении рецепторов предсердий и желудочков на фоне переполнения желудочков кровью и повышения давления в аорте. 5. Осуществляют коррекцию механизмов саморегуляции сердца, стабилизацию сердечного выброса, их роль повышается в трансплантированном сердце. Задача 54. В клинике иногда наблюдается провоцирование приступа стенокардии (спазм коронарных сосудов) у пациента, если он укладывается в холодную постель. Вопросы: 1. Объясните возможные механизмы спазма коронарных сосудов у пациента в данных условиях. 2. В чем заключается саморегуляция коронарного кровотока? 3. Какова роль метаболитов в регуляции коронарного кровотока? 4. Какова роль симпатической нервной системы в регуляции коронарного кровотока? 5. Через какие рецепторы симпатическая нервная система участвует в регуляции коронарного кровотока? ОТВЕТ: 1. В основе лежат сенсо-висцеральные рефлексы (экстероцептивные рефлекторные поля). Воздействие на холодовые рецепторы запускает терморегуляторные реакции, происходит выраженная активация симпато- адреналовой системы, которая через альфа-адренорецепторы вызывает сокращение сосудов, в том числе и коронарных. Происходит увеличение постнагрузки на сердце, приводящее к росту потребления кислорода миокардом на фоне сниженного коронарного кровотока. 2. Миогенная регуляция обеспечивает ауторегуляцию коронарного кровотока в диапазоне системного АД=70-145 мм рт.ст., кровоток в этих условиях останется нормальным. Миоциты коронарных артерий имеют альфа- и бета- адренорецепторы и М-холинорецепторы, количество которых больше в крупных артериях. 3. При повышении концентрации аденозина, NO, K+, H+, CO2, снижении О2 коронарные артерии расширяются; противоположная динамика метаболитов приводит к сужению коронарных артерий. Гистамин,брадикинин,натрийуретический пептид приводят к расширению коронарных сосудов. Адреналин(альфа1адренорецепторы) суживает, через бета1адренорецепторы расширяет. Ангиотензин 2 и вазопрессин суживают коронарные сосуды. 4. Вызывает сужение коронарных сосудов и снижение кровотока – первая кратковременная фаза; затем, увеличивая работу сердца и образование вазоактивных метаболитов, вызывает расширение коронарных сосудов и увеличение коронарного кровотока – вторая более длительная фаза. 5. Через альфа1-адренорецепторы.( Через бета1адренорецепторы норадреналин расширяет сосуды, слабый эффект) |