Srce

prof. dr. sc. Reno Hrašćan

Srce kao crpka

prof. dr. sc. Reno Hrašćan

Srčani mišić

srce je sastavljeno od dvije odvojene crpke: 1. desno srce – izbacuje krv u pluća; 2. lijevo

srce – crpi krv kroz periferne organe

svako je od tih dvaju zasebnih dijelova srca pulsirajuća crpka sastavljena od dviju komora:1.

pretklijetke ili atrija – slabo pokretačka crpka koje pomažu kretanju krvi u klijetku; 2. klijetke

ili ventrikula – stvaraju najveći dio sile kojom desna klijetka potiskuje krv kroz plućni

cirkulacijski sustav, a lijeva klijetka kroz periferni cirkulacijski sustav

graña srčanog mišića: 1. atrijski mišić; 2. ventrikularni mišić; 3. specijalizirana

podražljiva i vodljiva mišićna vlakna; atrijski i ventrikularni mišić kontrahiraju se gotovo na isti

način kao i skeletni mišići s tim što u srčanom mišiću kontrakcija traje mnogo dulje;

specijalizirana podražljiva i vodljiva vlakna kontrahiraju se vrlo slabo jer sadrže malo

kontraktilnih fibrila, ona ispoljavaju ritmičnost i provode impulse različitom brzinom čineći na taj

način sustav koji podražuje srce i nadzire njegov ritam

Srčani mišić

srčani mišić kao sincicij: srčana se mišićna vlakna sastoje od brojnih pojedinačnih stanica

meñusobno povezanih u nizu; stanične se membrane meñusobno stapaju tako da stvaraju

pukotinska spojišta kroz koje je moguća slobodna difuzija iona; ioni se lako kreću u

unutarstaničnoj tekućini uzduž uzdužne osi mišićnih vlakana pa akcijski potencijali bez teškoća

putuju kroz prijelazne ploče od jedne do druge srčane mišićne stanice

1. atrijski sincicij – tvori stijenku obje pretklijetke; 2. ventrikularni sincicij – tvori stijenku obje

pretklijetke; normalno se akcijski potencijali ne mogu prenijeti iz atrijskog sincicija u ventrikularni

sincicij izravno preko vezivnog tkiva; oni se prenose samo putem specijaliziranoga provodnog

sustava; podjela srčanog mišića u dva funkcijska sincicija omogućuje pretklijetkama da se

kontrahiraju kratko vrijeme prije kontrakcije klijetki

Graña srca i smjer toka krvi kroz srčane komore Akcijski potencijali u srčanom mišiću

akcijski potencijal ventrikularnog mišića u prosjeku iznosi oko 105 mV, što znači da se membranski potencijal povećava s negativne vrijednosti od oko -85 mV, kakva je izmeñu pojedinih otkucaja, na pozitivnu vrijednost od oko +25 mV tijekom svakog otkucaja; nakon početnog šiljka, membrana u atrijskom mišiću ostaje depolarizirana oko 0,2 s, a u ventrikularnommišiću oko 0,3 s što se vidi kao plato na koji se nastavlja repolarizacija; zbog platoa akcijskog potencijala kontrakcija u srčanom mišiću traje i do 15 puta dulje od kontrakcije u skeletnom mišiću

u srčanom je mišiću akcijski potencijal uzrokovan otvaranjem: 1. brzih natrijskih kanala istih kao u skeletnom mišićju; 2. sporih kalcijskih kanala (kalcijsko-natrijski kanali) koji ostaju kao u skeletnom mišićju; 2. sporih kalcijskih kanala (kalcijsko-natrijski kanali) koji ostaju otvoreni nekoliko desetinki sekunde; u tijeku tog vremena velik broj kalcijevih i natrijevih iona utječe kroz te kanale u mišićno vlakno, pa to produljuje depolarizaciju i uzrokuje nastanak platoa; kalcijevi ioni koji ulaze za vrijeme tog akcijskog potencijala pomažu u poticanju mišićne kontrakcije

smanjena propusnost membrane srčanog mišića za kalijeve ione neposredno nakon početka akcijskog potencijala pridonosi produljenju akcijskog potencijala i nastanku platoa; smanjuje se istjecanje kalijevih iona za vrijeme platoa, a to spriječava rani povratak napona akcijskog potencijala na razinu u mirovanju; kad se poslije 0,2-0,3 s kalcijsko-natrijski kanali zatvore, propusnost se membrane za kalijeve ione povećava, a membranski se potencijal vraća na vrijednost u mirovanju

Ritmični akcijski potencijali Purkinjeova vlakna i vlakna ventrikularnog mišića Sprega podraživanja i kontrakcije

u sarkoplazmu za vrijeme akcijskog potencijala, osim kalcijevih iona osloboñenih iz cisterni

sarkoplazmatske mrežice, difundira i velik broj kalcijevih iona iz T-cjevčica; sarkoplazmatska je

mrežica u srčanom mišiću slabije razvijena nego u skeletnom mišiću, dok je promjer odnosno

volumen T-cjevčica veći; krajevi T-cjevčica izravno se otvaraju na vanjskoj površini srčanoga volumen T-cjevčica veći; krajevi T-cjevčica izravno se otvaraju na vanjskoj površini srčanoga

mišićnog vlakna, pa izvanstanična tekućina protječe i kroz T-cjevčice; količina kalcijevih iona

koja je na raspolaganju za izazivanje kontrakcije srčanog mišića ponajviše ovisi o koncentraciji

tih iona u izvanstaničnoj tekućini

Srčani ciklus

srčani ciklus sastoji se od razdoblja relaksacije, nazvanog dijastola i razdoblja kontrakcije,

nazvanog sistola

svaki srčani ciklus započinje spontanim stvaranjem akcijskog potencijala u sinusnom čvoru;

akcijski potencijal brzo putuje kroz obe pretklijetke, a zatim kroz AV-snop u klijetke; zbog

ustrojstva provodnog sustava na prijelazu iz pretklijetki u klijetke usporava se prolaz impulsa iz

pretklijetki u klijetke za više od 1/10 sekunde; to usporenje omogućuje pretklijetkama da se

kontrahiraju prije klijetki

krv bez zastoja protječe iz vena u pretklijetke, odakle 75% krvi dospije u klijetke prije kontrakcije krv bez zastoja protječe iz vena u pretklijetke, odakle 75% krvi dospije u klijetke prije kontrakcije

pretklijetki; preostalih 25% krvi u klijetke se ubaci kontrakcijom pretklijetki

val a nastaje kontrakcijom pretklijetki, tlak u desnoj pretklijetki povisi se za 0,5-0,8 kPa, a u

lijevoj pretklijetki za 0,9-1,1 kPa; val c pojavi se kad se klijetke počinju kontrahirati, djelomično

nastaje zato što se na početku kontrakcije klijetki neznatna količina krvi vraća u pretklijetke, ali

većinom nastaje zato što se zbog povišenja tlaka u klijetkama AV-zalisci izbočuju prema natrag

u pretklijetke; val v pojavi se pri kraju kontrakcije klijetki, nastaje zbog pritjecanja krvi iz vena u

pretklijetke za vrijeme kontrakcije klijetki kad su AV-zalisci zatvoreni

Zbivanja tijekom srčanog ciklusa lijeve klijetke

Srčani ciklus

nakon završetka sistole i sniženja ventikularnih tlakova na niske dijastoličke vrijednosti, povišeni atrijski tlakovi otvaraju AV-zaliske pa krv utječe u klijetke što predočava porast krivulje ventrikularnog volumena; to je nazvano razdobljem brzog punjenja klijetki koje odgovara prvoj trećini dijastole; tijekom srednje trećine dijastole u klijetke pritječe mala količina krvi; tijekom posljednje trećine dijastole kontrahiraju se pretklijetke što povećava pritjecanje krvi u klijetke

nakon početka kontrakcije klijetki tlak se njima povisi što uzrokuje zatvaranje AV-zalistaka; tijekom sljedeće 0,02-0,03 s tlak u klijetkama povisi se toliko da postane viši od tlakova u aorti i plućnoj arteriji pa se otvore polumjesečasti aortalni i plućni zalisci; tijekom tog razdoblja klijetke se kontrahiraju ali se ne prazne; to je razdoblje izovolumne ili izometrične kontrakcije

kad se tlak u lijevoj klijetki povisi malo iznad 10,5 kPa, a tlak u desnoj klijetki malo iznad 1,1 kPa, otvaraju se polumjesečasti zalisci pa krv počinje istjecati iz klijetki; približno 70% krvi se izbaci tijekom prve trećine razdoblja izbacivanja – razdoblje brzog izbacivanja, a 30% se izbaci tijekom druge i treće trećine – razdoblje sporog izbacivanja

pri kraju sistole klijetke se relaksiraju što uzrokuje sniženje ventrikularnog tlaka, dok se ventrikularni volumen ne mijenja – razdoblje izovolumne ili izometrične relaksacije

Srčani ciklus

završni dijastolički volumen – zbog punjena se volumen svake klijetke tijekom dijastole

poveća na 110-120 mL

udarni volumen – tijekom sistole volumen se svake klijetke smanji za 70 mL

završni sistolički volumen – volumen koji preostaje u svakoj klijetki, iznosi 40-50 mL

frakcija izbacivanja – udio završnog dijastoličkog volumena koji se izbacuje, iznosi 0,6

završni dijastolički tlak klijetke – krivulja dijastoličkog tlaka dobivena je punjenjem srca sve

većim količinama krvi te mjerenjem dijastoličkog tlaka neposredno pred kontrakciju klijetke

krivulja sistoličkog tlaka dobivena je mjerenjem sistoličkog tlaka postignutoga kontrakcijom

klijetke pri različitim volumenima punjena klijetke

ulaženje krvi u aortu izaziva rastezanje njezine stijenke i povišenje tlaka na 16 kPa (sistolički

tlak); pošto se zatvore zalisci aorte, aortalni se tlak tijekom dijastole snižava zbog otjecanja krvi;

prije ponovne kontrakcije klijetki aortalni se tlak snizi na 10,5 kPa (dijastolički tlak)

krivulja tlaka u plućnoj arteriji slična je onoj u aorti, osim što su vrijednosti tlakova u plućnoj

arteriji šest puta niže od vrijednosti u aorti

Odnos izmeñu volumena i tlaka u lijevoj klijetki tijekom dijastole i sistole Srčani rad

kad čovjek miruje, srce u svakoj minuti izbaci 4-6 L krvi; tijekom napornog mišićnog rada srce mora izbacivati četiri do sedam puta više krvi

volumen krvi izbačen iz srca regulira se: 1. autoregulacijom srčanog izbacivanja krvi ovisno o promjenama volumena krvi koja utječe u srce; 2. nadzorom autonomnoga živčanog sustava nad srčanom frekvencijom i snagom srčane kontrakcije

srčani minutni volumen – količina krvi koju lijeva klijetka u jednoj minuti izbaci u aortu venski priljev – količina krvi koja u jednoj minuti pritječe iz vena u desnu pretklijetku količina krvi koja iz vena dotječe u srce najčešće u cijelosti odreñuje količinu krvi koju srce

izbaci svake minute; sposobnost srca da se prilagodi promjenama volumena pridošle krvi zove se Frank-Starlingov srčani mehanizam – što se srčani mišić tijekom punjenja više isteže to je snaga kontrakcije veća, pa se u aortu izbacuje veća količina krvi

arterijski tlak u aorti ne smanjuje srčani minutni volumen sve dok se srednji arterijski tlak ne povisi iznad 21 kPa; tijekom normalnoga srčanog rada pri normalnim sistemskim arterijskim tlakovima izmeñu 11 i 19 kPa srčani minutni volumen je odreñen time koliko lako krv protječe kroz tkiva, a to nadzire veličinu vraćanja krvi u srce

Stalnost srčanoga minutnog volumena

Srčani rad

krivulje ventrikularne funkcije – način prikazivanja funkcijske sposobnosti klijetki da izbacuje krv; 1. krivulja rada pojedinačne kontrakcije – s povišenjem tlaka u lijevoj i desnoj pretklijetki povećava se i rad obavljen pojedinačnom kontrakcijom na toj strani srca sve dok se ne dosegnu krajnje granice ventrikularne sposobnosti izbacivanja krvi; 2. krivulja ventrikularnog minutnog volumena – kad se tlak u desnoj ili lijevoj pretklijetki povisi poveća se i minutni volumen pripadne klijetke

djelotvornost srca kao crpke nadziru simpatički i parasimpatički živci; pri odreñenoj razini atrijskog tlaka količina krvi koju srce izbaci svake minute može se simpatičkim podraživanjem često povećati i više od 100%; podraživanje parasimpatikusom smanjuje tu količinu krvi gotovo često povećati i više od 100%; podraživanje parasimpatikusom smanjuje tu količinu krvi gotovo do ništice

pri bilo kojem tlaku u desnoj pretklijetki srčani minutni volumen povećava se s povećanjem simpatičkog podraživanja, a smanjuje se s povećanjem parasimpatičkog podraživanja; promjene minutnog volumena uzrokovane živčanim podraživanjem posljedica su promjena srčane frekvencije i promjena snage srčane kontrakcije jer se oba čimbenika mijenjaju pri reagiranju na živčano podraživanje

suvišak kalijevih iona u izvanstaničnoj tekućini smanjuje membranski potencijal mirovanja srčanih mišićnih vlakana čime se smanjuje amplituda akcijskog potencijala pa srčana kontrakcija postaje sve slabija

Krivulje funkcije lijeve i desne klijetke (pas) Normalna krivulja minutnog volumena lijeve i desne klijetke u mirovanju

Učinak simpatičkog i parasimpatičkog podraživanja na krivulju srčanog minutnog volumena

Ritmična ekscitacija srca

prof. dr. sc. Reno Hrašćan

Posebni srčani sustav za stvaranje i provoñenje impulsa

sinusni čvor (sinus-atrijski ili SA-čvor) – stvara normalni ritmični impuls internodalni putovi – provode impuls od sinusnog čvora do AV-čvora atrijsko-ventrikularni čvor (AV-čvor) – usporava prijenos impulsa na prijelazu iz pretklijetke u

klijetku AV-snop – provodi impuls iz pretklijetki u klijetke Purkinjeova vlakna (lijevi i desni snop) – provode impuls u sve dijelove klijetki sampodraživanje vlakana sinusnog čvora – vlakna čvora i u mirovanju imaju umjeren broj

otvorenih kanala za natrijeve ione, pa natrijevi ioni ulaze izmeñu srčanih otkucaja u vlakna i smanjuju negativnost membranskog potencijala mirovanja; kad potencijal dosegne napon praga smanjuju negativnost membranskog potencijala mirovanja; kad potencijal dosegne napon praga podražaja od približno -40 mV, kalcijsko-natrijski kanali aktiviraju se i omogućuju ulaženje kalcijevih i natrijevih iona, pa uzrokuju nastanak akcijskog potencijala; kalcijsko-natrijski kanali zatvaraju se tijekom 100 do 150 milisekundi poslije otvaranja i otprilike u isto vrijeme otvaraju kalijski kanali čime se unutarstanični potencijal vraća na negativnu vrijednost koju ima u mirovanju, pa akcijski potencijal prestaje; kalijski kanali ostaju otvoreni sljedećih nekoliko desetinki sekunde omogućujući izlaženje viška kalijevih iona, što izaziva hiperpolarizaciju unutar vlakna; u nekoliko desetinki sekunde poslije završetka akcijskog potencijala zatvaraju se kalijski kanali; tada ulaženje natrijevih iona prevlada nad izlaženjem kalijevih iona, što izaziva smanjenje negativnosti potencijala u mirovanju dosežući razinu praga podražaja od približno -40 mV

SA-čvor i Purkinjeov sustav srca

Ritmično odašiljanje impulsa u vlaknu SA-čvora

Posebni srčani sustav za stvaranje i provoñenje impulsa

krajevi vlakana sinusnog čvora stapaju se s vlaknima atrijskog mišića, pa se akcijski potencijali šire u ta mišićna vlakna kroz cijeli atrijski mišić; brzina provoñenja srčanog impulsa veća je u prednjem, srednjem i stražnjem internodalnom putu zbog prisutnosti specijaliziranih provodnih vlakana

srčani impuls dospije u atrijsko-ventrikularni čvor približno 0,03 s poslije nastanka u sinusnom čvoru; unutar samog atrijsko-ventrikularnog čvora zaostaje oko 0,09 s prije nego što uñe u penetracijski dio AV-snopa, preko kojega impuls ulazi u klijetke; končno zadržavanje od 0,04 s nastaje u penetracijskom dijelu AV-snopa; sporo provoñenje najvećim je dijelom uzrokovano smanjenjem broja pukotinskih spojišta izmeñu uzastopnih mišićnih stanica u uzrokovano smanjenjem broja pukotinskih spojišta izmeñu uzastopnih mišićnih stanica u provodnom putu

Purkinjeova vlakna vode od atrijsko-ventrikularnog čvora kroz AV-snop u klijetke; to su debela vlakna koja prenose akcijski potencijal brzinom 1,5-4 m/s što omogućuje da se srčani impuls trenutno prenese kroz cijeli ventrikularni mišić; brzi prijenos akcijskih potencijala posljedica je velike propusnosti pukotinskih spojišta u prijelaznim pločama izmeñu susjednih srčanih stanica; Purkinjeova vlakna u klijetkama dijele se na lijevu i desnu granu snopa; svaka se grana spušta prema vršku klijetki dijeleći se u sve manje grane te se vraćaju prema bazi srca; od ulaska srčanog impulsa u grane snopa do dolaska u završna Purkinjeova vlakna proñu 0,03 s; za prijenos od endokardijalne do epikardijalne površine klijetke potrebne su još 0,03 s

AV-čvor Prijenos srčanog impulsa kroz srce

Elektrokardiogram

prof. dr. sc. Reno Hrašćan

Normalni elektrokardiogram

kad srčani impuls prolazi kroz srce, električna se struja iz srca širi u okolna tkiva, a manji dio dopire do površine tijela; te struje stvaraju električni potencijal koji se može registrirati elektrodama postavljenim na kožu s obiju strana srca; tako dobiveni zapis zove se elektrokardiogram

normalni elektrokardiogram sastoji se od P-vala, QRS-kompleksa i T-vala; QRS-kompleks sastoji se često od tri zasebna vala: Q-vala, R-vala i S-vala; P-val je uzrokovan električnim potencijalima što nastaju kad se pretklijetke depolariziraju prije njihove kontrakcije; QRS-kompleks izazivaju potencijali nastali tijekom depolarizacije klijetki prije njihove kontrakcije; P-kompleks izazivaju potencijali nastali tijekom depolarizacije klijetki prije njihove kontrakcije; P-val i komponente QRS-kompleksa jesu depolarizacijski valovi; T-val je uzrokovan potencijalima što nastaju tijekom oporavka klijetki od stanja depolarizacije; taj se proces dogaña u ventrikularnom mišiću 0,25-0,35 s nakon depolarizacije; T-val je repolarizacijski val; proces repolarizacije klijetki traje približno 0,15 s

P-val pojavi se na početku kontrakcije pretklijetki, a QRS-kompleks na početku kontrakcije klijetki; klijetke ostaju kontrahirane nekoliko milisekundi pošto završi repolarizacija, tj. pošto završi T-val; pretklijetke se repolariziraju 0,15-0,20 s poslije P-vala u trenutku kad se na elektrokardiogramu pojavi QRS-kompleks, stoga je val repolarizacije pretklijetki ili atrijski T-valprikriven QRS-kompleksom

Normalni elektrokardiogramNormalni elektrokardiogram

kad je elektrokardiogram snimljen pomoću elektroda postavljenih na obje ruke ili na jednu ruku i

na jednu nogu, napon QRS-kompleksa iznosi oko 1 mV, napon je P-vala 0,1-0,3 mV, a T-vala

0,2-0,3 mV

vrijeme od početka P-vala (početak pobuñivanja pretklijetki) do početka QRS-kompleksa

(početak pobuñivanja klijetki) zove se PQ-interval; on iznosi približno 0,16 s; taj se interval

naziva i PR-interval jer Q-val često izostane; QT-interval traje od početka Q-vala (ili R-vala

ako je Q-val izostao) do kraja T-vala; to vremensko razdoblje kontrakcije klijetki traje oko 0,35 s

srčana frekvencija je recipročna vremenu što proñe izmeñu dva uzastopna otkucaja; normalni

interval izmeñu dva uzastopna QRS-kompleksa traje približno 0,83 s, normalna je srčana

frekvencija 60/0,83 puta u minuti ili 72 otkucaja u minuti

u klijetkama struja tijekom gotovo cijeloga ciklusa depolarizacije (osim pri samom kraju) teče od

negativnog prema pozitivnom dijelu, što znači u smjeru od srčane baze prema vršku; ako se

mjerni ureñaj spoji na površinu tijela, tada će elektroda bliža bazi biti negativna, ona bliža vršku

bit će pozitivna, a mjerni će ureñaj zabilježiti pozitivan otklon

Strujni tok u prsnom košu oko djelomično depolariziranih klijetkiUobičajeni raspored elektroda

za registraciju standardnih elektrokardiografskih odvoda

Cirkulacija

prof. dr. sc. Reno Hrašćan

Opći pregled cirkulacije

funkcija je cirkulacije zadovoljavanje tkivnih potreba: prijenos hranjivih tvari do tkiva, odnošenje otpadnih proizvoda, prijenos hormona iz jednoga dijela tijela u drugi dio te održavanje prikladne okoline u svim tjelesnim tekućinama potrebne za optimalno preživljavanje i funkciju stanica

cirkulacijski sustav dijeli se na sistemsku cirkulaciju i plućnu cirkulaciju; budući da sistemska cirkulacija opskrbljuje krvlju sva tkiva u tijelu, osim pluća, često se zove veliki krvotok ili periferna cirkulacija

funkcionalni dijelovi cirkulacijskog sustava: 1. arterije – dovode krv pod visokim tlakom iz srca u tkiva; zbog toga imaju jake stijenke, a krv u njima protječe brzo; 2. arteriole – krajnji mali srca u tkiva; zbog toga imaju jake stijenke, a krv u njima protječe brzo; 2. arteriole – krajnji mali ogranci arterijskog sustava, a djeluju poput kontrolnih ventila kroz koje se krv propušta u kapilare; imaju snažnu mišićnu stijenku pomoću koje se mogu zatvoriti ili proširiti i tako, ovisno o tkivnim potrebama, promijeniti dotok krvi u kapilare; 3. kapilare – izmjena tekućine, hranjivih tvari, elektrolita, hormona i drugih tvari izmeñu krvi i meñustanične tekućine; kapilarne stijenke vrlo su tanke i sadrže sitne kapilarne pore koje su propusne za vodu i za tvari male molekularne mase; 4. venule – prikupljaju krv iz kapilara, te se spajaju u sve veće vene; 5. vene – služe za prijenos krvi iz tkiva natrag u srce; budući da je tlak u venskom sustavu nizak, venske su stijenke tanke, no s dovoljno mišića koji omogućuju njihovo stezanje i širenje; vene djeluju kao glavni spremnik krvi, čiji se volumen može nadzirati ovisno o potrebama organizma

Opći pregled cirkulacije

srce izbacuje krv na mahove, pa arterijski tlak koleba izmeñu sistoličke razine od 16 kPa i

dijastoličke razine od 10,5 kPa; srednji je tlak u aorti oko 13 kPa; tlak u sistemskim kapilarama

koleba izmeñu 4,7 kPa na arterijskom kraju i 1,3 kPa na venskom kraju; prosječni kapilarni tlak

iznosi 2,3 kPa, to je dovoljno nizak tlak da vrlo malo plazme istječe iz propusnih kapilara, a iznosi 2,3 kPa, to je dovoljno nizak tlak da vrlo malo plazme istječe iz propusnih kapilara, a

hranjive tvari mogu lako difundirati do stanica

u plućnim arterijama sistolički je tlak oko 3,3 kPa, dijastolički 1,1 kPa, a srednji tlak 2,1 kPa;

niski tlakovi u skladu su s plućnim zahtjevima: izlaganje plućne kapilarne krvi kisiku u plućnim

alveolama, a udaljenost koju krv mora prijeći prije povratka u srce je malena

Raspodjela krvi u različitim dijelovima cirkulacijskog sustava

Normalni krvni tlakovi u različitim dijelovima cirkulacijskog sustava

Predavanje je prireñeno prema izvorniku:Arthur C. Guyton, John E. Hall:Medicinska fiziologija deseto izdanjedeseto izdanjeUrednici hrvatskog izdanja: Sunčana Kukolja Taradi, Igor AndreisMedicinska naklada Zagreb, 2003.