Spřažení excitace a kontrakce v srdečním svalu
Princip mechanismu[upravit | editovat zdroj]
Mechanismus spřažení excitace a kontrakce zajišťuje spojení elektrické a mechanické činnosti srdce. Elektrické děje v myokardu představují pravidelnou rytmickou tvorbu vzruchů a jejich rozvedení po myokardu. Vzruch je pouze pokynem k mechanické práci srdce (ke kontrakci). Hlavní úlohu zde hrají ionty Ca2+, které zajišťují převod vzruchu ke strukturám provádějícím kontrakci. Vlna depolarizace se rychle šíří po sarkolemě buněk pracovního myokardu a cestou T-tubulů se dostává do nitra buňky (T-tubuly jsou výběžky sarkolemy dovnitř buňky, v nichž je extracelulární prostor). Během fáze plató se otevírají Ca-kanály typu L a ionty Ca2+ začínají proudit do buňky ve směru koncentračního gradientu. Následně dochází ke vzestupu jejich koncentrace v cytosolu, což způsobí otevření Ca-kanálů v sarkoplazmatickém retikulu a cytosolová koncentrace Ca2+ vzroste asi stokrát. Tímto nastává svalová kontrakce.
Struktura kontraktilního aparátu[upravit | editovat zdroj]
Kontraktilní aparát se skládá z aktinových filament a molekul myosinu.
Aktinová filamenta[upravit | editovat zdroj]
- 1 mm dlouhá, 5 – 7 nm široká;
- tvořená 2 vzájemně obtočenými řetězci (jako dvě šňůry perel);
- v pravidelných intervalech (40nm) jsou mezi aktinovými řetězci uloženy sférické molekuly troponinu spojené s vláknitým tropomyosinem, který leží mezi oběma řetězci aktinu.
Molekula myosinu[upravit | editovat zdroj]
- má tvar tenké tyčinky s kulovitým rozšířením na jednom konci;
- jedno myosinové vlákno obsahuje několik set molekul myosinu (tvar tyčky s hlavičkou);
- vlákno má tvar závitnice, periodicky se objevující rozšíření vyčnívající proti aktinovým vláknům.
Koloběh kalcia během srdeční akce[upravit | editovat zdroj]
- Za normálního stavu zabraňují tropomyosinová vlákna vazbě aktinu a myosinu (nízká hladina Ca2+).
- Jakmile stoupne koncentrace Ca2+ v cytosolu, začnou se ionty vápníku vázat na troponin.
- Změna konformace komplexu troponin-tropomyosin vede k odblokování aktivních míst na molekule aktinu pro vytvoření vazby aktinu s hlavicí myosinu.
- Po navázání dojde k aktivaci ATPázové aktivity myosinové hlavice a k následnému ohnutí myosinové hlavice
- Posunou se aktinová vlákna a dochází ke svalové kontrakci.
- Při tomto ději se štěpí ATP.
- Od začátku depolarizace až do zahájení stahu uplyne 60 ms.
- Na konci fáze plató ustane proud Ca2+ do buňky a Ca-kanály v sarkoplazmatickém retikulu se uzavřou.
- Ca2+-ATPázová pumpa začne přečerpávat Ca z cytosolu zpět do sarkoplazmatického retikula a dojde k rychlému poklesu cytosolové koncentrace Ca.
- Následuje uvolnění Ca z vazby na troponin, který znovu zablokuje aktivní místa - dochází ke svalové relaxaci.
- Část Ca2+ je z buňky odstraněno aktivitou sarkolemového Ca2+ - Na+ antiportu
- Čerpání Ca pomocí ATPázové pumpy vyžaduje energii ve formě ATP.
- Pokud se ionty Ca nedostanou k myofibrilám, myokad je trvale relaxován.
- Buňky myokardu obsahují nejméně 4 typy Ca kanálů – klinicky nejvýznamnější jsou kanály typu L (jsou dobře ovlivnitelné řadou blokátorů).
Typy Ca kanálů[upravit | editovat zdroj]
- Typ L - umístěn na sarkolemě, zodpovídá za vedení vzruchu v AV uzlu, depolarizaci pacemakerových buněk, spřažení excitace a kontrakce
- Typ T - umístěn rovněž na sarkolemě, hraje hlavní roli ve spontánní diastolické depolarizaci
- Kanál řízený ryanodinovým receptorem - v sarkoplazmatickém retikulu, hlavní úloha při uvolnění Ca ze SR
- Kanál řízený IP3 receptorem - v sarkoplazmatickém retikulu, moduluje uvolňování Ca ze SR
Odkazy[upravit | editovat zdroj]
Související články[upravit | editovat zdroj]
Použitá literatura[upravit | editovat zdroj]
- KITTNAR, Otomar. Lékařská fyziologie. 1. vydání. Praha : Galén, 2011. s. 790. ISBN 978-80-247-3068-4.