Введение
Сжимаемость миокарда представляет собой врожденную способность сердечной мышцы (сердечной мышцы или миокарда) сокращаться. Это максимально достижимая величина силы сокращения данного сердца. Способность производить изменения в силе во время сокращения обусловлена постепенной степенью связывания между различными типами тканей, то есть между нитями миозина (толстой) и актина (тонкой) ткани. Степень связывания зависит от концентрации ионов кальция в клетке. В неповрежденном сердце in vivo действие/ответ симпатической нервной системы обусловлено точно приуроченными выделениями катехоламинов, что является процессом, определяющим концентрацию ионов кальция в цитозоле клеток сердечной мышцы. Факторы, вызывающие увеличение сокращаемости, работают, вызывая увеличение внутриклеточных ионов кальция (Ca ++) во время сокращения.
Механизмы изменения сокращаемости
Увеличение сокращаемости происходит в основном за счет увеличения притока кальция или поддержания более высоких уровней кальция в цитозоле сердечных миоцитов во время потенциала действия. Это происходит с помощью ряда механизмов: симпатическая активация. Повышенные циркулирующие уровни катехоламинов (которые могут связываться с β-адренергической активацией), а также стимуляция сочувствующими нервами (которые могут высвобождать норепинеферин, который связывается с β1-адренорецепторами на миоцитах) заставляет Gs-субъединение рецептора активировать аденилатциклазу, что приводит к увеличению cAMP, который оказывает ряд эффектов, включая фосфорилирующий фосфоламбан (через протеинкиназу А). Фосфорилирующий фосфоламбан. Когда фосфоламбан не фосфорилируется, он ингибирует кальциевые насосы, которые перекачивают кальций обратно в саркоплазматическую сетку. Когда он фосфорилируется ПКА, уровень кальция, хранящегося в саркоплазматической сетчатке, увеличивается, что позволяет высвобождать больше кальция при следующем сокращении. Однако повышенная скорость секвестрации кальция также приводит к увеличению лузитропии. Ощущение тропонина С на влияние кальция. Фосфорилирующие кальциевые каналы типа L. Это повысит их проницаемость к кальцию, позволяя большему количеству кальция в клетках миоцитов, увеличивая сокращаемость. Резкое увеличение послезагрузки может вызвать небольшое увеличение инотропии (эффект Anrep) с помощью механизма, который не полностью изучен. Увеличение частоты сердечных сокращений также стимулирует инотропию (эффект Боудича; треппе; частота зависит от инотропии). Это, вероятно, связано с неспособностью Na+/K+ АТФазы идти в ногу с притоком натрия при более высокой частоте потенциалов действия при повышенных частотах сердечных сокращений. Препараты, такие как цифра, могут действовать как положительный инотропный агент, ингибируя насос Na + / K +. Для выкачивания саркоплазматического кальция через антипортер Na+/Ca++ необходим высокий градиент концентрации Na+. Ингибирование Na+/K+ вызывает накопление дополнительного натрия внутри клетки. Накопление концентрации Na+ внутри клетки приведет к незначительному уменьшению градиента от внутренней части клетки к внешней части клетки. Это затрудняет вывод кальция из клетки через антипортер Na+/ Ca++. Увеличить количество кальция в саркоплазме. Больше кальция, доступного для использования Troponin, увеличит развитую силу. Снижение сокращаемости происходит в основном путем снижения притока кальция или поддержания более низких уровней кальция в цитозоле сердечных миоцитов во время потенциала действия. Это происходит с помощью ряда механизмов: парасимпатическая активация. Если в сердце наблюдается аноксия, гиперкапния (повышенное содержание CO2) или ацидоз, клетки сердца вступают в состояние дисфункции и не работают должным образом. Если не удастся сформировать правильные перекрестные мосты саркомера, сердце станет менее эффективным (в результате чего возникнет недостаточность миокарда). Потеря части миокарда. Сердечный приступ может привести к тому, что часть стенки желудочка отмирает, эта часть не может сокращаться, и во время систолы развивается меньшая сила.
Sympathetic activation. Increased circulating levels of catecholamines (which can bind to β Adrenergic activation) as well as stimulation by sympathetic nerves (which can release norepinepherine that binds to β1 adrenoceptors on myocytes) causes the Gs subunit of the receptor to render adenylate cyclase activated, resulting in increase of cAMP which has a number of effects including phosphorylating phospholamban (via Protein kinase A). Phosphorylating phospholamban. When phospholamban is not phosphorylated, it inhibits the calcium pumps that pump calcium back into the sarcoplasmic reticulum. When it's phosphorylated by PKA, levels of calcium stored in the sarcoplasmic reticulum are increased, allowing a higher rate of calcium being released at the next contraction. However, the increased rate of calcium sequestration also leads to an increase in lusitropy. Sensitizing troponin C to the effects of calcium. Phosphorylating L type calcium channels. This will increase their permeability to calcium, allowing more calcium into the myocyte cells, increasing contractility. An abrupt increase in afterload can cause a small increase in inotropy (Anrep effect) by a mechanism that is not fully understood. An increase in heart rate also stimulates inotropy (Bowditch effect; treppe; frequency dependent inotropy). This is probably due to the inability of Na+/K+ ATPase to keep up with the sodium influx at the higher frequency of action potentials at elevated heart rates
Drugs. Drugs like digitalis can act as a positive inotropic agent by inhibiting the Na+/K+ pump. High Na+ concentration gradient is necessary to pump out sarcoplasmic calcium via the Na+/Ca++ antiporter. Inhibition of the Na+/K+ causes extra sodium to accumulate inside the cell. The buildup the Na+ concentration inside the cell will cause the gradient from inside the cell to the outside of the cell to decrease slightly. This action will make it more difficult for calcium to leave the cell via the Na+/Ca++ antiporter. Increase the amount of calcium in the sarcoplasm. More calcium available for Troponin to use will increase the force developed. Decreasing contractility is done primarily by decreasing the influx of calcium or maintaining lower calcium levels in the cytosol of cardiac myocytes during an action potential. This is done by a number of mechanisms:
Parasympathetic activation. If the heart is experiencing anoxia, hypercapnia (increased CO2) or acidosis, the heart cells will enter a state of dysfunction and not work properly. Correct sarcomere crossbridges will not form the heart becomes less efficient (leading to myocardial failure). Loss of parts of the myocardium. Heart attack can cause a section of the ventricular wall dies off, that portion cannot contract and there is less force developed during systole.
Инотропия
Измеряемое относительное увеличение сокращаемости является свойством миокарда, аналогичным термину "инотропия". Контрактильность может быть иатрогенно изменена при введении инотропных агентов. Лекарства, которые положительно воспроизводят эффекты катехоламинов, такие как норэпинефрин и эпинефрин, которые усиливают сокращаемость, считаются имеющими положительное инотропическое действие. Древнее травяное лекарство цифра, по-видимому, имеет как инотропные, так и хронотропные свойства, которые были записаны энциклопедически на протяжении веков, и это остается выгодным сегодня.