1-3
4
1-3
4
hjärtfysiologin (Dick Delbro Vt -01)
ledningsmuskulatur. Begreppen inotropi och chronotropi.
Myocardiet utgörs av tvärstrimmig muskulatur. > 90% av denna vävnad är
arbetsmuskulatur med hög förmåga till kraftutveckling - inotropi. Resterande vävnad är
omvandlad tvärstrimmig muskulatur: Nodal vävnad (pace-maker muskulatur) med hög förmåga
till spontan elektrisk urladdning (chronotropi), samt ledningsmuskulatur som har hög förmåga
att fortleda elektrisk aktivitet. Observera, att hela myocardiet har potentiell förmåga att
någonstans starta pace-maker aktivitet; även om sinusknutan utgör den naturliga pace-makern
(och på det sättet 'trycker ned' övriga latenta pace-makers, så kan patologiska omständigheter
uppstå (syrebrist, toxiner, elektrolytrubbningar) som gynnar uppkomsten av ett s.k. ektopiskt
focus. Ett sådant kan generera impulser som stör den normala hjärtrytmen.
uppbyggnad som 2 syncytier: förmaks- och kammarsyncytiet; intercalated disc
med gap junctions.
kammare) som via lungkretsloppet fyller vänsterpumpen (vänster förmak + kammare), som
sedan förser systemkretsloppet med syresatt blod. Samtidigt kan man betrakta hjärtat som två
elektriskt och mekaniskt åtskilda syncytier (med detta begrepp menar man som om alla cellerna
arbetade tillsammans som en enda enhet): Förmakssyncytiet (höger och vänster förmak) samt
kammarsyncytiet (höger och vänster kammare). Förmakssyncytiet aktiveras först, från impulser
från sinusknutan, vilka sprids så snabbt över förmaksvävnaden att man kan sägga att denna
kontraheras samtidigt. Impulsen fördröjs i AV-noden tillräckligt länge för att
förmakskontraktionen skall starta för att bidra till kammarfyllnaden, innan
kammarkontraktionen (kammarsystole) startar. Impulsen går sedan vidare och depolariserar
kamrarna så snabbt att desssa kontraheras som en enhet. Förutsättningen för existensen av
sådana funktionella syncytier är att hjärtmuskelcellerna är försedda med låg-
resistansförbindelser: Intercalated disc, som innehåller gap junctions.
makercell: vilomembranpotential, snabba Na+ kanaler, långsamma Ca2+ Na+-
kanaler, K+ kanaler, platåfas i arbetsmuskulatur, pace-makerpotential i pace-
makermuskulatur
makercellen instabil och förskjuts spontant (cellen depolariseras spontant) till ett tröskelvärde,
då aktionspotentialen utlöses. I arbetsmuskelcellen beror den snabba fasen av aktionspotentialen
på öppnandet av 'snabba' Na+ kanaler, känsliga för tetrodotoxin, TTX). När dessa inaktiveras
upprätthålls en platå dels av inflöde av Na+ och Ca2+ genom 'långsamma' kanaler, dels av ett
minskat K+ utflöde. När de långsamma kanalerna inaktiveras ökar K+ permeabiliteten vilket
repolariserar cellen. Observera den långa absoluta refraktärperioden i arbetsmuskelcellen i
kamrarna (= hela durationen av aktionspotentialen).
depolarisationen, utgör 'hemligheten' bakom egenskapen chronotropi. Det finns flera
förklaringar till denna spontana depolarisation; enligt Guyton beror den på läckage av Na+ in i
cellen, vilket leder till en depolarisation till ett tröskelvärde då de långsamma kanalerna (se ovan)
öppnas, ledande till aktionspotentialen. Denna termineras snabbt genom att K+ permeabiliteten
ökar, ledande till inte bara repolarisation, utan hyperpolarisation.
retledning, positiva och negativa chronotropa effekter.
noradrenalin (beta-1 receptorer) att pace-makerpotentialen 'går snabbare' - d.v.s. en ökad
lutning. Detta leder till att tröskelvärdet uppnås snabbare, vilket ger en högre
urladdningsfrekvens och därför en högre hjärtfrekvens (takycardi). Detta kallas positiv
chronotrop effekt. Orsaken till detta är inte enkelt förklarad, men beror på påverkan av flera
joners permeabilitet. Sympaticus kan också snabba på impulsledningen i retledningssystemet.
inte riktigt, riktigt sant, men det är vad humanfysiologer brukar säga, och därför säger vi att
detta gäller...). Effekten på sinusknutan av frisatt acetylkolin (via muskarinreceptorer av typ
M2) är dubbel: Dels åstadkoms en hyperpolarisering vilket i sig gör att det tar längre tid att nå
tröskelvärdet, dels får pace-makerpotentialen en lägre lutning som också gör att det tar längre tid
att nå tröskeln. Vagus utövar således en negativ chronotrop effekt på hjärtat, vilket innebär lägre
urladdningsfrekvens och därför lägre hjärtfrekvens (bradycardi). Orsaken till detta är möjligen
att acetylkolin ökar K+ permeabiliteten. OBSERVERA, att vagusnerven dessutom utövar en
ytterst viktig effekt på A-V noden, nämligen att sänka ledningsförmågan - överledningen från
förmak till kammare. Detta kan gå så långt som till ett totalt A-V block (som i och för sig
'botas' mycket enkelt genom atropininjektion).
genomgång av tryckutvecklingen i vänsterkammaren och aorta, samt
volymsförändringarna i vänsterkammaren, kopplat till EKG och FKG.
avsnitt. Bilden anger tryckförhållanden i vänster förmak och kammare, samt
vänsterkammarvolym under en hjärtcykel. Till detta är lagt avledning av den 'samlade elektriska
aktiviteten' i hjärtat, d.v.s. EKG, samt uppfångande av hjärtljud med hjälp av en mikrofon på
bröstkorgen, d.v.s. FKG. Vi skall nu gå igenom vad som händer de olika 'variablerna' från
ögonblick till ögonblick, under en hjärtcykel.
fyllnadsfasen av hjärtat. En elektrisk impuls sätts upp i sinusknutan som sprider sig över
förmaken (P-vågen i EKG). Denna leder till kontraktion av vänster förmak, som avspeglas av
en liten tryckhöjning i förmaket. Vänsterkammaren har hittills under diastole fyllts med blod
från lungvenerna passivt, d.v.s. blodet har runnit 'rätt igenom' vänster förmak ner i vänster
kammare. Detta har medfört en viss fyllnad av vänster förmak, så att den kontraktion som nu
kommer i förmaket, leder till attden blodmängden som finns 'lagrad' i förmaket kläms ut i
kammaren. Detta ser vi som en liten tryckökning även i vänster kammare, och en liten extra
volymsökning i vänster kammare. Vi har nu nått slutet av diastole, och har alltså en slutlig
fyllnad av vänster kammare med volym om ca. 130 ml = den end-diastoliska volymen = EDV.
Denna EDV utgör 'preload' - den för-sträckning av kammarmuskulaturen som är en viktig
komponent i att bestämma kammarens kontraktionskraft (Frank-Starlings hjärtlag), eftersom
graden av utsträckning anger graden av interaktion mellan aktin och myosinfilamenten.
Den elektriska impulsen har nu tagit sig ner till kamrarna och depolariserar dessa (QRS
komplexet), ledande till aktivering, och kontraktion av kammarmuskulaturen. Vi ser detta i
vänster kammare som en mycket snabb tryckökning som omedelbart leder till att mitralisklaffen
stängs - detta sker passivt, alltså enbart till följd av att trycket i vänster kammare blir högre än i
vänster förmak, och man ser en liten tryckvåg i vänster förmak tillföljd av att klaffen slår igen.
Klaffstängningen (tillsammans med att tricuspidalisklaffen på höger sida samtidigt stängs) ger
upphov till första -tonen när man lyssnar på hjärtljuden. Nu kontraherar sig vänsterkammar-
kammare, men ingen volymsförändring av kammaren (det kan se ut på bilden som om det
faktiskt blir en lätt sänkning av volymen, men det är inte korrekt) - denna korta fas kallas den
iso-volumetriska kontraktionsfasen.
öppnar aortaklaffen. Då kastas blod
ut i aorta från vänster kammare - detta kallas ejektionsfasen, och vi ser en snabb minskning av
vänsterkammarvolymen från 130 till 50 ml. Denna volymsminskning minskar också 'bak-
trycket' mot vänster förmak, och vi ser en liten tryckminskning i förmaket. Emellertid kommer
förmaket att fyllas med blod från lungvenerna och vi ser att trycket ökar sedan successivt i
vänster förmak under ejektionsfasen.
Trycket i vänster kammare fortsätter att stiga under ejektionsfasen - temporärt - och vi ser en
samtidig temporär stegring av aortatrycket som är lika stor. Vi ser sedan att
kammarmuskulaturen repolariseras elektriskt (T-vågen i EKG). Detta betyder att
muskelkontraktionen är avslutad och nu vidtar relaxationsfasen. Nu faller trycket i vänster
kammare till följd av relaxationen, och trycket faller samtidigt i aorta på grund av att inte blod
längre kastas ut. När trycket i vänster kammare understiger trycket i aorta kommer aorta-klaffen
att slå igen - detta (ihop med att pulmonalisklaffen slår igen) ger upphov till hjärtats andra-ton.
Detta markerar också att kammarsystole är avslutad. Man kan säga, att systole varar mellan
första och andra tonen. Den volym som vänster kammare nu har kallas den end-systoliska
volymen, ESV, och det är lätt att förstå att slagvolymen, SV, = EDV-ESV.
Först relaxerar kammarväggen under en period då både mitralis- och aortaklaffarna är stängda.
Detta ger upphov till en trycksänkning i kammaren men ingen volymsförändring. Detta kallas
den iso-volumetriska relaxationsfasen, och den avslutas med att trycket i vänsterkammaren blir
så lågt att trycket i vänster förmak överstiger detta. Då öppnas mitralisklaffen, och fyllnaden av
vänsterkammaren startar. Först går detta snabbt, men mattas sedan av; denna senare del av
kammarfyllnaden ger ibland upphov till turbulens och en s.k. tredje-ton. Vi har nu kommit fram
till den fas av diastole där impulsen sätts upp på nytt i sinusknutan.
där systole är ca. 0,3 och diastole 0,5 s. Observera, att vid stigande hjärtfrekvens kommer
systoletiden att bibehållas i betydligt högre grad än diastoletiden. Detta betyder att tiden för
fyllnad minskar vid ökande hjärtfrekvens, och detta når slutligen en 'smärtgräns' när fyllnaden
blir otillräcklig, och hjärtat hotar att pumpa tomt.
(inotropi): 1. Egen inneboende förmåga att reglera sin kontraktionskraft utifrån
förändringar i venöst återflöde = EDV = preload (Frank-Starlingmekanismen) -
geometrisk förklaring;
2. Effekten av sympaticus (noradrenerga fibrer till hela myocardiet, samt
cirkulerande katekolaminer från binjuremärgen, fr. a. adrenalin), via reglering
av intracellulära kalciumnivåer.
nämligen graden av utsträckning av aktin-myosinfilamenten (högre utsträckning ger fler
kontakter mellan aktin och myosin och starkare kontraktion; Frank- Starlingmekanismen) vilket
bestäms avpreload, som i sin tur väsentligen bestäms av venösa återflödet, samt av hjärtats
kontraktilitet (grad av inotropi), vilket bestäms av intracellulär Ca2+ koncentration.
Kontraktiliteten regleras framför allt via sympaticus (noradrenerga nerver samt cirkulerande
katekolaminer från binjuremärgen, fr. a. adrenalin), som via beta 1 receptorer reglerar Ca2+
nivåerna. Det är alltså så, att vid en och samma preload kommer sympaticus stimulering att
medföra ökad kontraktionskraft.
![[made with GoClick]](imgs/goclick.gif)