פיזיולוגיה של הלב

Question 1

שני סוגים של תאי שריר

Answer 1

• contractile cell- 99%
• autorythmic cell%
  לא מתכווצים

Question 2

קוצבי הלב

Answer 2

• the sinoatrial node- הקוצב הראשי. בקיר החדר העילון הימני ליד הפתח של הוריד הנבוב העליון
• the artioventricular node- קוצב משני. בסיס החדר הימני מעל הצומת של העליה והחדר
• bundle of his- מוצאה מה
  AV
  לספטום ומתחלק למקבץ ימני ושמאלי
• purkinje fibers- סיים קטנים ומסועפים מהיס, לשריר עצמו בדפנות החדרים

Question 3

מהירות קוצבי הלב

Answer 3

• the sinoatrial node- 60-100
• the artioventricular node- 40-60
• bundle of his- 20-40
• purkinje fibers- 20-40

Question 4

מהירות ההולכה

Answer 4

• the sinoatrial node- 3 מטר לשנייה
• the artioventricular node-0.05 מטר לשניה
• bundle of his- 3 מטר לשנייה
• purkinje fibers- 4 מטר לשנייה

Question 5

במרגע שפוטנציאל הפעולה החל

הוא מתפשט לכל הלב. בשביל תפקוד בבי יעיל התפשטות העירור צריכה להיות על פי שלושה שלביםL

Answer 5

1. עירור העליות וכיווצן צריך להסתיים לפני כיווץ החדרים
2. עירור סיבי השריר של הלב צריך להיות מתואם על מנת להבטיח שכל חדר יתווץ כיחידה אחת
3. זוג העליות וזוג החדרים צריכים לתפקד בתיאום, כך שכל זוג יתכווץ סימולטנית

Question 6

1. עירור העליות וכיווצן צריך להסתיים לפני כיווץ החדרים

Answer 6

עם החדרים יתכווצו לפני שהעליות יתכווצו, המסמי יסגרו לפני שכמות הדם המוחלטת תעבור בין העליות לחדרים

מילוי מוחלט של החדרים דורש שהעליות יתכווצו לפני החדרים.

במהלך הרפיית הלב, מסתמי ה
AV
נפתחים, כך שדם ורידי שנכנס לעליות ימשיך לזרום באופן ישיר לחדרים.

כמעט 80 אחוז ממילוי החדרים קורה בדרך הזו, לפני הכיווץ של העליה.

כאשר העליה מתכווצת, עוד דם נדחף לחדרים על מנת להשלים את המילוי.

לאחר מכן כיווץ החדרים גורם לפימפום הדם מהלב לעורקים.

אם החדרים והעילות היו מתכווצים יחד, מסתמי הAV היו נסגרים מיד בגלל שהלחץ בחדרים היה גובר על הלחץ בעליות.

לחדרים יש קירות עבים יותר, ולכן יכולים לגרום ללחץ גבוה יותר.

כיווץ העליה היה לא יעיל כי הדם לא היה יכול לזרום דרך המסתמים הסגורים.

לכן- על מנת להבטיח מילוי שלם של החדרים, העליות חייבות להתכווץ לפני כיווץ החדרים.

Question 7

עירור של סיבי שריר לב צריך להיות מתואם על מנת להבטיח שכל חדר יתכווץ כיחידה אחד על מנת להזרים דם בצורה יעילה.

Answer 7

אם סיבי השריר בחדרי הלב, יעברו עירור ויתכווצו בצורה רנדומלית מאשר סימולטנית ובצורה מתואמת, הם לא יהיו מסוגלים להזרים דם.

Question 8

זוג העליות וזוג החדרים צריכים לתפקד בתיאום, כך שכל זוג יתכווץ סימולטנית.

Answer 8

התיאום הזה מאפשר שאיבת דם מסונכרנת.

Question 9

עירור העליות

Answer 9

פוטנציאל פעולה מתחיל ב
SA
תחיל מתפשט לכל עלייה:

• על ידי מסלול שמחבר הבין הילות לכיווץ סימולטני דרך
  gap junction
• מסלול בין
  SA ל
  AV:
  זאת נקודת המגע החמלית היחידה בין העליות לחדרים. מסלול זה מבטיח כיווץ של חדרים רק לאחר לאחר כיווץ העליות

Question 10

הולכה בין העליות לחדרים

Answer 10

פוטנציאל פעולה מועבר דרך
AV
יחסית לאט. איטיות זו היא על מנת לאפשר זמן מילוי מוחלט לחדרים.

*

Question 11

av nodal delay

Answer 11

הדחף העצבי מעוכב בערך מאה מילי שניות על מנת לאפשר לעליות לעבור דיפולריזציה מלאה ולהתכווץ

Question 12

עירור החדרים

Answer 12

• אחרי ההשייה, הדחף עובר במהירות במורד המקבצים לאורף המיוקראד דרך סיבי פורינג’ה
• רשת הסיבים במערכת כיווץ החדרים מתמחה בהולכה מהירה ופיזור מתואם
• היא לא מסתיימת על כל תא ותא, הדחף מפשט במהירות מתא ועובר לשאר התאים המתכווצים על ידי
  gap junction
• אם התהליך כולו היה תלוי בהתפשטות הדחף מתא לתא דרך gap junction בלבד, הרקמות של החדרים שנמצאים מיד ליד הAV היו מעוררים ומתכווצים לפני שהדחף בכלל היה עובר לאפקס של הלב. מה שלא היה מאפשר פימפום יעיל.
• הולכה מהירה של פוטנציאל פעולה במורד המקבץ של היס והענפים שלו, מתפזר לאורך רשת סיבי הפורקינג’ה ומוביל לכמעט אקטיבציה סימולטנית של תאי השריר של החדרים בשני החדרים, מה שמבטיח כיווץ מתואם, חלק ובודד שיכול להזרים דם באופן יעיל באותו הזמן

Question 13

מה ההבדל בין התאים המתכווצים לתאים הקוצבים?

Answer 13

לתאים המתכווצים יש פוטנציאל מנוחה בדומה לשרירי שלד

Question 14

הפעילות החשמלית של הלב

סוג הסינפסה

Answer 14

הפעילות החשמלית בלב היא פעילות עצמונית (ללא קשר למערכת העצבים), פוטנציאלי הפעולה נוצרים בתאי הקוצב. הפוטנציאל מתפשט לכל שריר הלב במעבר מהיר דרך ה-
Gap Junction,
וגורם לדפולריזציה ופתיחת תעלות נתרן, ללא תיווך של נוירוטרנסמיטור ורצפטור.

Question 15

אינטראקציות מורכבות של כמה מנגנוניים יונים שונים אחראיים לפוטנציאל קוצב הלב.

שינויי תנועת היונים החשובים לפוטנציאל זה:

Answer 15

• זרם מוגבר של נתרן תוך התא.
• הפחתת הזרם של האשלגן אל מחוץ לתא.
• הגברת הזרם של סידן לתוך התא.

Question 16

membrane clocke mechanism

pacemaker potential

Answer 16

• בסוף הריפולריזציה הקודם, נפתחות תעלות נתרן מיוחדות שנפתחות כאשר הן מרגישות שהפוטנציאל נהי יותר חיובי. החדירות לנתרן עולה, נתרן נכנס ומעלה את החיוביות.
• במקביל, החדירות לאלגן לא נשארת קבועה- וזאת בניגוד לפוטנציאל פעולה של שריר שלד או עצב. ובפוטנציאל שלילי הן מתחילות להסגר. כלומר, פחות מטען חיובי יוצא החוצה
• בחצי השני תעלות הנתרן המיוחדות נסגרות ונפתחות תעלות סידן זמניות. שטף קצר של סידן מביא את הפוטנציאל לסף

Question 17

calcium clock mechanism

Answer 17

• פועל במקביל ובאופן עצמאי כאמצעי עודף לדיפולריזציה עצמית.
• שעון זה תלוי במיחזור של סידן בתוך תאי קוצב הלב.
• שחרור ספונטני, מחזורי ומקומי של סידן מהרשת הסרקופלסמית
  מגבירה את ריכוז הסידן בציטוזול.
• בכל פעם שריכוז הסידן הציטוזולי גדל, משאבות נתרן סידן (נשאים מסוג
  antiport)
  , מוציאות יון סידן החוצה על כל שלושה יוני נתרן פנימה.
• ההחלפה הזו מביאה לתנועה נטו פנימה של מטען חיובי, תהליך שבאופן הדרגתי גורם לדיפולריזציה של התאים האותוריתמיים לכיוון פוטנציאל הסף.

Question 18

שלב פוטנציאל הפעולה-

rising phase

Answer 18

נפתחות לעות תלוות זרם לסידן- L

ונסגרות התעלות הזמניות של הסידן- T

התוצאה שטף של סידן

Question 19

fallinf phase

Answer 19

• נסגרות תעלות הסידן מסוג
  T
• נפתחות תעלות האשלגן
• כתוצאה מכך, שטף של אשלגן יוצא מהתא- ומוריד את הפוטנציאל לערכים השליליים

Question 20

איך מתמלא המאגר התוך תאי של סידן?

Answer 20

הזרימה פנימה של סידן במהלך שלב הנסיקה, משולב עם הספיגה חזרה של הסידן, ממלא מחדש את מאגר הסידן התוך תאי.

Question 21

בסיום התהליך

Answer 21

משאבות נתרן אשלגן מחזירות את הנתרן לנוזל החוץ תאי. ובאופן סימולטני מחזירות פנימה אשלגן שיצא במהלך שלב הירידה.

Question 22

פוטנציאל פעולה של התאים המתכווצים

Question 23

שלב פוטנציאל המנוחה

Answer 23

• בעלי פוטנציאל מנוח של מינוס 90 מיליוולט, עד אשר עוברים עירור על ידי קוצבי הלב
• בפוטנציאל מנוחה החדירות לאשלגן גבוהה יותר בגלל תעלות הדלף. תנועה זו שומרת על פוטנציאל המנוחה של הממברנה קרובה לפוטנציאל שיווי המשקל של האלשגן

Question 24

מפוטנציאל הסף

Answer 24

• ברגע שהממברנה של התאים עוברת דיפולריזציה עד לפוטנציאל סף, מתחילה ששרת של שינויים בחדירויות
  
  • פתיחת תעלות תלויות מתח לנתרן וכניסה מהירה של נתרן עד לערכים של 20-30 מיליוולט
  • כמו בפוטנציאל פעולה- התעלות העוברות למצב אקטיבציה
  • בפוטנציל השיא חדירות הנתרן ורדת לערכים הנמוכים בזמן המנוחה

Question 25

בפוטנציאל השיא

Answer 25

• שער האינאקטיבציה נסגר. תעלות הנתרן עוברות למצב לא פעיל
• תעלות אשלגן תלויות מתח זמניות נפתחות באופן זמני וכתוצאה מכך יש שטף קטן ומהיר של אלשגן. ריפולריזציה קטן ומהיר

Question 26

plateau phase

Answer 26

• אחרי הדיפולריזציה הקטנה-
• פוטנציאל הממברנה נשאר קרוב לפוטנציאל השיא שלו לכמה מאות של מילי שניות, בשונה מפוטנציאל שיא של שריר שלד שהוא קצר משמעותית

Question 27

הסיבות לפלטו

Answer 27

• פתיחת תעלות
  L
  לסידן- גורמת לדיפולריזציה איטית פנימה של סידן ומאריך את החיוביות שבתו התא
• ירידה בחדירות האשלגן- גם תעלות הדלף וגם תעלות תלויות המתח הזמניות

1. תעלות הסידן והאשלגן פתוחות (שני יונים חיוביים הזורמים בכיוונים מנוגדים), ולכן הן מאזנות זו את זו במעבר היונים, והמתח בממברנה נותר סטטי לכמה רגעים.

Question 28

falling phase

Answer 28

• אינאקטיבציה של תעלות סידן ושפעול תעלות תלויות מתח לאשלגן- התעלות הרגילות המוכרות
• עד לפוטנציאל מנוחה- שם תעלות תלויות המתח נסגרות ותעלות הדלף שוב נתפחות

Question 29

כניסת הסידן

Answer 29

• כניסת הסידן מהנוזל החוץ תאי גורמת לשחרור מוגבר של סידן מה
  SR
• בתאי הכיווץ, תעלות ה
  L
  נמצאות בעיקר ב
  T tubule
• שלא כמו בשריר שלד, סידן מפעפע לתוך הציטוזול מהנוזל החוץ תאי דרך ה
  T tubule , המצוותת להסרה האיטית של הסידן
  במהלך פוטנציאל הפעולה
• כניסת הסידן מעוררת רצפטורים לסידן בשקים הלטרלים של הSR
• סידן גורם להתפרצות של סידן- כניסת הסידן המוגברת מגבירה את מאגר הסידן הציטוזולי בכמות מספיקה על מנת להפעיל את הכיווץ
• תשעים אחוז מהסידן שהשריר צריך בשביל הכיווץ מגיע מהשקים הלטרלים. אספקה זו המצוותת להסרה איטית של הסידן, אחראית לכיווץ ארוך פי שלוש מזה של שריר השלד
• כמו בשריר השלד, תפקיד הסידן הוא להזיז את הטרופומיוזין מהאקטין כדי לאפשר גשי רוחב
• לעומת שריר השלד, כמות גשרי הרוחב תלויה בכמות הסידן הציטוזולי

שריר הלב חייב סידן כדי להתכווץ. יש לו שני מקורות סידן -

• סידן הנכנס מהנוזל החוץ תאי - (לא קיים בשרירי השלד) תפקידו להכניס יותר סידן אל הלב מאשר כמות הסידן שמשתחררת בשריר שלד. הוא נכנס דרך התעלות הטרנסורסליות
• סידן מה-
  SR - Calcium Dependent Calcium Release
  – הסידן שנכנס מבחוץ דרך התעלות שעל גבי הממברנה החיצונית גורם לפתיחה של תעלות סידן על ה
  -SR
  . עליה בריכוז יוני הסידן
  (בעיקר מהתעלות ב-SR)
  גורמת לסרקומרים במיופיברילים להתכווץ ולייצר מתח, שמאפשר את הסיסטולה (כיווץ הלב והזרקת הדם החוצה). לאחר 200 מילישניות תחול ירידה בריכוז יוני הסידן.

Question 30

הסרת סידן

Answer 30

• על ידי מנגנונים תלויי אנרגיה
• על הממברנה- משאבות סידן נתרן
• על ה
  SR

Question 31

תקופה רפרקטורית בשריר הלב המתכווץ

Answer 31

• כמו בשאר התאים האקסיביליים, גם לשריר הלב יש תקופה רפרקטורית. במהלך פוטנציאל פעולה שני לא יכול להתחיל עד שהממברנה מתאוששת מהפוטנציאל פעולה הקודם.
• בשרירי שלד, התקופה הרפרקטורית קצרה מאוד בהשוואה למשך הכיווץ, כך שהסיב יכול לעבור גירוי מחדש לפני שנכיווץ הושלם על מנת לייצר סכום כיווצים.
• גיוריים מהירים, חזורים ונשנים לא מאפשרים לסיב השריר להרגע בין גירויים, ויוצרים כיווץ מקסימלי מושהה, שידוע כטטנוס.
• בשונה משרירי שלד, לשרירי הלב יש תקופה רפרקטורית ארוכה שנמשכת 250 מילישניות בגלל הפלטו המוארך של פוטנציאל הפעולה. זהו כמעט משכו של הכיווץ שהתחיל בגלל פוטנציאל הפעולה- הכיווץ נמשך 300 מילישניות.
• כתוצאה מכך, שריר הלב לא יכול לעבור גירוי מחדש עד שהכיווץ כמעט נגמר ובכך נמנעת סכימה של כיווצים וטטנוס בשריר הלב.
• זהו מנגנון הכרחי הגנתי, בגלל שפעולת משאבת הדם דורשת זמנים מתחלפים של כיווץ (ריקון) והרפייה (מילוי)
• הגורם העיקרי שאחראי לתקופה הרפרקטורית הארוכה הוא אינאקטיבציה (במהלך שלב הפלטו) של משאבות נתרן שהופעלו במהלך השטף ההתחלתי של הנתרן בשלב הנסיקה (מפוטנציאל סף לפוטנציאל שיא של פוטנציאל הפעולה). כלומר, הן במצב “סגור ולא בעלות יכולת להפתח. כלומר במצב אינאקטבציה

Question 32

הקשר בין פוטנציאל הפעולה בקוצה לבין פוטנציאל הפעולה בשריר הלב

Answer 32

פוטנציאל הפעולה בקוצב בעצם קובע את הדופק שלנו. ככל שהקוצב ישלח פולסים יותר מהר כך גם הדופק שלנו יהיה מהיר יותר ושריר הלב יצטרך להתכווץ יותר.

Question 33

איך שריר הלב יעלה את כח ההתכווצות?

Answer 33

בגלל שלא ניתן ליצור סכימה טטנית, לא ניתן להגביר את כח הכיווץ על ידי עלייה בתדירות הפולסים.

כדי בכל זאת להעלות את כוח ההתכווצות של הלב הוא יעזר בעקומת אורך-מתח.

Question 34

עקומת אורך מתח בשריר לב

Answer 34

• עקומת אורך-מתח – כמה כוח השריר מסוגל לייצר כתלות באורך הסרקומרים שלו.
• במצב מנוחה אורך הסרקומרים בלב קצר יותר מאשר אורכם בשרירי השלד. בצורה זו, ככל שהלב יתמלא יותר וימתח יותר את הסיבים (יביא אותם למצב אופטימלי מבחינת המרחק בין אקטין למיוזין), תהיה עלייה בכוח ההתכווצות.
• עקומת אורך-מתח יותר משפיעה על כיווץ הלב לעומת ההשפעה שלה על כיווץ שריר השלד.

Question 35

חוק פרנק-סטרלינג –

Answer 35

מסביר את הקשר בין אורך השריר ליכולת שלו להתכווץ. בשריר הלב ככל שהאורך גדל (נפח המילוי גדל), עוצמת ההתכווצות עולה.

ניתן לראות בגרף שבטווח הפיזיולוגי התקין שעקומת ההתכווצות של הלב נעשית חדה יותר ככל שנפח המילוי גדל, ובהתאם כוח ההתכווצות עולה, לעומת העקומה של שריר השלד עולה בצורה יותר מתונה.

Question 36

יש שני כוחות המשפיעים על עוצמת התכווצות הלב –

Answer 36

• Preload – הכוח הגורם למתיחת השריר, נגרם ע״י נפח המילוי הדיאסטולי של חדר שמאל.
• Afterload – הכוח המנוגד לכיווץ שריר הלב, נגרם ע״י לחץ הדם באאורטה.

Question 37

כוח ההתכווצות גדל בתגובה ללחץ המילוי
End Diastolic Volume
משתי סיבות עיקריות:

Answer 37

ככל שהאורך יגדל, ה-
Preload
עולה, ותהיה חפיפה טובה בין האקטין למיוזין.

מתיחת שריר הלב גם מעלה את רגישות (אפיניות) הטרופונין ליוני הסידן, מה שגורם לחשיפת אתרי הקישור על האקטין.

Question 38

ההבדלים בעוצמות התכווצות שרירי השלד והלב -

Answer 38

• שריר השלד –
• אורך השריר ההתחלתי משפיע.
• תדירות הגירוי תעלה ככל שנרצה לגייס יותר כוח ניתן להגיע לכיווץ טטני.
• סיבי השריר שמתכווצים יחד הם כגודל היחידה המוטורית – מספרם מסיבים בודדים ועד מאות.
• מס׳ המיופיברילים המתכווצים – ככל שיש יותר סידן ויותר מיופיברילים מתכווצים, עוצמת ההתכווצות תגדל.
• שריר הלב –
• אורך השריר ההתחלתי משמעותי יותר מאשר בשריר השלד.
• לא ניתן להגיע לכיווץ טטני.
• כל סיבי השריר מתכווצים בבת אחת (כיווץ סנכרוני) בזכות ה-Gap Junction.
• מס׳ המיופיברילים המתכווצים – זהה לשריר השלד.