kardiologia Flashcards
ile mmol/kg ATP jest zużywane w sercu?
5mmol/kg
ile mmol/kg fosfokreatyny jest zużywane w sercu?
15mmol/kg
jak zmienia się obrót przemiany ATP do ADP i odwrotnie w spoczynku i w czasie wysiłku?
w spoczynku 20 mmol/kg/min
w czasie wysiłku 100 mmol/kg/min
jakie są źródła wysokoenergetycznych fosforanów w sercu?
95% procesy zależne od tlenu (mitochondrialna synteza ATP)
5% procesy niezależne od tlenu (fosforylacje substratowe)
jak serce wykorzystuje wysokoenergetyczne fosforany?
80% praca mechaniczna (ATP-aza miozynowa)
15% przedbłonowy transport jonów (Na+/K+ATP-aza, Ca2+ATP-aza)
5% synteza makromolekuł procesy regulacyjne
jakie są substraty energetyczne magazynowane w sercu?
glikogen i lipidy
jaka jest wydolność syntezy ATP w sercu w stanie pełnego zdrowia, miażdżycy i pęknięcia blaszki miażdżycowej/skrzeplina?
w stanie pełnego zdrowia: optymalna synteza ATP, możliwe dostosowanie zaopatrzenia w tlen do potrzeb nawet w czasie wysiłku
miażdżyca: synteza ATP wystarczająca tylko na zużycie w stanie spoczynku
pęknięcie blaszki miażdżycowej/skrzeplina: brak syntezy ATP, prowadzi do zawału (minuty od zamknięcia naczynia)
ile % kardiomiocytu to mitochondria?
30%
jakie mitochondria znajdują się w kardiomiocytach?
mitochondria międzyfibrylarne
mitochondria podsarkolemmalne
jakie są substraty energetyczne do pracy serca?
1) dominuje utlenianie kwasów tłuszczowych
2) zużycie glukozy - zależne od stężenia insuliny (po posiłku)
3) zużycie mleczanu - zależna od stężenia we krwi (po wysiłku)
4) możliwe jest utlenianie ciał ketonowych - zależne od stężenia we krwi (w głodzie)
5) możliwe jest zużycie octanu - aktywność syntetazy acetylo-CoA wyższa niż w wątrobie
6) zużywane są również pirogronian i aminokwasy - głównie rozgałęzione
jęk wygląda procentowe zużycie substratów energetycznych w sercu w spoczynku, w czasie wysiłku, po posiłku (wysokie stęż insuliny) i w głodzie?
w spoczynku:
1.Kwasy tłuszczowe (około 60%)
2.Glukoza (około 20%)
3.Mleczan (około 15%)
4. Pirogronian, ciała ketonowe, aminokwasy, octan – 5 %
w czasie wysiłku:
1.Kwasy tłuszczowe (od 20% do 50%)
2.Mleczan (od 40% do 60%)
3.Glukoza (od 5% do 20%)
4. Pirogronian, ciała ketonowe, aminokwasy, octan – 5 %
po posiłku:
1.Kwasy tłuszczowe (około 50%)
2.Glukoza (około 40%)
3.Mleczan (około 5%)
4. Pirogronian, ciała ketonowe, aminokwasy, octan – 5 %
w głodzie:
1.Kwasy tłuszczowe (około 45%)
2.Ciała ketonowe (około 40%)
3. Mleczan (około 5%)
4. Glukoza (około 5%)
5. Pirogronian, aminokwasy, octan – 5 %
jaki substrat energetyczny jest lepszy przy ograniczonym dostępie do tlenu?
glukoza (a nie kwasy tłuszczowe)
jakie cząsteczki są transportowane przez błonę kardiomiocytów?
CO2, O2, WKT
jakie są transportery WKT przez błonę kardiomiocytów ?
FAT/CD36
FATP
FABPpm
opisz mechanizm CAC (system przenoszący acylokarnitynę)
błona zewnętrzna mitochondrium
1) E: syntetaza acylo-CoA
FA + CoA-SH + ATP –> AMP + PPi + acylo-CoA
2) E: CPT1/ plmitoilotransferaza karnitynowa 1
acylo-CoA + karnityna –> CoA-SH + acylokarnityna
błona wewnętrzna mitochondrium
3) E: translokaza karnityna-acylokarnityna
przenosi acylokarnitynę z przestrzeni międzybłonowej do matrix
4) E: palmitoilotransferaza karnitynozwa II/CPT2
acylokarnityna + CoA-SH –> karnityna + acylo-CoA
napisz szlak utleniania ciała ketonowych w mitochondriach serca
slajd 28
co to jest MCT?
transporter dla mleczanu, pirogronianu i ciał ketonowych zlokalizowany w błonie kardiomiocytów, transport z H+ (transportuje substraty energetyczne go wewnątrz komórki)
jaki transporter dla glukozy występuje w kardiomiocytach?
GLUT4
co się dzieje z mleczanem i glukozą w kardiomiocytach?
ulegają przemianom do pirogronianu, a on dalej uczestniczy w reakcji pomostowej, cyklu Krebsa i łańcuchu oddechowym
jak ulega zmianie metabolizm kardiomiocytów jak nie ma tlenu (niedotlenienie)?
pirogronian który powstał z glukozy zmienia się w mleczan i wydzielany jest do krwi za pośrednictwem MCT
jaka jest rola fosfokreatyny w transporcie energii w sercu?
Synteza PCr w przestrzeni
miedzybłonowej, szybsza dyfuzja jako
mniejszej cząsteczki w okolice
procesów zużywających ATP oraz
resynteza ATP pozwala na szybsze
dostarczenie syntetyzowanego w
mitochondriach wysokoenergetycznego
fosforanu do regionów komórki
zużywających energię.
jaki enzym fosforyzuje kreatynę?
kinaza kreatynowa
jest cytosolowa (dimer) i mitochondrialna (oktamer) w przestrzeni międzybłonowej
jak działa mostek fosfokreatynowy?
- Wysokoenergetyczny fosforan z ATP powstającego w
mitochondriach jest przenoszony na kreatynę w reakcji kinazy
kreatynowej (izoenzym mitochondrialny) - Fosfokreatyna dostaje się w okolice aparatu kurczliwego
- Reakcja kinazy kreatynowej (izoenzym cytoplazmatyczny)
zachodzi tam w odwrotnym kierunku – odtwarzany jest ATP z ADP - Kreatyna powraca w okolice mitochondriów
Fosfokreatyna dyfunduje szybciej w komórce niż ATP
jak może być regulowana fosforylacja oksydacyjna w sercu?
1) regulacja przez zmianę stężenia wolnego ADP
2) regulacja przez zmianę potencjału oksydoredukcyjnego (NADH/NAD)
3) efektywność fosforylacji oksydacyjnej obniża się w miarę wzrostu szybkości fosforylacji
4) niskie stężenie NO stymuluje fosforylację oksydacyjną a wysokie np we wstrząsie, endotoksemii hamuje łańcuch oddechowy
jak zmienia się zużycie tlenu przez serce podczas wysiłku i w czasie spoczynku?
60-150 μl/min/g serca w spoczynku
5 x więcej podczas wysiłku
jakie są czynniki modulujące przepływ wieńcowy?
1.Głównym czynnikiem regulującym
przepływ wieńcowy jest tlenek azotu
2.Inne czynniki to: adenozyna, dwutlenek
węgla, H+, tlenek węgla
kiedy syntezowany jest NO w kontekście regulacji przepływu wieńcowego?
powstaje w komórkach śródbłonka pod wpływem naprężenia ścinającego lub stymulacji receptorów dla ATP, kinin, serotoniny
jaki jest skutek niedotlenienia organizmu w kontekście regulacji przepływu wieńcowego?
Obniżenie stężenia tlenu powoduje uwalnianie ATP z
erytrocytów które działając na receptory P2
śródbłonka, aktywuje syntazę tlenku azotu. Tlenek
azotu aktywuje następnie cyklazę guanylanową
komórek mięśniówki gładkiej powodując rozkurcz i zwiększenie przepływu wieńcowego
co to są atriopeptyny?
rodzina
peptydów wytwarzana
przez kardiomiocyty
przedsionków.
jaki jest mechanizm działania ANF (przedsionkowy czynnik natriuretyczny)?
przyłączając się do receptora aktywuje cyklozę guanylową –> produkuje cGMP które hamuje sekrecję aldosteronu, stymuluje diurezę, natriurezę oraz rozszerzenie naczyń
jakie substancje zwiększają endotelialne stężenia Ca++?
acetylocholina, bradykinina, substancja P, ATP, kininy, serotonina
do czego prowadzi zwiększenie stężenia Ca++ w śródbłonku w kontekście syntezy NO?
Ca++ włączy się w kompleks z kalmoduliną i ten kompleks aktywuje eNOS –> reakcja: arginina –> NO + cytrulina
jakie jeszcze czynne biologicznie substancje mają działanie wazodylatacyjne?
PGI2 produkowane kwasu arachidonowego za pośrednictwem cyklooksygenazy
jak regulowana jest synteza adenozyny w kardiomiocytach?
Adenozyna powstaje w kardiomiocytach w
wyniku nierównowagi pomiędzy syntezą ATP, a
jego zużyciem.
jaki jest mechanizm działania adenozyny?
Adenozyna uwalniana jest do przestrzeni
pozakomórkowej, gdzie działając na receptory
typu P1 (A2a) komórek mięśniówki gładkiej
powoduje aktywację cyklazy adenylanowej
oraz rozkurcz i zwiększenie przepływu
wieńcowego.
jakie są inne funkcje adenozyny poza regulacją przepływu wieńcowego?
a) hamowanie agregacji płytek krwi
b) hamowanie stymulacji adrenergicznej w sercu
c) hamowanie adhezji i produkcji RFT (ROS) przez
neutrofile
d) hamowanie efektów cytotoksycznych limfocytów
e) indukcja zjawiska „hartowania”
jakie typy komórek budują serce?
kardiomiocyty 80% - zależne od przemian tlenowych, aparat kurczliwy
komórki śródbłonka 3% - niezależne od przemian tlenowych, produkcja NO, kontrola przepływu substratów, aktywny cykl pentozomonofosforanowy
komórki układu przewodzącego 17% - komórki mięśni gładkich, fibroblasty, makrofagi, komórki tuczne.
jaki jest podział na warstwy serca i mikrodomeny?
1.Strefa podwsierdziowa, śródsierdziowa i
ponadsierdziowa
2.Strefa podwsierdziowa – najbardziej wrażliwa
na niedotlenienie (częsta lokalizacja zawału
serca)
co to jest strefa zagrożona przy zawale serca?
obszar unaczyniony przez zablokowane naczynie
co to jest strefa martwicy przy zawale serca?
obszar w którym komórki (kardiomiocyty) obumarły
jakie są najważniejsze zmiany metaboliczne w sercu po sekundach od zamknięcia krążenia wieńcowego?
- ograniczenie dostępności tlenu
- zahamowanie fosforylacji oksydacyjnej i zmniejszenie produkcji ATP
- zmniejszenie się zasobów fosfokreatyny
- zmniejszenie siły i częstotliwości skurczów serca
- uwalnianie amin katecholowych
jakie są najważniejsze zmiany metaboliczne w sercu po minutach od zamknięcia krążenia wieńcowego?
- pogłębienie kwasicy wewnątrzkórkowej
- całkowite zahamowanie mitochondrialnego łańcucha oddechowego
- zużywanie zasobów glikogenu w beztlenowej glikolizie
- maksymalne rozszerzenie naczyń wieńcowych
- skurcz tężcowy serca
- aktywacja hydrolaz lizosomalnych - początek zmian nieodwracalnych
jakie są najważniejsze zmiany metaboliczne w sercu po godzinach od zamknięcia krążenia wieńcowego?
- postępujący obrzęk komórkowy
- ultrastrukturalne zmiany mitochondriów i aparatu kurczliwego
- rozpad białek kurczliwych
- wyciek enzymów i innych białek komórkowych
- powstanie martwicy w obszarze niedokrwionym - zawał
jakie enzymy mają znaczenie diagnostyczne w zawale serca?
CK-2, LDH
jakie są kryteria diagnostyczne zwału mięśnia sercowego w zależności od stężeń CK-2 i LDH w czasie?
peak CK-2 ok. 1,5 dnia po bólu zamostkowym
peak LDH ok. 3,5 dnia po bólu zamostkowym
Gdzie występuje CK1, CK2 i CK3?
CK-1 mózg
CK-2 serce
CK-3 mm szkieletowe
jakie białka maja znaczenie diagnostyczne przy zawale serca?
mioglobina i troponina
jakie są kryteria diagnostyczne zawału serca w zależności od stężenia osoczowej mioglobiny i troponiny w czasie?
peak mioglobiny ok. 0,5 dnia po bólu zamostkowym
peak troponiny przy małym zawale serca ok. 1 dnia po bólu zamostkowym, a przy dużym zawale serca bardzo duży peak ok. 1,5 dnia po bólu zamostkowym
jakie są najważniejsze destrukcyjne procesy metaboliczne w sercu w okresie reperfuczji?
- aktywacja powstania RFT uszkadzających fosfolipidy, białka i kwasy nukleinowe w komórkach serca
- dalsza akumulacja wapnia wewnątrzkomórkowego - aktywacja proteaz, fosfolipaz i endonukleaz
- zahamowanie aktywności kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej
- zahamowanie produkcji NO i PGI2 związane z uszkodzeniem komórek śródbłonka
- zahamowanie produkcji adenozyny związane ze spadkiem puli nukleotydów adeninowych w kardiomiocytach
- aktywacja reakcji zapalnych i pojawienie się nacieku leukocytarnego
- aktywacja mechanizmów apoptotycznych w kardiomiocytach i komórkach śródbłonka
czym objawia się hipertrofia fizjologiczna kardiomiocytów?
zwiększenie długości kardiomiocytów
> Zwiększenie szerokości kardiomiocytów
grubość ściany komory lewej podobna jak u człowieka zdrowego
jakie są stymulanty fizjologiczne hipertrofii kardiomiocytów?
regularny wysiłek fizyczny
ciąża
czym objawia się hipertrofia patologiczna kardiomiocytów?
zwiększenie długości kardiomiocytów
< Zwiększenie szerokości kardiomiocytów
grubość ściany komory lewej znacznie większa niż u człowieka zdrowego
jakie są stymulanty patologiczne hipertrofii kardiomiocytów?
nadciśnienie
zawał serca
zaburzenia endokrynologiczne
do czego prowadzi przerost serca?
do niewydolności serca
jakie zachodzą zmiany biochemiczne w przerośniętym i niewydolnym sercu?
- Zmniejszona dostępność tlenu spowodowana zwiększeniem
wielkości kardiomiocytów oraz nieproporcjonalnie
mniejszym rozrostem sieci naczyniowej - zachodzi remodeling serca tak aby jego objętość się zmniejszyła ale ono nie jest tak wydolne jak przez przerostem patologicznym
-Zmiany izoform niektórych białek kurczliwych (miozyny) i
enzymatycznych (kinaza kreatynowa)
-Zmiany w regulacji cytoplazmatycznego stężenia wapnia
-Obniżenie stężenia fosfokreatyny oraz puli kreatyny w
kardiomiocytach
-Obniżenie wrażliwości na aminy katecholowe – zmiany białek G
-Zmiany strukturalnych białek zewnątrzkomórkowych (kolagen-
matrix metaloproteinases)
jakie zachodzą zmiany profilu substratowego w przerośniętym i niewydolnym sercu?
glukoza jest głównym substratem energetycznym
jakie są biochemiczne przyczyny zaburzeń utleniania kwasów tłuszczowych we wrodzonych kardiomiopatiach?
zaburzona funkcja transportu karnityny do mitochondriów oraz zaburzony proces beta oksydacji
jakie są biochemiczne przyczyny zaburzeń fosforylacji oksydacyjnej we wrodzonych kardiomiopatiach?
zaburzona funkcja białek łańcucha oddechowego kodowanych przez geny
mitochondrialne i przez geny jądrowe
jakie są biochemiczne przyczyny zmian w białkach kurczliwych i strukturalnych mięśnia we wrodzonych kardiomiopatiach?
zaburzona funkcja łańcuchów ciężkich beta-miozyny, troponiny, tropomiozyny, dystrofiny np. Rodzinna kardiomiopatia przerostowa
jaki jest mechanizm przy rodzinnej kardiomiopatii przerostowej?
Przeważające mutacje sensu w genie ciężkiego
łańcucha β – miozyny na chromosomie 14 –>
Zmutowane łańcuchy polipeptydowe („trujące
polipeptydy”), które prowadzą do tworzenia
nieprawidłowych miofibryli –>
Kompensacyjny przerost jednej lub obu komór –>
kardiomegalia i różne zaburzenia czynności serca,
włączając nagłą śmierć
jakie są możliwe przyczyny chorób mitochondrialnych wpływających na powstawanie kardiomiopatii?
Mogą być one spowodowane mutacjami w genomie
mitochondrialnym (mtDNA) lub mutacjami w jądrowym
DNA kodującym białka mitochondrialne oraz związane z
regulacją ich funkcjonowania.
jakie są objawy chorób mitochondrialnych?
miopatia (w tym kardiomiopatia), encefalopatia
czy neuropatia, które występują głównie w tkankach o
największym zapotrzebowaniu energetycznym (układ
nerwowy, układ mięśniowy)
jak dziedziczone są choroby mitochondrialne?
Choroby związane z mutacjami w jądrowym DNA
dziedziczone są jedynie po matce, ale zapada na nie
potomstwo obu płci.
czego defekty mogą towarzyszyć chorobom mitochondrialnym?
łańcucha oddechowego
syntazty ATP
transportu przez błonę
cyklu Krebsa
utleniania kwasów tłuszczowych
systemu mitochondrialnej replikacji, transkrypcji translacji
enzymów przemian deoksyrybonukleotydów
czym jest kardioprotekcja?
zabezpieczenie serca w czasie konieczności zatrzymania akcji serca i całkowitego niedokrwienia operacyjnego
czym jest hipotermia w kontekście serca?
zmniejszenie zapotrzebowania energetycznego serca
czym jest kardioplegia?
zatrzymanie czynności elektrycznej i mechanicznej komórek serca - wysokie stężenie potasu
jakie leki mają działanie kardioprotekcyjne?
a) stabilizujące błonę komórkową: prokaina, fosfokreatyna, glukokortykosteroidy
b) Substraty metaboliczne: asparaginian, glutaminian. pirogronian
c) Inhibitory kanałów wapniowych: nifedypina
d) Inhibitory błonowej wymiany sód/proton
e) Endogenne związki kardioprotekcyjne: donory tlenku azotu, adenozyna, inozyna
pochodne prostacykliny
f) Stabilizatory cytoszkieletu: kwas aurynotrójkarboksylowy
g) Ochrona śródbłonka: N-metylonikotynamid (MNA)
w jaki sposób nadciśnienie tętnicze prowadzi do kardiomiopatii?
Pod wpływem współczulne wydzielanych katecholamin oraz angiotensyny 2 kora nadnerczy przemienia progenolon do progesteronu, a ten do kortyzolu, aldosteronu i ouabainy. Ouabaina po wydzieleniu do krwi trafia do tkanek gdzie: hamuje działanie Na+/K+-zależną ATPazę to prowadzi do nadciśnienia tętniczego, a ono z kolei do przerostu mięśnia sercowego i niewydolności serca.
jaki składnik pokarmowy może również prowadzić do kardiomiopatii?
NaCl –> jego wysokie stężenie prowadzi do nadciśnienia tętniczego, również nieprawidłowości w wydalaniu NaCl prowadzi do zwiększenia jego stężenia osoczowego
