REGLAREA CARDIOVASCULARĂ - Fiziologiefiziologie.ro/didactic/2016-2017/cursuri/reglare CV 2017.pdfA....

REGLAREA

CARDIOVASCULARĂ

A. Reglarea locală (intrinsecă)

B. Reglarea sistemică

Intregul = o reţea de relaţii

2

2

1

13

3

Ap.CV

AD AS

VD VS

A- atriu; V-ventricul; D-drept; S-stâng; 1.Circulaţia sistemică,

2. Circulaţia pulmonară; 3. Circulaţia limfatică

VSAD

=R ΔPF

=F πΔPr4

8ηl

A. Reglarea locală

A.1. Reglarea activităţii cardiace

A. 2. Reglarea microcirculaţiei

A.1.2.Activitatea miocardului de lucru

A.2.1. Reglare pe termen scurt

A.2.2. Reglare pe termen lung

A.1.1. Activitatea ţesutului nodal

Celule miocardice embrionare izolate în cultură. Imediat după punerea în

cultură se observă contracția celulelor individuale, la diferite ritmuri,

Ritmicitate...

http://www.cellsalive.com/myocyte.htm

Dupa 2-3 zile în vitro, miocitele se conectează prin joncțiuni gap, care asigură

activarea și contracția lor sincronă.

A. Reglarea locală

Specifically, we found that Ryr2 is required for setting normal heart rate, and that deletion of this gene causes general bradycardia. We further found that Ryr2 is required to maintain normal heart rhythm, and that Ryr2 deletion causes intermittent tachycardic arrhythmias

A.1.1. Activitatea ţesutului nodal-Activitatea electrică spontană

Cardiac ryanodine receptors control heart rate and rhythmicity in adult mice. Bround J M et al. Cardiovascular Research (2012)

Dong Woo Song D.W et al. Ryanodine receptor assembly: A novel systems biology approach to 3D mapping. Progress in Biophysics and Molecular Biology 105 (2011)

Abbreviations: CaM, calmodulin; CAMKII, calmodulin-dependent kinase II; CCD, central core disease; cADPR, cyclic ADP ribose; CLIC2, chloride intracellular channel protein 2; co-IP, co-immunoprecipi-tation; CPVT, catechol-aminergic polymorphic ventricular tachycardia; CSQ, calse-questrin; CRC, Ca2ţ release channel; CY, cytoplasmic; DHPR, dihydropyridine receptor; DR, divergent region; EC coupling, excitationecontraction coupling; EM, electron microscope; ER, endoplasmic reticulum; FKBPs, FK506-binding proteins; FRET, fluorescence resonance energy transfer; GFP, green fluorescence protein; GST, glutathione-S-transferase; HRC, histidine-rich Ca2ţ-binding protein; IP3R, inositol trisphosphate receptor; JP, junctophilin; LZ, leucine zipper; MH, malignant hyperthermia; mAKAP, muscle A-kinase anchor protein; NMR, nuclear magneticresonance; NTD, N-terminal domain; PKA, protein kinase A; PKC, protein kinase C; PKD, protein kinase D; PP, protein phosphatase; PPI, proteineprotein interaction; PPP,phosphoprotein phosphatase; SP, spinophilin; SR, sarcoplasmic reticulum; S100A1, S100 calcium binding protein A1; 3D, three dimensional; TA, transmembrane assembly; TM, transmembrane; T-tubules, transverse tubules.

These arrhythmias result from the establishment of a re-entry circuit withinthe atrio-ventricular node. They areusually episodic in nature, and may result in the patient exhibiting signs and symptoms ranging from tachycardia or palpitations, shortness of breath, chest pain, anxiety, nausea and dizziness topresyncope/syncope as a consequence of reduced cardiac output.

Smith GD et al. Cochrane Database Syst.Rev. 2015

The use of vagal manoeuvres (Valsalva) also been employed for some time, with demonstrated effectiveness in reverting supraventricular tachycardia of between 12% and 54%

Smith GD et al. Effectiveness of the Valsalva Manoeuvre for reversion ofsupra-ventricular tachycardia in the prehospital and

emergency medicine settings. Cochrane Database Syst.Rev. 2015

The arrhythmia is usually transient, and may be precipitated by such factors as cardiac disease, stimulant use, electrolyte imbalance and stress.

A. Reglarea locală

1.1 Rolul Ca 2+

Calsequestrin

Reticul sarcoplasmic

Ca2+ ATPază

Canale de Ca2+

Schimbător Na+/Ca2+

Na+/K+ ATPazăCa2+

ATPază

Agenţi inotropi pozitivi

- Ca2+ extracel.- Glicozidele cardiace – pompa Na /K

- Creşterea frecvenţei cardiace

-Blocanţi de Ca,

- Agonişti adr.prin β1 R activează

prot G:

-Na+ extracel.

Agenţi inotropi negativi

H+ intracel.Ca2+ extracel.

- Na+ extracel.

- Ca2+ intracel.

1. AMPc PKA Canale Na+

2. Canale Ca2+ (L)

A.2. Reglarea locală a microcirculaţiei



Reglarea locală a microcirculaţiei

lQ

8

Pr4

Φ = 1; Q=1ml/min

Φ = 2; Q=16ml/min

Φ = 4; Q=256ml/min

P=

100

mm

Hg

A. Reglarea locală

2. Reglarea microcirculaţiei

miogene

mecanisme metabolice

mesageri chimici

2.1. Reglare pe termen scurt

100

75

50

25

0Pre

siu

ne

(m

m H

g)

art

ere

art

erio

le

ca

pila

re

ve

ne

Efectul motricităţii arteriolare asupra

presiunii sanguine(W.Boron)

arteriolodilataţie

normal

arterioloconstricţie

A.2. Reglarea locală a microcirculatiei


2.1.1. f(x) metabolism celular

0 1 2 3 4 5 6 7

Rata metabolică (x normal)

Q x

n

orm

al

01

23

4

Efectul CO2

100 75 50 25

Saturaţie O2 %

Q x

n

orm

al

01

23


2.1.1. f(x) cerinţa tisulară de O 2

Teoria vasodilataţiei indusă de produşi

metabolici


Teoria deficitului de oxigen

adenozină CO2, O2, K, pH, ADP,

- hiperemia reactivă

- hiperemia activă

flux sang.musc.-repaus -750ml(4ml/100g)/min

flux sang.musc.-efort- 16000ml(80ml/100g/)min

rata metabolică musc.-efort-60 x

Mecanism miogen de

autoreglare a circulatiei


- canale ionice senzitive la întindere

- activitatea pacemaker a CMNV

.


Rolul oxigenului- altitudine,

scăderea conc. O2 in incubator

Rolul factorilor angiogeni – factor

de creştere derivat din endoteliu

(VEGF), factor de creştere

fibroblastic,

A.2.2. Reglare pe termen lungangiopoietina I, II

efecte: angiogeneza, limfangiogeneza

sintetizate în celulele endoteliale în

condiţii de modificare a fluxului

sanguin sau de lezare a endoteliului

Early Growth Response-1 Regulates angiopoietin-1-

Induced Endothelial Cell Proliferation, Migration,and

Differentiation Nelly A. Abdel-Malak et al. Arterioscler

Thromb Vasc Biol February 2009

Angiopoietin-2 Exocytosis Is Stimulated by Sphingosine-

1-Phosphate in Human Blood and Lymphatic Endothelial

Cells Cholsoon Jang et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol.

2009;29:401-407.


Hem- oxigenaze I, IIsintetizate în celulele endoteliale în

condiţii de ischemie, leziuni endoteliale,

stres oxidativ Probucolul şi Sucinobucolul- produşi

farmacologici - stimulează sinteza HO1Efecte:

- stimulează producerea de progenitori

cel. endot. din măduva hematogenă - repară endoteliul lezat

- metabolizează hem-ul cu producerea

de CO, Fe şi biliverdină


hem- oxigenaze I, IIEfecte:

-antiinflamator

-antioxidant

-inhibă proliferarea m. neted

vascular

EFECT ANTIATEROSCLEROTIC

Physiological significance of heme oxygenase in hypertension.

Jian Cao et al. Int J Biochem Cell Biol. 2009 May ; 41(5): 1025–1033

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC

Heme Oxygenase-1 Increases Endothelial Progenitor Cells

Ben J. Wu et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2009;29:1537-1542.

ENDODELIU

INTERFAŢĂ-ORGANISM-MEDIU

…role for EC in providing functional support to subjacent cardiomyocytes by communicating via soluble paracrine mediators. In this study, HG was a common stimulus for HepL secretion from the EC, in addition to promoting its uptakeinto the cardiomyocyte. The presence of heparanase in the cardiomyocyte dramati-cally changed the expression of apoptosis-related genes, providing an acute cardio-rotective effect.Wang F et al.High glucose facilitated endothelial heparanase transfer to the

cardiomyocyte modifies its cell death signature.Cardiovascular Research (2016)

A sheet of cobblestone-like endothelial cells istransformed to resemble the inner surface of a blood vessel, comprising highly ordered and highly elongated cells. Some aspects of themechanisms controlling this are known. Vascular endothelial cells exposed to an EF in culture increase secretion of the angiogenesis producing VEGF). Secretion increasesseveralfold within 5 min, peaks around 30 min before dropping off, and undergoes a second peak in VEGF release between 4 and 24 h.

McCAIG C.D. et al. Controlling Cell Behavior Electrically: Current Views and Future

Potential. Physiol Rev 85: 943–978, 2005.

Reglarea sistemică

- Reglare de scurtă durată

- Reglare nervoasă

- Reglare de lungă durată

- Reglare lineară

- Reglare modulară integrată

- Reglare umorală

Reglare modulară integrată

t.umplere

p.umplere

cpl. ventr.

presar.

contract.postsar.

VTD VTS RIn REx

DC RVP

CVS CVLVS FC

PAM

F.U

SNV

întoarcere

venoasă

REGLAREA NERVOASĂ

- reflexă – cu răspuns rapid

- factori de reglare

- corelaţii cu reglarea umorală

- tipuri de receptori

Reflexe

Reglarea nervoasă

ACI

NTS

n.Hering

n.vag

NDV+

NA

-

AVMn.vag

MSR

Fb. pgg. simpatice

venule

arteriole

Mecanisme de stimulare

Nr

imp

uls

uri

/se

c.

din

nn

. sin

usu

lui

ca

roti

dia

n

0 80 160 240 mmHg

Efectul PA asupra răspunsului baroreceptorilor carotidieni

Funcţia reflexului

sinocarotidian

- resetarea baroreceptorilor

- baroreceptori – r. de întindere

Efecte

- Frecvenţa cardiacă

- R-R

P A

Mecanisme de stimulare

Particularităţi funcţionale

- responsivitate nelineară

150

125

100

75

50

25

0

Pre

siu

ne

a

rte

ria

lă ( m

m H

g)

2 4 6 8 10 12 min.

Efectul refl. sinocarotidian asupra PA

Clampare

carotide

Declampare

carotide

150

125

100

75

50

25

0

Pre

siu

ne

a

rte

ria

lă (

mm

H

g)

0 5 10 15 20 min.

Efectul S.N.S asupra PA

NA

Anesteziespinală

Rolul SNVS

Normal

P r

e s

i u

n e

a r

t e

r

i a l ă

m

m H

g

200

100

0

200

100

0

Denervatsenzitiv

Rolul SNV

- Stimularea simpatică

-efecte cardiace (NA, β1)

- Efecte vasculare

-n.cardiac dr.: tahicardie, creşterea

contractilităţii

- Vasodilataţie (A, β2 ), (Ach) muşchi

- Vasoconstricţie (NA α1, α2) rinichi,

cutanat, digestiv

-n.cardiac stg.: tahicardie,

creşterea contractilităţii

- Stimularea parasimpatică

- Efecte cardiace (Ach, M2)

- Efecte vasculare

-n.vag dr.: bradicardie, scăderea

contractilităţii

-Vasodilataţie

-M2- CMNV,

-M3- celula endotelială-NO, VIP

-n.vag stg.: scăderea

conductibilităţii şi contractilităţii

Reflexe secundare

- determinate de stimularea

chemoreceptorilor din corpusculii

carotidieni (cel.glomice) şi corpusculii

aortici de scăderea O2,pH, PA şi

creşterea CO2

Efecte: bradicardie

vasoconstricţieP A

P

Q

R

S

T

Fb.A

Fb.B

Reflexe secundare- reflexe atriale

efecte:

AVP

irigaţie renală

PAN

Tahicardie (Reflex Bainbridge)

Reflexe secundare

Raspunsul SNC la ischemie

cerebrală – “ultima linie deapărare”

Reacţia Cushing

REGLAREA UMORALĂ

Substanţa Sursă Rol fiziologic - mecanism

Noradrenalina s.n.s reflex presor ( receptor a)

Endotelina endoteliu mediator paracrin

Serotonina neuroni, trombocite agregare plachet. nervos, local

Substanţa P neuroni, tr. digestiv durere, permeabilt. capilară

Vasopresina neuroni creşte PA posthemoragică

Angiotensina II plasmă sanguină creşte PA

Prostaciclina endoteliu hemostaza primară

Oxid nitric endoteliu paracrin

Peptidul atrial miocard atrial, neuroni reduce PA

VIP neuroni nervos, hormonal

Histamina mastocite flux sanguin ; local, sistemic

Adrenalina msr flux sanguin ,hormonal β2

Acetilcolina s.n.p neural - muscarinic

Bradikinina ţesuturi flux sanguin , local(NO)

DIL

AT

AT

OA

RE

CO

NS

TR

ICT

OA

RE

REGLAREA UMORALĂ

Adrenalina

β2- vasodilataţie: muşchi scheletic,

miocard, ficat

catecolaminele plasmatice au efect

mai redus decât stimularea simpatică

α1 - vasoconstricţie

β1 - tahicardie şi creşterea

contracţiei

REGLAREA UMORALĂ

Serotonina- produsă de neuroni,

trombocite şi mastocite determină

vasocostricţie locală în hemostază

Histamina- produsă de neuroni şi

mastocite- determină vasodilataţie

locală,relaxare m.neted digestiv şi

contracţie m.neted respirator

Angiotensina II

REGLAREA UMORALĂ

-prin recept. AT 1A -vasoconstricţie

renală şi splanhnică

Efecte cu impact cardiovascular:

-inotrop pozitiv, reduce fluxul

sanguin renal, stimulează secreţia

de aldosteron, ADH şi sete

-facilitează eliberarea de NA, factor

hipertrofiant cardiac

Ischemie renala

Agiotensină I

AngiotensinogenRenină

Agiotensină II

Enzimă de conversie

Aminopeptidază

Agiotensină III

EC

KININEF.XII

F.XII a

Plasmina prekalikreina

kalikreina

lizil-bradikinină(kalidină)bradikinină

metionil-kalidină

Kininaze (K I,KII)

cataboliţi kininici

inactivi

kinine

kininogen

(vasodilatatoare)

Role of paraventricular nucleus vasopressin v1a

receptors in the response to endothelin 1 activation

of the subfornical organ in the rat N. F. Rossi and m. Maliszewska-

scislo. J Physiol Pharmacol. 2008 Dec;59 Suppl 8:47-59

Sinteză : CE, neuron, cel gliale

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC

Efecte:

Endeotelina I

Vasoconstricţie prin actiune directă Stimularea neuronilor din organul

subfornical determină:

- secreţia de ADH

- stimularea activităţii simpatice prin

aria vasomotorieNeurotransmiţător peptidergic

SUBSTANTA SURSA EFECT VASOCONSTRICTOR

nor-adrenalina sns α1 → ↑Gαq/11 → ↑PLC → ↑[IP3]i → IP3 receptor in

SR → ↑Ca2+ release → ↑[Ca2+]i

angiotensina II sra ANG II → AT1 receptor → ↑Gαq/11 → ↑PLC → ↑[IP3]i →

IP3 receptor in SR → ↑Ca2+ release → ↑[Ca2+]i

endotelina endoteliu ETA → ↑Gαq/11 → ↑PLC → ↑[IP3]i → IP3 receptor in SR

→ ↑Ca2+ release → ↑[Ca2+]i

AVP (arginin-

vasopresina)

Ht-Nhz AVP → V1a receptor → Gαq → ↑PLC → ↑[IP3]i → IP3

receptor in SR → ↑Ca2+ release → ↑[Ca2+]i

acetilcolina snp ach→ M2 rcpt → ↑Gαi/o → ↓AC → ↓[cAMP]i → ↓PKA →

↓phos-on of MLCK → ↑MLCK → ↑phos-on MLC

ATP cel ↑[ATP]o → P2X rcpt (receptor-operated Ca2+ channel =

ROC) → Ca2+ entry → ↑[Ca2+]i

Tromboxan A2 endoteliu

trombocit

TXA2 → TP rcpt (tromboxan/PgH2):

• → Ca2+ channels open → Ca2+ entry → ↑[Ca2+]I• → ↑O

2- → ↓ NO

Serotonina trombocit,

mastocite,

s.n.

5-HT → 5-HT2A or 5-HT2B receptor → ↑Gαq/11 → ↑PLC

→ ↑[IP3]i → IP3 receptor in SR → ↑Ca2+ release →

↑[Ca2+]i

SUBSTANTA SURSA EFECT VASODILATATOR

nor-adrenalina sns., msr → adrenoreceptor β2 → ↑Gαs → ↑AC → ↑[cAMP]i→ ↑PKA → ↑phosphorylation of MLCK → ↓MLCK

→ ↓phosphorylation of MLC

adenozina cel.metab → A1, A2A, and A2B rcpt. on VSMC → ↑Gαs → ↑AC →

↑[cAMP]i → ↑PKA → KATP Cn. D → hyperpolariz →

voltage-gated Ca2+ Cn. Î → ↓[Ca2+]I↑[Adenosine]o → A1 on endothelial cell → ↑NO

NO endoteliu NO → ↑sGC → ↑[cGMP]i → ↑PKG → ↑phos. of MLCK

→ ↓MLCK activity → ↓phos.of MLC

↑SERCA2 in SR → ↓[Ca2+]i

histamina mastocite,

s.n.

→ H2 receptor → ↑Gαs → ↑AC → ↑[cAMP]i → ↑PKA →

↑phosphorylation of MLCK → ↓MLCK →

↓phosphorylation of MLC

Peptidul atrial

natriuretic

cel.musc.

atriala

ANP → NPR1 receptor → ↑GC → ↑[cGMP]I → ↑PKG

→↑phosphorylation of MLCK → ↓MLCK →

↓phosphorylation of MLC

↑SERCA2 in SR → ↓[Ca2+]I

Angiotensina II ANG II → AT2 receptor → ↑Gαq/11 → ↑PLC → ↑[Ca2+]i →

↑NOS → NO release → ↑Bradykinin → ↑NOS III → NO

release

Eritropoietina

Secreţie –ischemie renală

Efecte

-eritropoietic

-neuroprotecţie

-cardioprotecţie -terapeutic - rh

You may say I’m a dreamer,

But I’m not the only one.

I hope some day you’ll join us

And the world will live as one

Intregul = o reţea de relaţii

Jhon Lennon https://www.youtube.com/watch?v=RwUGSYDKUxU

REGLAREA CARDIOVASCULARĂ - Fiziologiefiziologie.ro/didactic/2016-2017/cursuri/reglare CV 2017.pdfA....

Documents

Transcript of REGLAREA CARDIOVASCULARĂ - Fiziologiefiziologie.ro/didactic/2016-2017/cursuri/reglare CV 2017.pdfA....