Anatomia inimii la vertebrate

Sistemul circulator este format din două componente: sângele și aparatul cardiovascular. Aparatul cardiovascular, la rândul său, este format din inimă și sistemul vascular.

Inima este o dublă pompă care asigură circulația permanentă și separată a sângelui prin două circuite: sistemic și pulmonar.

Structura inimii variază în funcție de clasa de animal. La pești, inima este bicamerală, cu un atriu și un ventricul.

La amfibieni și reptile, inima este tricamerală, având două auricule și un ventricul.

La păsări și mamifere, inclusiv la om, inima este tetracamerală, cu două auricule și două ventricule.

Inima umană este un organ cavitar, cam de mărimea pumnului, care execută zilnic circa 100.000 contracții și pompează peste 7.200 litri de sânge.

Endocardul este stratul interior al inimii, format din fire colagene, reticulinice și elastice. Epicardul este stratul exterior, o foiță conjunctivă subțire.

Miocardul este mușchiul inimii, format din fibre musculare striate. Acestea sunt mai scurte și mai subțiri decât fibrele musculare din mușchii scheletici.

Structuri care marchează limitele dintre celulele miocardice, nu sunt membrane Z îngroșate, așa cum se credea anterior.

Fibrele miocardice din atrii sunt orientate circular și oblic, în timp ce cele din ventriculi au o orientare oblic-spiralată.

O zonă discontinuă de separație între fibrele miocardice ale atriului și cele ale ventriculului, sub forma unor inele fibroase.

Proprietatea miocardului de a se contracta, ca răspuns la un stimul, se numește contractilitate.

Proprietatea miocardului de a genera impulsuri electrice spontan.

Proprietatea miocardului de a transmite impulsurile electrice, de la o celulă la alta.

Reprezintă relaxarea miocardului, între două contracții.

Reprezintă contracția miocardului, care propulsează sângele în circulație.

Proprietatea miocardului de a răspunde la stimuli, diferă de cea a mușchilor striați prin inexcitabilitatea periodică și legea "tot sau nimic" la nivelul întregului organ.

O perioadă în care fibra miocardică nu poate fi reexcitată, indiferent de intensitatea excitantului. Durează din momentul stimulului până când repolarizarea ajunge ușor peste pragul de reexcitare.

O perioadă după PRA, în care miocardul răspunde la reexcitare, dar doar local și gradat. Nu declanșează un potențial de acțiune complet.

O perioadă în care miocardul răspunde doar la stimuli supraliminari (mai puternici decât cei normali). Include PRA și RLG.

O perioadă după PRE, în care miocardul poate fi reexcitat, dar răspunde cu PA cu ascensiune și amplitudine mai mici decât în mod normal.

O perioadă ce începe imediat după repolarizarea miocardului. Miocardul răspunde cu PA cu ascensiune și amplitudine submaximale.

O contracție prematură a miocardului, declanșată de un stimul extranodal în PRR. Apare o depolarizare precoce urmată de o sistolă înaintea timpului.

Capacitatea anumitor celule din miocard de a genera și conduce impulsuri. Această proprietate este specifică miocardului și permite funcționarea ritmică a inimii.

Tesutul excitoconducător nodal (embrionar) este responsabil pentru inițierea ritmului cardiac. Are proprietatea de automatism, adică generează spontan impulsuri care se propagă în restul miocardului.

Celulele sistemului nodal nu pot menține un potențial de repaus constant pentru o perioadă îndelungată. În timpul diastolei, se depolarizează lent și continuu. Când se atinge pragul de excitație, se deschid canalele ionice voltaj-dependente, declanșând potențialul de acțiune și sistola.

Nodulul sinusal Remack se află în peretele sinusului venos la batracieni. La mamifere, sinusul venos este înglobat în atriul drept, iar nodulul se numește nodul sinoatrial Keith Flack.

Nodulul atrioventricular Bidder la batracieni corespunde nodulului atrioventricular Aschoff-Tawara la mamifere. Se află în partea inferioară a atriului drept, spre septul interatrial.

La batracieni, excitațiile preluate de nodulul atrioventricular se propagă direct în musculatura ventriculului. La mamifere, excitațiile sunt preluate de fasciculul lui Hiss, care se ramifică în rețeaua lui Purkinje.

Depolarizarea ventriculului la mamifere începe de la vârf spre bază și de la endocard spre pericard.

Tesutul nodal are rol de „pace maker” cardiac, adică imprimă ritmul cardiac.

Nodulul sinoatrial este pacemakerul dominant, cu un ritm sinusal de 70-80 bătăi/min. Celelalte componente ale sistemului nodal au rol de pacemakere latente, care acționează doar în absența undelor sinusale.

Rigiditatea calcică este o oprire a inimii în sistolă, cauzată de prezența excesivă a ionilor de calciu în mediul de perfuzie. Această oprire se produce după adăugarea de CaCl2 10% în canula atașată la inima izolată.

Inhibiția potasică este o oprire a inimii în diastolă, cauzată de prezența excesivă a ionilor de potasiu în mediul de perfuzie. Această oprire se produce după adăugarea de KCI 10% în canula atașată la inima izolată.

Adrenalina are efect cronotrop pozitiv, crescând frecvența bătăilor inimii, și efect inotrop pozitiv, crescând amplitudinea contracțiilor. Aceste efecte se observă după adăugarea de adrenalină 1:100.000 în canula atașată la inima izolată.

Acetilcolina are efect antagonist adrenalinei, scăzând amplitudinea contracțiilor inimii și oprește inima în diastolă. Această oprire se produce după adăugarea de acetilcolină 1:1.000.000 în canula atașată la inima izolată.

Excesul de HCl 1% oprește inima în diastolă, cu un pH de 4. Acest efect este similar cu inhibiția potasică.

Excesul de NaOH oprește inima în sistolă, cu un pH de 9. Acest efect este similar cu rigiditatea calcică.

Nodulul atrioventricular are capacitatea de a genera impulsuri electrice cu o frecvență de 40-60 impulsuri/minut, un ritm mai lent decât cel sinusal. Această funcție este cunoscută ca ritm nodal.

Celulele Purkinje din fasciculul lui Hiss şi reteaua Purkinje pot genera impulsuri electrice cu o frecvență de 20-40 impulsuri/minut, un ritm și mai lent decât cel nodal. Aceasta este cunoscută ca ritm idioventricular.

Într-o situație normală, nodulul sinoatrial este responsabil pentru generatorul de impulsuri electrice în inima, stabilitând ritmul cardiac la 70-80 bătăi/minut, cunoscut ca ritm sinusal.

În condiții patologice sau experimentale, când nodulul sinusal este inactiv, nodulul atrioventricular preia rolul de generator al impulsului electric, conducând la un ritm cardiac mai lent, ritmul nodal. Dacă și nodulul atrioventricular este inactiv, apare ritmul idioventricular, condus de fasciculul Hiss și reteaua Purkinje.

Inițierea și conducerea contracției cardiace sunt procese complexe care pot fi analizate prin modificarea legăturilor cardiace. Legăturile lui Stanius reprezintă o tehnică clasică utilizată pentru a izola mecanic diferite secțiuni cardiace.

Prima legătură a lui Stanius, denumită legătură sinoatrială, este amplasată la limita dintre sinusul venos și auricule. Această legătură blochează circulația impulsurilor electrice între sinus și auricule, inhibând contracția auriculelor și a ventriculului, în timp ce sinusul continuă să se contracte normal.

Legăturile lui Stanius permit izolarea mecanică a diferitelor secțiuni cardiace, fără a le secționa. Permite analiza funcției și conducerii impulsurilor electrice în inime.

Experimentul legăturilor lui Stanius vizează studierea funcției diferitelor secțiuni cardiace, demonstrând rolul crucial al nodulului sinusal în inițierea contracției cardiace.