If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Jeżeli jesteś za filtrem sieci web, prosimy, upewnij się, że domeny *.kastatic.org i *.kasandbox.org są odblokowane.

Główna zawartość

Obciążenie wstępne rozciąga komórki serca — film z polskimi napisami

Dowiedz się, jak rozciągnięcie komórek serca w czasie rozkurczu rzutuje na siłę jego skurczu. Rishi jest lekarzem chorób zakaźnych dzieci i współpracuje z Khan Academy. Stworzone przez: Rishi Desai.

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Na razie brak głosów w dyskusji
Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.

Transkrypcja filmu video

Sporo rozmawialiśmy ostatnio o ciśnieniu i myślę, że dobrze by było mu się trochę bliżej przyjrzeć. i myślę, że dobrze by było mu się trochę bliżej przyjrzeć. Dlaczego ciśnienie końcoworozkurczowe jest takie istotne? I co to właściwie dokładnie znaczy? Najłatwiej będzie, jeśli zastanowimy się nad skutkami jego działania. Najłatwiej będzie, jeśli zastanowimy się nad skutkami jego działania. Co się stanie, jeśli zmienimy ciśnienie końcoworozkurczowe? Co się stanie, jeśli zmienimy ciśnienie końcoworozkurczowe? Pierwsze co zauważymy ma związek ze znanym nam już równaniem na obciążenie wstępne, czyli ciśnienie końcoworozkurczowe razy promień końcoworozkurczowy. czyli ciśnienie końcoworozkurczowe razy promień końcoworozkurczowy. Widzimy, że jeśli ciśnienie rośnie, to rośnie także obciążenie wstępne. Nie zapominajmy, że mianownik to grubość ściany pomnożona przez dwa. Zatem jeśli ciśnienie w komorze rośnie, Zatem jeśli ciśnienie w komorze rośnie, to rośnie również obciążenie wstępne. To ważne. Idźmy teraz krok dalej. Idźmy teraz krok dalej. Co z tego, że rośnie nam obciążenie wstępne? Co z tego, że rośnie nam obciążenie wstępne? Co z tego, że rośnie nam obciążenie wstępne? Przypomnijmy sobie jeszcze, czym właściwie jest obciążenie wstępne, Przypomnijmy sobie jeszcze, czym właściwie jest obciążenie wstępne, bo bardzo ułatwi nam to sprawę. Jeśli popatrzymy na przekrój przez lewą komorę, to nasza lewa komora. Powiedzmy, że przeciąłem ją wpół. W środku działa na nią jakieś ciśnienie. W środku działa na nią jakieś ciśnienie. To nasze ciśnienie końcoworozkurczowe, to samo, od którego zaczynaliśmy. to samo, od którego zaczynaliśmy. Ciśnienie końcoworozkurczowe. Gdy to ciśnienie rośnie, powoduje to pewne zmiany w obrębie ścian serca. powoduje to pewne zmiany w obrębie ścian serca. Zwiększa się ich naprężenie. A naprężenie ścian pod koniec rozkurczu to właśnie obciążenie wstępne. A naprężenie ścian pod koniec rozkurczu to właśnie obciążenie wstępne. Czyli te żółte strzałki reprezentują obciążenie wstępne. Jeśli powiększymy sobie ten obraz, zobaczymy jedną z takich czerwonych, nieco kanciastych komórek. zobaczymy jedną z takich czerwonych, nieco kanciastych komórek. Ta czerwona komórka, narysuję ją w tym miejscu, zaczyna odczuwać skutki zwiększonego napięcia. Żyje sobie radośnie w ścianie serca, aż nagle ulega silnemu rozciągnięciu. aż nagle ulega silnemu rozciągnięciu. I zaczyna wyglądać tak. Nie jest z tego powodu niezadowolona, nadal czuje się świetnie, ale wygląda teraz tak. Nawet jej oczka oddaliły się od uśmiechu. Nawet jej oczka oddaliły się od uśmiechu. Tak będzie wyglądała nasza komórka, gdy będziemy ją rozciągać. Tak będzie wyglądała nasza komórka, gdy będziemy ją rozciągać. A to dlatego, że jest rozciągana z obydwu stron. A to dlatego, że jest rozciągana z obydwu stron. A to dlatego, że jest rozciągana z obydwu stron. W efekcie zaczyna przypominać naleśnik. W efekcie zaczyna przypominać naleśnik. To znaczy mnie kojarzy się z naleśnikiem, bo je uwielbiam. Ale tak chyba łatwiej zapamiętać, że komórki ulegają spłaszczeniu i rozciągnięciu jako bezpośredni skutek wzrostu obciążenia wstępnego. Zapiszę po prostu "rozciągnięcie". Zapiszę po prostu "rozciągnięcie". Albo lepiej "rozciągnięcie komórek serca", bo to tytuł tego filmu. Rozciągnięcie komórek serca. Zobacz jak te malutkie komórki zostają rozciągnięte. Zobacz jak te malutkie komórki zostają rozciągnięte. Zobacz jak te malutkie komórki zostają rozciągnięte. Nie trudno sobie wyobrazić, że rozciągnięciu ulegają również organella komórkowe. że rozciągnięciu ulegają również organella komórkowe. Działamy nie tylko na samą komórkę, ale i na wszystko, co się w niej znajduje. A gdy białka wewnątrzkomórkowe zostają rozciągnięte, dzieje się coś ciekawego. A gdy białka wewnątrzkomórkowe zostają rozciągnięte, dzieje się coś ciekawego. A gdy białka wewnątrzkomórkowe zostają rozciągnięte, dzieje się coś ciekawego. Rozciąganie wiąże się z dwiema istotnymi rzeczami. Zastanówmy się co się dzieje, gdy ciśnienie wewnątrz komór serca rośnie. Zastanówmy się co się dzieje, gdy ciśnienie wewnątrz komór serca rośnie. Dochodzi oczywiście do rozciągania. O tym już rozmawialiśmy i myślę, że jest to dość logiczne. Natomiast rozciągnie powoduje coś, co nazywamy mechanizmem Franka-Starlinga, nazwanym po dwóch uczonych, Franku i Starlingu. Szerzej omówimy go sobie kiedy indziej, Szerzej omówimy go sobie kiedy indziej, ale w uproszczeniu, mechanizm Franka-Starlinga wygląda tak. ale w uproszczeniu, mechanizm Franka-Starlinga wygląda tak. Narysujmy sobie miozynę i aktynę. Być może pamiętasz, że w budowie miozyny wyróżniamy głowy, które stale są gotowe do pracy. wyróżniamy głowy, które stale są gotowe do pracy. Stale chcą się połączyć z aktyną. I znajdują się po obydwu stronach. Narysuję to. A więc na fioletowo mamy miozynę. Skopiuję ją i wkleję jeszcze z drugiej strony. Skopiuję ją i wkleję jeszcze z drugiej strony. Narysuję dwie wersje i wyjaśnię na nich jak działa mechanizm Franka-Starlinga. i wyjaśnię na nich jak działa mechanizm Franka-Starlinga. A więc po obydwu stronach mamy również aktynę. A więc po obydwu stronach mamy również aktynę. A więc po obydwu stronach mamy również aktynę. Znajduje się ona po obydwu stronach, ale na pierwszym rysunku jest bardziej tłoczno. Wszystko jest dość mocno ściśnięte i są miejsca, gdzie zaznaczę tutaj takie miejsce. Mamy tu dwie głowy miozyny i są one zablokowane przez aktynę. i są one zablokowane przez aktynę. Te dwie głowy miozyny zostały przyblokowane przez tę aktynę, Te dwie głowy miozyny zostały przyblokowane przez tę aktynę, a te zostały zablokowane przez tę aktynę, bo chciałyby się związać z tymi po drugiej stronie. bo chciałyby się związać z tymi po drugiej stronie. Te chcą związać tę aktynę, a te tę aktynę. W efekcie, włókna aktyny ulegają zgrupowaniu. Tylko co z tego? Dlaczego miozyna nie zwiąże się po prostu z najbliżej leżącą aktyną? Dlaczego miozyna nie zwiąże się po prostu z najbliżej leżącą aktyną? Dlaczego miozyna nie zwiąże się po prostu z najbliżej leżącą aktyną? Wydaje się, że to rozwiązałoby sprawę. Ale aktyna wykazuje polaryzację. Może wiązać się tylko w jedną stronę. Dlatego, gdy zaczyna się robić tłoczno miozyna nie może się związać z odpowiednią aktyną i pojawia się problem, miozyna nie może się związać z odpowiednią aktyną i pojawia się problem, jak to widzimy na tym schemacie. Mechanizm Franka-Starliga polega na tym, że gdy rozciągniemy komórki serca, rozciągnięte zostają też białka wewnątrzkomórkowe rozciągnięte zostają też białka wewnątrzkomórkowe i otrzymujemy mnóstwo szczęśliwych głów miozyny. Są bardzo szczęśliwe. Są bardzo szczęśliwe. I te również. Zatem dzięki rozciągnięciu mięśnia, dostajemy więcej głów miozyny, które są gotowe do pracy. I o to chodzi w mechanizmie Franka-Starlinga, żeby mieć więcej pracujących głów miozyny. O to właśnie chodzi. To oczywiście mocno uproszczone przedstawienie mechanizmu Franka-Starlinga, To oczywiście mocno uproszczone przedstawienie mechanizmu Franka-Starlinga, jest on bardziej skomplikowany, czym zajmiemy się później, jest on bardziej skomplikowany, czym zajmiemy się później, ale to jest najważniejsze. Kolejnym mechanizmem związanym z rozciąganiem jest mechanizm inotropowy. Jeśli działanie inotropowe kojarzy ci się raczej z jonami wapnia, Jeśli działanie inotropowe kojarzy ci się raczej z jonami wapnia, Jeśli działanie inotropowe kojarzy ci się raczej z jonami wapnia, to masz rację. Mechanizm inotropowy ma związek z wapniem. Zrobię sobie trochę miejsca i opowiem o co chodzi. Zrobię sobie trochę miejsca i opowiem o co chodzi. Mamy oczywiście aktynę i miozynę. Mamy oczywiście aktynę i miozynę. i wiemy już jak ważne jest połączenie tych dwóch. i wiemy już jak ważne jest połączenie tych dwóch. A więc aktyna i gotowa do połączenia z nią, miozyna. i gotowa do połączenia z nią, miozyna. To nasza miozyna. A czy pamiętasz, co pokrywa włókna aktynowe? Pokrywa je tropomiozyna. Białko to działa jak przyzwoitka, która nie pozwala miozynie zbliżyć się za blisko do aktyny. która nie pozwala miozynie zbliżyć się za blisko do aktyny. Tropomiozyna. Chroni ona przed połączeniem aktyny i miozyny. Chroni ona przed połączeniem aktyny i miozyny. Tym, co pozwala w odpowiednim momencie odsunąć od nich tropomiozynę Tym, co pozwala w odpowiednim momencie odsunąć od nich tropomiozynę jest znana nam już troponina. To nasza troponina. Pozwala ona uwolnić aktynę od tropomiozyny. Wyróżniamy trzy typy troponin, troponinę C, troponinę I oraz troponinę T. Teraz skupimy się na troponinie C. Teraz skupimy się na troponinie C. Wygląda ona mniej więcej tak. Wygląda ona mniej więcej tak. To nasza troponina C. Ma ona zdolność do wiązania wapnia. I załóżmy, że tak właśnie się dzieje. Tutaj mamy jony wapnia. Tutaj mamy jony wapnia. A więc troponina C i jony wapnia. Gdy ściana serca ulega rozciągnięciu, białka mocno to odczuwają. Troponina C zostaje rozciągnięta wraz z całą komórką i zaczyna wyglądać tak. Tak będzie wyglądać nasza troponina C. Jej rozciągnięta wersja zachowuje się nieco inaczej niż ta nierozciągnięta. zachowuje się nieco inaczej niż ta nierozciągnięta. Nierozciągnięta troponina C może łączyć się z jonami wapnia, Nierozciągnięta troponina C może łączyć się z jonami wapnia, ale wcale nie musi. Nie ma większych preferencji, więc może się to zdarzyć, a może nie. więc może się to zdarzyć, a może nie. Natomiast rozciągnięta troponina C jest na tak. Natomiast rozciągnięta troponina C jest na tak. Bardzo chce się związać z jonami wapnia. Bardzo chce się związać z jonami wapnia. To bardzo ważna różnica, bo troponina C zwiększa swoje powinowactwo do wapnia kiedy tylko komórki serca ulegają rozciągnięciu. Zmiana kształtu troponiny C zwiększa jej chęć do wiązania wapnia. A gdy do tego dojdzie, Troponina C staje się bardziej efektywna w odsuwaniu tropomiozyny Troponina C staje się bardziej efektywna w odsuwaniu tropomiozyny i miozyna może złączyć się z aktyną. Zbierzmy te informacje. Te dwa mechanizmy mają ze sobą wiele wspólnego. Te dwa mechanizmy mają ze sobą wiele wspólnego. Po rozciągnięciu serca, mechanizm Franka-Starlinga pozwala zaangażować do pracy większą ilość miozyny, natomiast w kontekście mechanizmu inotropowego, dochodzi do zmiany kształtu troponiny C, co nasila jej powinowactwo do jonów wapnia. co nasila jej powinowactwo do jonów wapnia. A zatem mamy więcej głów miozyny, A zatem mamy więcej głów miozyny, czego uczą nas Frank i Starling i nie mamy co prawda większej ilości wapnia, ale i tak wykazuje on silniejsze działanie, ponieważ troponina C ma większą ochotę, żeby go przyłączyć. ponieważ troponina C ma większą ochotę, żeby go przyłączyć. Więc działanie wapnia jest nasilone. Czyli jeszcze raz, mamy więcej miozyny i do tego wapń pomaga jej łatwiej wiązać się z aktyną i do tego wapń pomaga jej łatwiej wiązać się z aktyną Oznacza to, że mamy więcej miozyny, Oznacza to, że mamy więcej miozyny, która przekształca ATP w energię mechaniczną. A więc dzięki tym dwóm mechanizmom otrzymujemy większą energię mechaniczną, czyli silniejszy skurcz lewej komory. O to w tym wszystkim chodzi. O to w tym wszystkim chodzi. Dostajemy dzięki nim większą siłę skurczu. A co za tym idzie? Komora silniej działa na znajdującą się w niej krew, Komora silniej działa na znajdującą się w niej krew, a więc tworzy wyższe ciśnienie. Wyższa siła skurczu przekłada się na wyższe ciśnienie w lewej komorze. Dotyczy to oczywiście tylko fazy skurczu, Dotyczy to oczywiście tylko fazy skurczu, a zaczynaliśmy przecież od rozkurczu. a zaczynaliśmy przecież od rozkurczu. Mieliśmy się dowiedzieć jakie jest znaczenie obciążenia wstępnego Mieliśmy się dowiedzieć jakie jest znaczenie obciążenia wstępnego i ciśnienia końcoworozkurczowego. I nareszcie dotarliśmy do sedna. I nareszcie dotarliśmy do sedna. Większe obciążenie wstępne silniej rozciąga komórki serca Większe obciążenie wstępne silniej rozciąga komórki serca i dzięki omawianym przez nas mechanizmom, zmienia się czynność tych komórek. i dzięki omawianym przez nas mechanizmom, zmienia się czynność tych komórek. Aktyna i miozyna łatwiej się ze sobą wiążą, Aktyna i miozyna łatwiej się ze sobą wiążą, a jony wapnia zyskują większą efektywność w uwalnianiu aktyny, a jony wapnia zyskują większą efektywność w uwalnianiu aktyny, co przekłada się na większe ciśnienie skurczowe lewej komory. co przekłada się na większe ciśnienie skurczowe lewej komory. Zatem obciążenie wstępne, które ma miejsce pod koniec rozkurczu ma ogromny wpływ na wartość ciśnienia w lewej komorze podczas skurczu. ma ogromny wpływ na wartość ciśnienia w lewej komorze podczas skurczu.