InimăCorpul uman este format din miliarde de celule ce lucrează ca un tot pentru susţinerea vieţii. Aceste celule se hrănesc cu nutrienţi proveniţi din alimentele pe care le consumăm şi funcţionează cu ajutorul oxigenului provenit din respiraţie.

 

 

 

 

Toate schimburile nutritive şi gazoase se realizează printr-un sistem complex de artere şi vene. Sângele aflat în acest sistem închis circulă propulsat de motorul organismului – inima.

Inima este un organ cu funcţie de pompă, generator de contracţii ritmice auto-întreţinute ce asigură energia necesară deplasării sângelui prin circuitul închis din mica şi marea circulaţie.

 

Electrocardiograma. Cum funcţionează?

Electrocardiograma sau ECG (uneori EKG) este utilizată astăzi în lumea întreagă că o metodă relativ simplă pentru diagnosticarea bolilor inimii. O electrocardiogramă este o înregistrare a micilor unde electrice generate în timpul activităţii inimii.



 

 

 

 

 

Structura inimii

Inima îndeplineşte rolul de pompă la toate animalele şi evoluează treptat, de la un simplu tub muscular cu activitate ritmică la forme mai complexe – cu atrii şi ventricule. Separarea completă a inimii (atriile de ventricule) apare abia la păsări şi mamifere. Aceste etape ale evoluţiei inimii pot fi regăsite şi la evoluţia embrionul uman – mai întâi apare tubul cardiac apoi camerele care se separă până la naştere.

Inima este alcătuită din trei structuri diferite – endocard, miocard şi pericard (de la interior spre exterior).

Endocardul. Sângele în contact cu o suprafaţă rugoasă – aer, corp străin, se coagulează. Arterele şi venele sunt căptuşite la interior de endoteliu (un strat de celule) care intră în contact cu sângele şi previne coagularea, în schimb camerele inimii sunt acoperite de endocard. Acesta asigură netezimea suprafeţelor ce vin în contact cu sângele. Dacă endocardul ar fi lezat s-ar forma trombi (cheaguri de sânge) în cavităţile inimii, care, prin deplasare vor bloca diferite artere – embolie prin trombi.

Miocardul este constituit din celule musculare cardiace, un sistem excito-conductor (pentru asigurarea contracţiilor inimii) şi un schelet fibros. Fibrele musculare cardiace sunt prinse pe scheletul fibros. Aceste fibre au un diametru de aproximativ 20 de microni şi o lungime de 150 de microni şi sunt delimitate de o membrană celulară – sarcolema. În această membrană sunt inserate foarte multe pompe ionice. Rolul acestor pompe este de a asigura depolarizarea şi repolarizarea fibrelor pentru menţinerea contracţiei cardiace. Toate aceste pompe realizează un transport activ de ioni şi sunt consumatoare de energie pe care o obţin din moleculele de ATP. Pe lângă canale ionice, în sarcolemă se mai găsesc diverşi receptori.

Fibrele musculare striate de tip cardiac au mai multe nuclee şi foarte multe mitocondrii – acestea ocupă până la 40% din volumul celulei.

Pericardul este un sac dublu în care se găsesc câţiva mililitri de lichid cu rol de lubrifiere. Rolul pericardului este de a limita expansiunea şi umplerea cu sânge a inimii.

 

 

Sistemul auto-excitator al inimii

Acest sistem este implicat în iniţierea şi generare impulsurilor pentru realizarea contracţiei. Este format din mai mulţi noduli situaţi pe suprafaţa miocardului:

Nodulul sinusal – descoperit de Keith şi Flack în 1906, are o grosime de 2 mm şi o lungime de 2 cm, fiind situat la nivelul atriului drept. Este format dintr-o acumulare de celule P ce sunt dotate cu capacitatea de automatism. Nodulul sinusal are rolul principal în generarea impulsurilor electrice şi impune ritmul cardiac.

Nodulul atrio-ventricular – descoperit de Aschoff-Tawara în 1892, este situat sub endocard. Este format din celule asemănătoare cu cele din nodulul sinusal la care care se adaugă celule Purkinje cu rol în conducerea impulsului electric.

Fasciculul Hiss continuă nodulul atrio-ventricular şi se găseşte la nivelul septului ce desparte cei doi ventriculi, fiind izolat într-un canal. Pe traiectul său, fasciculul Hiss se desparte în două ramuri cu direcţie spre cei doi ventriculi (un ram stâng pentru ventriculul stâng şi unul drept pentru ventriculul drept).

Reţeaua Purkinje continuă ramurile fasciculului Hiss şi se termină în profunzimea miocardului.

 

Inima


Funcţionarea inimii

Procesele metabolice ce se desfăşoară în cardiomiocite sunt foarte complexe, deoarece inima se contractă şi se relaxează ritmic toată viaţă. Metabolismul acestor celule este aerob (consumă oxigen) şi este asigurat de un număr foarte mare de mitocondrii (mitocondriile produc ATP care este folosit de pompele din membrană sau pentru contracţie). Energia necesară funcţionării inimii este asigurată de acizii graşi, doar 20% din energie este asigurată de glucoză. 90% din energia consumată de miocard este folosită pentru susţinerea contracţiei, iar restul de 10% pentru transport activ prin pompele ionice.

În condiţii de efort, inima răspunde prin creşterea consumului de energie (şi a consumului de oxigen) şi stimularea sintezei de proteine. Primele proteine contractile nou-sintetizate apar după 20 de minute de efort. Rezultatul sintezei de proteine este hipertrofia cardiacă – este o metodă de adaptare a organismului la mediu, dar şi în condiţii patologice.

În condiţii de hipoxie (lipseşte oxigenul) inima nu mai reuşeşte să îşi desfăşoare activitatea normal. Cordul este un mare consumator de energie şi oxigen, dar de-a lungul timpului şi-a dezvoltat câteva mecanisme ce pot compensa pentru o perioadă scurtă de timp lipsa oxigenului. Hipoxia prelungită consumă rezervele cordului şi determină apariţia leziunilor şi a zonelor de necroză – infarct de miocard.

 

 

Infarctul miocardic pe înţelesul tuturor

Cu toţi am auzit de infarct şi probabil că majoritatea îl asociază cu inima, ca fiind o afecţiune gravă a acesteia. Prin definiţie însă noţiunea de infarct nu se referă doar la inimă, ci la orice organ. Orice organ are nevoie de sânge, pe care îl primeşte prin intermediul unor artere.



 

 

 

 

 

 

Inima – glandă endocrină

Pe lângă celule musculare şi cu automatism, inima mai are câteva celule ce conţin granule secretoare. Substanţa secretată de inimă a fost denumită peptid natriuretic atrial sau ANF. Eliberarea de ANF se face atunci când creşte presiunea în interiorul atriilor, ceea ce stimulează receptorii de întindere din pereţi. ANF acţionează asupra vaselor de sânge din rinichi, tub digestiv, creier sau inimă producând vasodilataţie şi inhibă secreţia de renină (de la nivelul rinichilor) sau ADH (din glanda hipofiză).


Contracţia ritmică a inimii

Inima îşi continuă activitatea ritmică contractilă, chiar dacă este izolată de orice influenţă nervoasă sau umorală. Acest fenomen se poate observa cel mai uşor prin disecţia unei broaşte şi scoaterea inimii din organism.

Capacitatea celulelor miocardului de a genera impulsuri spontan se numeşte automatism cardiac. În condiţii normale această proprietate apare doar la celulele sistemului nodal, ce descarcă ritmic impulsuri care se propagă – apare contracţia. Rolul principal de generare a impulsurilor îi revine nodulului sino-atrial, dar în anumite condiţii patologice ritmul poate fi preluat şi de alt nodul.


De ce aceste celule descarcă automat şi ritmic impulsuri?

Celulele sistemului nodal sunt incapabile să-şi menţină un potenţial membranar de repaus constant. În timpul diastolei, fibrele miocardice se depolarizează lent şi continuu, până la atingerea unui prag de excitaţie. După ce este atins pragul de excitaţie, se deschid canalele din membrana celulară şi se produce un potenţial de acţiune ce se propagă (sau sistola). Adică celula P din sistemul nodal se simte bine când K este în interiorul ei, iar Na la exterior. Problema celulei este că nu poate opri intrarea Na în interior, iar când acesta se adună, celula produce şi descarcă un impuls – potenţialul de acţiune ce va afecta şi alte celule. După ce s-a descărcat, în celulă intră în funcţiune pompele de ioni ce vor scoate Na afară, dar acesta va intra din nou în celulă (după un timp de repaus), deoarece nimeni nu îl opreşte.

Deci mecanismul poate fi simplificat şi uşor de înţeles – celula P din sistemul nodal nu poate opri pătrunderea Na în interior şi la un moment dat (când este atinsă valoarea prag a potenţialului de acţiune) aceasta produce un impuls electric ce se va propaga de la o membrană la alta (la toate celulele).

Imediat vor intra în funcţiune pompele de ioni pentru restabilirea stării de dinainte (sau potenţialul de repus), dar după ce activitatea lor se încheie, Na pătrunde din nou în celulă şi ciclul se tot reia. Aceasta este o explicaţie simplificată a producerii impulsului, în realitate mecanismul este mult mai complex şi implică funcţionarea unor canale cu flux rapid şi lent de ioni, canale de Na, Ca şi K, care vor modifica potenţialul electric al celulelor şi vor produce depolarizarea membranelor.

 

Cum funcţionează inima umană - 2 animaţii

Iată în continuare 2 animaţii care explică anatomia şi funcţionarea inimii omului. În prima, puteţi selecta între vizualizarea exteriorului (plimbaţi mouse-ul deasupra imaginii inimii şi executaţi clic pe diversele părţi anatomice pentru detalii) şi a interiorului inimii (cu două variante, vizualizarea valvelor - pulmonară, aortică, mitrală, tricuspidă - sau a camerelor - cele două atrii şi cele două ventricule).

 

 

 

 

 

 

Contracţia inimii

Nodulul sino-atrial descarcă impulsuri cu o frecvenţă de 70-80 pe minut, iar nodulul atrio-ventricular, fasciculul Hiss şi reţeaua Purkinje vor descărca cu o frecvenţă de 40-60/min şi 20-40/min. Rolul nodului atrio-ventricular este de a întârzia propagarea impulsului spre ventricule, iar fasciculul Hiss şi reţeaua Purkinje au rol de conducere a impulsului provenit din nodulul sino-atrial.


Revoluţia cardiacă


Inima are rol de a pompa sângele în sistemul circulator. Contracţia inimii se numeşte sistolă, iar relaxarea se numeşte diastolă. Succesiunea sistolelor şi a diastolelor formează revoluţia cardiacă.

Revoluţia cardiacă (sistolă-diastolă) durează 0,8 sec la o frecvenţă de 70 bătăi/min. Revoluţia cardiacă începe cu sistola atrială (0,1 -0,15 sec) după care urmează sistola ventriculară (0,3 sec). La finalul fiecărei sistole, inima intră în relaxare (diastola – 0,7 sec pentru atrii şi 0,5 sec pentru ventricule).


Cum pompează inima sângele?

Inima este formată din patru camere (două atrii şi două ventricule) despărţite de un sept. Atriile se deschid în ventricule, iar din ventricule pornesc arterele spre organism sau plămâni.

Să luăm ca exemplu inima stângă, formată din atriul şi ventriculul stâng şi să presupunem că ventriculul stâng este plin cu sânge şi se contractă. Pereţii ventriculului se strâng şi creşte presiunea din interior (sângele nu se poate întoarce înapoi în atrii deoarece orificiul este închis de valva mitrală). Creşterea presiunii determină deschiderea valvei aortice, iar sângele este trimis în aortă. Se încheie sistola ventriculară în acest moment. După contracţie, pereţii ventriculului stâng se relaxează, ceea ce determină scăderea presiunii în interior (camera ventriculului este goală). Pentru a echilibra presiunea, sângele se întoarce din aortă înapoi în ventricul, dar există valva sigmoidă (la orificiul aortei) ce se închide, prevenind refluxul sângelui. Cum presiunea din ventricul scade, se deschide valva mitrală (de la orificiul atrio-ventricular), iar sângele din interiorul atriului pătrunde în ventricul – umplerea rapidă. De unde provine sângele din atriu care umple ventriculul?

În momentul când pereţii ventriculului s-au contractat, s-a produs o scădere a presiunii în atriu – pentru echilibrarea presiunii a fost aspirat sângele din venele pulmonare (în atriul stâng se varsă patru vene pulmonare).

Momentan ventriculul este în diastolă şi se umple cu sânge. După umplerea rapidă (mai sus), urmează contracţia atriilor ce vor umple complet ventriculul. În timpul acestei umpleri, stimulul ajunge la nivelul nodului atrio-ventricular, unde este întârziat exact cât durează umplerea prin sistola atrială.

Deci avem din nou un ventricul plin de sânge, un atriu gol, dar care se va umple şi impulsul ce ajunge la fascicolul Hiss şi reţeaua Purkinje – se va declanşa contracţia ventriculului şi tot ciclul se reia.

 




Infarctul de miocard

Reprezintă una dintre cele mai frecvente manifestări ale aterosclerozei coronariene şi se caracterizează prin producere unei zone de necroză datorate lipsei de oxigen (hipoxie). Cauzele sunt diverse, dar cel mai frecvent se datorează depunerii plăcilor de aterom pe arterele coronare (ateroscleroză coronariană).  Datorită zonei de necroză care apare se modifică funcţia de pompă a inimii – ventriculul stâng se umple mai puţin dacă este afectată 10% din suprafaţa sa sau cordul intră în şoc dacă suprafaţa afectată este mai mare de 40% din masa ventriculului.

În cursul vindecării infarctului, o parte din zona lezată poate fi recuperată dacă nu este afectată de necroză. Principalul scop al terapiei infarctului de miocard este reprezentat de salvarea unor zone afectate de infarct, dar care nu s-au necrozat – miocardul siderat şi hibernant.


Simptomele infarctului de miocard acut


Pacientul care a suferit un infarct prezintă ca simptom specific durerea. Aceasta este mai intensă şi durează mai mult decât durerea din angină pectorală şi nu dispare la administrarea de nitroglicerină. Pe lângă durere, mai apare febra moderată, scade tensiunea arterială, apar ameţeli, agitaţie, o stare de confuzie sau greţuri şi vărsături.


Complicaţiile IMA

În 20% dintre cazurile de infarct apare şocul cardiogen. Acesta este în 90% din cazuri mortal. În şocul cardiogen funcţia inimii este alterată – scade brusc debitul cardiac şi tensiunea arterială. Pe lângă intrarea în şoc, un infarct se poate complica cu tulburări de conducere (ritmul nu mai este generat de nodulul sino-atrial) sau tulburări de ritm cardiac (apar extrasistole).

 



Bibliografie
Fiziopatologie specială , Magda Bădescu
Fiziologie umană, I. Hăulică
en.wikipedia.org/wiki/Heart
en.wikipedia.org/wiki/Electrical_conduction_system_of_the_heart
Imagini: McMINN Atlas de anatomie a omului, ed IV, Abrahams, Hutchings, Marks Jr.


Dacă găsiţi scientia.ro util, sprijiniţi-ne cu o donaţie.


PayPal ()
CoinGate Payment ButtonCriptomonedă
Susţine-ne pe Patreon!