Herzleistung. Pumpleistung Liter/Tag 400 millionen Liter. Erkrankungen: Herzfrequenz: 100 Jahre lang
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- Monika Bieber
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2 Herzleistung Pumpleistung 5l/min *5 bei Belastung 7500 Liter/Tag 400 millionen Liter Volumen: 1km*40m*10m 10m Erkrankungen: 30% aller Todesfälle Herzfrequenz: Schlägt mal/tag 100 Jahre lang
3 Regulation of the heart beat Sinoatrial node: Heart beat Electrical activity Autonomous nervous system: Coordination Ventricular Myocardium: Electrical activity EC coupling Contraction
4 Regulation of the heart beat Sinoatrial node: Heart beat Electrical activity Autonomous nervous system: Coordination Ventricular Myocardium: Electrical activity ^1 EC coupling Contraction
5 Heart rate and life expectancy Heart ra ate (bp pm) Mouse Hampster Rat Monkey Marmot Dog Cat Giraffe Tiger Ass Horse Lion Elephant Whale Whale Man Life expectancy (years)
6 The cardiac rhythm
7
8 Regulation of the heart beat
9 ΔV
10 Das kardiale Aktionspotential Kammer
11 kardiales Aktionspotential: Ionenkanäle
12 Das kardiale Aktionspotential spannungsgesteuert 0 mv -80 mv RMP
13 Intra- und extrazelluläre Ionenkonzentrationen intrazellulär extrazellulär Na K Ca Cl HCO große Anionen
14 Die Na/K-ATPase EZ Na,, K IZ Na, K Na + /K + -ATPase: Export: 3 Na + Import: 2 K +
15 Aufbau der Zellmembran
16 Aufbau der Zellmembran
17 Die Entstehung des Ruhemembranpotentials EZ + = 0 IZ Konz.- Konz.- elektr.- Gradient Gradient Potential Differenz
18 Ruhemembranpotential Eine Membran mit Ionenkanälen für eine Ionenspezies erzeugt ein Potential, das dem Konzentrationsgradienten dieses Ions über der Membran entspricht (Gleichgewichtspotential, Nullstrompotential) Bei vorgegebenem Konzentrationsgradienten (Na + /K + - ATPase) entwickelt sich ein genau definiertes Potential
19 Die Nernstgleichung bei 37 C, Umformung in dekadischen Logarithmus und einwertigem Kation:
20 Nernstpotential für kardiale Ionen Intrazellulär Extrazellulär Nernst Potential (mm) (mm) (mv) Na K Ca Cl große Anionen
21 Triebkraft für Ionenströme Elektromotorische Kraft: Differenz aus aktuellem Membranpotential (E m ) und Gleichgewichts Potential (E x x) ): E = E m -E x
22 Das kardiale Aktionspotential Kammer
23 Das kardiale Aktionspotential spannungsgesteuert 0 mv -80 mv RMP
24 Das kardiale Aktionspotential E Ca : +120 mv E Na : +70 mv 0 mv -80 mv E K Nernstpotential für K + : -94 mv
25 kardiales Aktionspotential: Ionenkanäle
26 kardiales Aktionspotential: Ionenkanäle Das AP ist der gewichtete Mittelwert der 3 Nernst Potentiale Phase 4: RMP: K + -Leitfähigkeit dominiert (I K1 inward rectifier ist nahe dem RMP offen).
27 inward rectifier -Kaliumstrom: Ruhemembranpotential Charakteristika: Einwärts-gleichrichtend keine Spannungsabhängigkeit Inaktivierung Kalium-permeabel
28 kardiales Aktionspotential: Ionenkanäle Phase 0, schneller Aufstrich: Schnelle Aktivierung der Na + Kanäle macht GNa dominant. GK fällt (I K1 weniger offen) Andere spannungsaktivierte K + Ströme sind noch nicht geöffnet Ca 2+ Kanäle haben langsamere Öffnungskinetik
29 Natriumstrom: Depolarisation Schwelle für AP: -45 mv V 0.5
30 Natriumstrom: Depolarisation
31 Natriumstrom: Depolarisation
32 Zustände von Natriumkanälen
33 QT prolongation Drug induced Long-QT syndrome 37% other 7% Rhabdo myolysis 21% Hepatototoxicity 7% Nephrotoxicity 7% Cardiotoxicity 21% Torsades Sudden cardiac death Torsade
34 QT prolongation Drug induced Long-QT syndrome 37% other 7% Rhabdo myolysis 21% Hepatototoxicity 7% Nephrotoxicity 7% Cardiotoxicity 21% Torsades Sudden cardiac death Torsade
35 kardiales Aktionspotential: Ionenkanäle Aaaaaaaaah FUGU
36 kardiales Aktionspotential: Ionenkanäle Tetrodotoxin
37 kardiales Aktionspotential: Ionenkanäle Phase 1, schnelle Repolarisation Na + Kanäle inaktivieren und I to ( to (to for transient outward current) macht einen kurzen turbo boost. GK dominiert über GNa.
38 K + - currents I to 400 pa 500 ms
39 kardiales Aktionspotential: Ionenkanäle Phase 2, Plateau: L-type Ca Kanäle und delayed rectifier K Kanäle sind aktiviert GK und GCa sind codominant
40 cardiale L-Typ Ca 2+ Kanäle Cav ms Timothy Syndrom
41 Ca 2+ dependent inactivation in Cav1.2 Regulation of AP duration Cav ms Alseikhan, B. et al. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99,
42 kardiales Aktionspotential: Ionenkanäle Phase 3, Repolarisationphase Ca 2+ Kanäle sind inaktiviert K + Kanäle dominieren
43 delayed rectifier -Kaliumstrom: Repolarisation Charakteristika: langsame Aktivierung keine Inaktivierung Kalium-permeabel
44 Kaliumkanal-Typen I to spannungsgesteuert initiiert Repolarisation inward rectifier langsame Aktivierung keine Inaktivierung Kalium-permeabel delayed rectifier Repolarisation spannungsgesteuert g I Kr : schnell aktivierend I Ks : langsam aktivierend
45 kardiales Aktionspotential: Ionenkanäle
Intra- und extrazelluläre Ionenkonzentrationen
Neurophysiologie Neurophysiologie Intra- und extrazelluläre Ionenkonzentrationen intrazellulär extrazellulär Na + 8-30 145 K + 100-155155 5 Ca 2+ 0.0001 2 Cl - 4-30 120 HCO 3-8-15 25 große Anionen 100-150
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