Повишаване на сърдечната съкратимост

Ето един въпрос. Как сърцето може да увеличи силата на съкращение? Всъщност, като мислиш за това, се поставяш в позицията на сърцето. Сърцето работи много, много усилено всеки ден, за да бие. И ако си сърцето… Да кажем, че това си ти и трябва да откриеш това. Работиш много усърдно. И от сърцето се иска още повече. Какъв е отговорът? Как ще увеличиш силата на съкращение? Знаеш, че има един вид енергия, която се преобразува в друг вид енергия. Това е химичната енергия. Става дума за молекулата АТФ – когато кажа химична енергия, говоря за нея. Тя се преобразува в механична или кинетична енергия. Този процес на преминаване от химична енергия в механична енергия създава силата на съкращение. Така получаваш силата на съкращение. Има един специфичен протеин, който ти позволява да направиш това. Този протеин изглежда по следния начин. Това е миозиновата главичка. Всъщност, дори не е цял протеин, а част от протеин. Миозиновата главичка е това, което ти позволява да преобразуваш химична енергия в механична енергия. Въпросът е дали можеш да накараш повече миозинови главички да работят. Това е отговорът. Ако искаш повече сила, трябва да работят повече миозинови главички. Ако имаш, да кажем... Да кажем, работят 100 миозинови главички. Как стигаш до 200? Или, ако имаш 200, как стигаш до 500? Как ще получиш повече? За да отговорим на въпроса, трябва да открием от какво се нуждаят миозиновите главички, за да си свършат работата. Нека започнем с два ключови критерия. Двете ключови неща, от които знаем, че имат нужда. Едното е, че трябва да са близо до актин. Знаем, че за да работят, трябва да има друг протеин, наречен актин. Ако са далече от актина, това няма да работи. Те няма да могат да си свършат работата. Спомни си, че тук се появява въпросът за полярността. Под полярност имам предвид, че актинът има определена посока. Не само трябва да са близо до актин, трябва да са близо до актин, който е ориентиран подходящо. Второто нещо е, че имат нужда от калций. Калцият трябва да се свърже с тропонин С. Защо е така? Помни, тропонин С – ще запиша съкратено троп С, но това е тропонин С. Тропонин С всъщност ще премести тропомиозина. Това е просто припомняне какво прави. Когато тропомиозинът бъде преместен, тогава актинът е свободен да се прикрепи към миозина. Това са двете важни неща, които да вземем предвид. Трябва да се уверим, че миозинът е близо до актин, и че калцият се свързва с тропонин С. Ще направя малко място. Ще покажа нещо, което начертах по-рано. Мисля, че можем да разделим урока на две части, понеже друга особеност е дали разглеждаме края на систолата, или края на диастолата. Кой момент разглеждаме? И, разбира се, винаги е хубаво да надпишем това. Нека от тази страна да говорим за края на диастолата, а от другата страна ще говорим за края на систолата. Това ще е краят на систолата. Това са двете точки във времето, които мисля, че е важно да обсъдим поотделно. Що се отнася до двата критерия, кое от тези ще ги изпълни? Нека караме стъпка по стъпка. Близо до актин. Коя от тези миозинови главички е близо до актин, който ѝ трябва? Тези трите със сигурност. Тези петте също са близо до актин с подходящия поляритет, както и тези петте, и тези трите. Но тук не съм оградил няколко от тях. Не оградих тези двете и тези двете. Причината е, че те са близо до актин с неподходящ поляритет. Дори начертах стрелките на актина, за да можеш да видиш какво имам предвид. Те са близо до актин, който е в неподходяща посока в сравнение с този, с който трябва да се свържат. Колко общо са оградените в синьо миозинови главички? Имаме 16. Спомни си, че критерий 2 се отнася за калция. Ще взема някаква стойност. Да кажем, 10. Да кажем, че има 10 калциеви йона, които се носят наоколо. Ще избера по-голямо число, за да илюстрирам друг момент. Да кажем, че 20 калциеви йона се носят наоколо. И нека кажем, че ще трябва да се прикрепят към тропонин С. Тропонин С, да кажем, се прикрепя само към 50% от калциевите йони. 50% ще се прикрепят към тропонин С. Какво ще получиш? Имаш 50% от 20. Значи 10 калциеви йона ще се прикрепят. Ще направя една разделителна линия. Имаш 10 калциеви йона, които ще се прикрепят. Ще сложа 10 калциеви йона тук. Да видим какво се случва. 1, 2. 3. 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10. 10 калциеви йона. Въпросът е колко миозина работят. Ще оградя – или, с малки червени стрелки ще посоча миозиновите главички, които работят, които удовлетворяват двата ни критерия. Дотук имаме две тук. И после имаме тази тук. Имаме тази тук. Имаме една тук. Имаме една и тук. Общо 7 работят. Нека запиша това. 7 от 20 миозинови главички работят. Това не е много зле. Но дори не е 50%. Но нека оставим това. Това го знаем. Сега ще преработя това с определена цел. Сърцето иска повече от 7. Знаем, че главната стратегия – говорили сме за това, но не в този контекст – главната стратегия за повече работещи миозинови главички се нарича разтягане. Това е краткият отговор на началния ни въпрос, който беше как да работят повече миозинови главички. Просто ги разтягаш. Поне ако си в края на диастолата. Това е отговорът. Знаем, че това е ключовата идея. Нека вземем разтегната версия на това и да видим какво се случва. В разтегната версия имаш 20 калциеви йона. Вместо да прикрепим 50% от тях към тропонин С, знаем, че повече от тях ще искат да се прикрепят, понеже това е едно от ключовите неща при разтягането. Спомни си, че тропонин С сега силно ще иска да се прикрепи към калция. Повече от него се прикрепя. И това е едно от интересните свойства на тропонин С – че може да промени афинитета си за калций. Сега ще се прикрепят 15 калциеви йона. Това е повече от 10-те по-рано. Точно както преди, ще оградя миозина, който е близо до актина с подходящ поляритет. Дотук имаме 5, 10, всички. Всички от тях са близо до актин с подходящия поляритет. За разлика от преди, когато някои бяха близо, а някои не бяха близо до актин с подходяща ориентация. Тук всички са. Мога да нарисувам и калция. Ще го добавя към различни части от актина. Може да се чудиш защо се прикрепва чак тук вляво. Там няма миозин. Но, помни, калцият просто ще се прикрепи към тропонин С, където си иска. Ще се прикрепи навсякъде. Дори където няма миозин. Нека сега... Мисля, че имам още 3 – 1, 2, 3. Дотук имаме общо, да кажем – ще начертая червени стрелки до тези, които работят. Имаме един миозин тук, един тук, един тук, един тук, един тук, тук. Навсякъде, където имаме свързан калций, имаме работеща миозинова главичка. Сега имаме общо 9 от 20. Това значително се повиши. 9 от 20 са свързани. Хубаво е да видим това. Като използваме разтягане, успяхме да накараме още няколко миозинови главички да работят. Повтарям, че тези стойности са произволни. Не искам да се заплиташ в числата, а да схванеш концепцията, че разтягането ни помага да увеличим количеството миозин, което преобразува химична енергия в механична сила. Всичко това се случва в края на диастолата. И това е добре. Но какво да кажем за края на систолата? Какво се случва тогава? Можеш да видиш, че в края на систолата има две рисунки на актин и миозин, които изглеждат еднакви. В края на систолата, когато всичко се е съкратило, ролята на разтягането ще е по-маловажна. То няма значение. Трябва да помислим за нова стратегия, ако искаме повече миозинови главички да работят. Каква ще е тази стратегия? Да започнем с първия сценарий. Ще нарека двата горни сценария А, а двата долни – В. Да видим сценарий А в края на систолата. Да започнем с ограждане на миозиновите главички, които могат да работят. Имам 1 тук и пет тук. Виждаш накъде отиваме. Имаш пет тук и една тук. Причината е блокирането от цялата тази част тук. Ще го начертая в различен цвят. Цялата тази част ги блокира и цялата тази част ги блокира, понеже са с неподходящ поляритет. За критерий 2 казахме, че ти трябва калций. Какво ще се случи тук? Да използваме същите числа за по-лесно. Да кажем 20 калциеви йона и 50% се свързват с тропонин С. Това ми дава същия брой като преди. Ще имаме общо 10. Имаме 10 калциеви йона. Ще ги разпръсна. Ще сложа 1 тук, един тук, три, нека са четири, 5, 6, 7, 8, 9 и 10. Колко ще работят? Колко миозинови главички работят? Имаме една тук. Разбира се, тези не работят, тези тук в средата. Ще ги оградя. Тези са блокирани. Все още само 1. Имаш една тук. Тя работи. Имаш една и тук. Тя работи. Искам да изтъкна, че имам калций тук и тук. Не поставих стрелка тук, понеже, отново, тези миозинови главички са близо до актин, но този калций не се прикрепя към близкия актин, а се прикрепя към далечния актин от другата страна. Тези миозинови главички няма да работят. Общо имам само три. Това не е много. Не е страхотно. Стратегията, която сърцето използва в края на систолата, не е разтягане, а увеличаване на калция. Ако просто увеличиш количеството калций, тогава можеш да получиш много по-добър резултат. Това е ключовата идея и ключовата стратегия. Да видим какво става, ако увеличиш количеството калций. Ще го удвоя на 40 калциеви йона. Това е голям брой калциеви йони. Да кажем, че 50% – ще оставя това число същото – се прикрепят към тропонин С. Това ми дава 20 калциеви йона. Мога да ги сложа където и да е. Ще ги разпръсна, едно, две, 3, 4, 5. Имам много. Трябва да ги сложа навсякъде. Да видим накъде отива това. Да се уверя, че са 20. И да направим... Това са 20 калциеви йона. Да видим какво имаме. Същото като преди. Това са миозиновите главички, които ще са близо до актин с подходящия поляритет. Това са единствените, които потенциално могат да работят. Тези другите са блокирани от актин с неподходящ поляритет. Това е лесен начин да започнем. Просто трябва да преброим нещата. Да видим какво получаваме. Не планирах това. Просто карам на късмет. Имаме 1, 2, 3, 4. И от тази страна – 5, 6, 7, 8. Сложих стрелкички. Може да провериш, за да се увериш. Просто търсиш ограден в синьо миозин до близкия актин, на който има калций. Това звучи объркано. Но мисля, че го направих правилно. Имаме 8 от 20. 8 от 20 определено е по-добре, (всъщност редакторската бележка е грешна, разглеждат се актиновите глави, които са 20) отколкото преди. Стратегията ни проработи. Преминахме от 3 на 8, а в края на диастолата преминахме от 7 на 9. Определено виждаме подобрение. Това са ключовите стратегии. Те се базират на начините да накараме колкото се може повече миозинови главички да работят.