Преднатоварването разтяга клетките на сърцето

Говорим много за налягане и си помислих, че че ще е хубаво упражение да видим какво точно представлява налягането. Защо има значение какво е налягането в края на диастолата? Означавам го като ЕD. За да направим това, един от най-добрите начини е да се запитаме какво се случва, ако го променим. До какво ще доведе промяната на налягането в края на диастолата? Първата промяна, която ще видиш, е – спомни си, че има формула за преднатоварването и знаем, че налягането в края на диастолата по радиуса в края на диастолата... Разбира се, ако налягането се увеличи, тогава преднатоварването ще се увеличи. Знаем, че в знаменателя имаме дебелината на стената по 2. Първото нещо, което мога да кажа, е, че ако предположим, че налягането се увеличава, тогава приемаме, че преднатоварването също ще се увеличи. Това е следващото нещо. Може да кажеш, добре. Нека го отведем една стъпка по-надалеч. И какво от това, че преднатоварването се увеличава? Как това променя нещо? Отново, мисля, че е полезно да помислим какво е преднатоварването, а после някои неща веднага ще станат много, много очевидни. Ако погледнем напречно сечение на лявата камера – това е лявата камера. Разрязал съм я. Тогава имаш налягане тук. Това е крайното диастолично налягане – същото нещо, с което започнахме. Нали? Налягането в края на диастолата. Ако увеличиш това налягане, тогава знаеш, че това ще доведе до промени около стените. Ще имаш напрежение на стената. Знаем, че наричаме напрежението на стената в края на диастолата "преднатоварване". Тези жълти стрелки представляват преднатоварването. Всъщност, мога дори да изтъкна, че ако увелича тук, ще има малка червена клетка. И тази малка червена клетка – нека я начертая – ще започне да усеща ефектите на разтягането. Стои си тук, доволно и щастливо. И изведнъж започва да се разтяга. Ще започне да изглежда ето така. Не мисля, че ще се разстрои. Мисля, че ще изглежда също толкова щастливо, но може да изглежда ето така. Разтегната е. Очите ѝ са разтегнати от усмивката. И така клетката ни ще започне да изглежда, ако продължим да разтягаме. Причината е, че буквално издърпваш двете страни. Нали? Това е резултатът от този процес. Това кара клетките да изглеждат почти като палачинки. Казвам "палачинки", защото много обичам палачинки. Но просто помни, че клетките стават плоски и се разтягат. Това е директно последствие от увеличеното преднатоварване. Това води до увеличение – просто ще запиша "разтягане". Всъщност може би трябва да кажа "разтягане на сърдечните клетки", за да не забравим за какво говорим. Разтягане на сърдечните клетки. Можеш буквално да си го представиш. Нали? Можеш да си представиш как биват разтегнати. Можеш също да си представиш – ако помислиш – всичко, което съдържат клетките, бива разтеглено. Разтягането разтяга не просто самата клетка, а всичко в клетката. Няколко интересни неща започват да се случват, когато всички протеини във вътрешността на една клетка бъдат разтеглени. Има две важни неща, които се случват. Сега навлизаме в най-важната част – какво причинява увеличеното налягане. Ще се случи разтягане. Мисля, че можеш да разсъждаваш за тази част и да приемеш, че това е логично. Една от причините е това, което наричаме "механизъм на Франк-Старлинг". Носи името на двама души, наречени Франк и Старлинг. Механизмът на Франк-Старлинг – ще го разгледаме подробно отделно – просто казано ще е нещо такова. Ще начертая миозин и актин. Спомни си, миозинът има малки миозинови главички, които искат да работят. Нали? Винаги искат да се прикрепят към актина и те са от двете страни. Ще го начертая тук. Тук в лилаво е частта с миозина. Ще копирам и поставя това и ще ти покажа как ще изглежда. Ще начертая две версии и ще започнем да виждаме как механизмът на Франк-Старлинг е напълно логичен. Имаме актин, който си седи тук, той е и от двете страни. Нали? Ще е и от двете страни. Първата ми рисунка е много претрупана. Има много неща тук. Имаш тези области, където – например, нека го начертая тук. Тези две миозинови главички. Тези две миозинови главички буквално биват блокирани от този актин. Например, тези две миозинови главички биват блокирани от този актин, а тези две – от този актин, понеже те искат да са от другата им страна. Нали? Искат да се прикрепят към този актин и тези ще искат да се прикрепят към този актин. Имаш актин, заобикалящ другия актин, което звучи забавно. И какво? Как така миозинът просто не се прикрепва към актина, който е най-близо до него? Нали? Това изглежда като очевидно решение. Но, всъщност, актинът има поляритет. Може да се прикрепи само в една посока. Когато нещата станат претрупани, това става голям проблем, понеже сега миозинът не може да стигне до актина с правилния поляритет – както виждаш в първата диаграма. При механизма на Франк-Старлинг, когато разтегнеш сърдечната клетка, разтягаш също и – както казах – протеините в нея. Сега имаш много щастливи миозинови главички. Тези са щастливи. Нали? Тези са щастливи и тези също са щастливи. Виждаш, че като разтегнем нещата, можем да накараме повече миозин да работи. Това е ключовото нещо при механизма на Франк-Старлинг – имаш повече работещи миозинови главички. Това е ключов момент, но има и няколко нюанса. Аз опростих механизма на Франк-Старлинг. Има няколко важни нюанса, които ще разгледаме по-късно, но това е един от ключовите елементи. Другият механизъм, свързан с разтягането, се нарича инотропен механизъм. Обикновено, когато мислиш за инотропията, вероятно мислиш, че има нещо общо с калция. Това е правилно. Инотропията е свързана с калция. Това означава, че – всъщност нека да направя повече място. Ако увеличим – помни, имаме актин и миозин. Знаеш колко ценно е двата да се свържат. Имаш нещо такова, при което актинът е тук, а, да кажем, тук имаш миозин, който иска да се свърже с него. Това е миозинът ни. От какво е пазен актинът? От тропомиозин. Това е протеинът, който действа като придружител и се уверява, че миозинът и актинът не взаимодействат. Това е тропомиозинът ни. Отново, можеш да мислиш за него като за придружител, който пази актина. Това, което ще помогне да преместим тропомиозина, е приятелят ни тропонина. Това е тропонинът и той ще премахне тропомиозина. Тропонинът е изграден от в три протеинови части – наричаме ги тропонин С, тропонин I и тропонин Т. Засега ще се фокусирам върху тропонин С. Тропонин С, да кажем, изглежда ето така. Нали? Това е тропонин С. Помни, той потенциално ще се свърже с калция. Всъщност, ще се свърже с калций. Това е калцият ми. Нали? Това са тропонин С и калций. Когато нещата бъдат разтеглени, протеините усещат това. Тропонин С ще изглежда разтеглен. Ще изглежда ето така. Това е разтегленият ми тропонин С. Тропонин С – разтеглената версия – буквално се държи леко по-различно от тропонин С, когато не е разтеглен. Тропонин С, когато не е разтеглен, си мисли "може би мога да се прикрепя към калция". "Може би не". "Не съм особено предразположен към един от двата варианта." Мисли си: "Може би не искам да се свържа с калция". "Може би искам." Но тропонин С, който е разтеглен, си казва: "Да, моля". "Нека се свържем." Иска да се свърже с калция. Това е голяма промяна. Понеже ако тропонин С иска да се свърже с калция – и точно това се случва, когато нещата бъдат разтеглени, тропонин С променя формата си и иска да се свърже с калция. Ако това се случи, тогава, изведнъж, тропонин С ще е по-ефективен в премахването на тропомиозина и миозинът може да се свърже с актина. Да обобщим двата механизма. Имат много общо. Нали? Когато нещата са разтеглени, механизмът на Франк-Старлинг позволява повече миозинови главички да работят. А инотропният механизъм е промяна във формата на тропонин С, която го кара да иска да се свърже с калций и то много. Нека съберем двете неща. Имаш повече работещи миозинови главички. Това ни научи механизмът на Франк-Старлинг. При инотропния механизъм може да нямаш повече калций, но калцият, който имаш, ще има по-голям ефект, понеже тропонин С иска да се свърже с него. Калцият има по-силен ефект. Ако помислиш, сега имаш повече миозин. И калцият очевидно ще помогне на миозина по-лесно да се свърже с актина. Като съберем всичко в едно, ще получиш повече миозин, изгарящ АТФ, за да го превърне в механична сила, или механична енергия. Крайният резултат на всичко това е, че имаш по-голяма механична сила. Ще кажа лявокамерна сила на съкращение. В крайна сметка това ще получиш. С получаването на по-голяма сила на съкращение мога да попитам какво прави тази сила. Тя избутва кръвта, а това прилага натиск върху определена площ. А силата върху площта е налягане. По-голяма сила на съкращение води до по-голямо лявокамерно налягане. И това – да е ясно – ще е по време на систола. В началото говорехме за диастола. Нали? Въпросът беше каква е целта на това да знаем преднатоварването и крайното диастолично налягане. Целта сега е много ясна. Нали? Понеже, ако имаш по-високо преднатоварване за разтягане на сърдечните клетки, това ще накара два механизма да започнат да променят начина, по който молекулите в тези сърдечни клетки работят. Нали? Актинът и миозинът ще могат да се свържат много по-лесно. И калцият има по-голям ефект – освобождава актина. В крайна сметка получаваш това по-голямо лявокамерно налягане по време на систола. Диастоличното преднатоварване – или това, което се случва в края на диастолата – ще има огромен ефект върху налягането в лявата камера. по време на систола.