131

10. Physiologie du cœur

CARDIOGRAPHIE DIRECTE DU CŒUR "IN SITU" DE LA GRENOUILLE (l'excitabilité cardiaque)

L'activité du cœur consiste en contractions et relaxations répétées. Les contractions du cœur s'appellent des systoles, et les relaxations s'appellent des diastoles. Une systole et une diastole qui la suit forment un cycle cardiaque. La révolution cardiaque commence avec la systole atriale. Après la systole, les oreillettes entrent en diastole. La systole atriale est suivie par la systole ventriculaire, après laquelle les oreillettes et les ventricules entrent aussi en diastole. La période de temps pendant laquelle la diastole ventriculaire se superpose à la diastole atriale représente la diastole générale. L'activité du cœur est automatique, l'automatisme étant assuré par des structures spécifiques qui composent le système excitoconducteur. Les stimuli biologiques excitateur qui déterminent la contraction du myocarde créent une période de dépolarisation longue des myofibres cardiaques, d’approximatives 0,2- 0,3 secondes, nommée période réfractaire absolue et qui se superpose temporairement sur la systole cardiaque. Tout au long de cette période, le myocarde ne répond pas à l'action des excitants. Cet aspect est nommé ‘’inexcitabilité périodique du myocarde ‘’. Après la période réfractaire absolue, le myocarde se répolarise et répond à l'action des excitants, la réponse se traduisant par une nouvelle contraction, nommée extrasystole. L'inscription graphique de l'activité mécanique du cœur s'appelle cardiographie, et le graphique obtenu s'appelle cardiogramme (plus exactement ‘’mécano-cardiogramme‘’). Quand le cœur agit directement sur le levier inscripteur, la cardiographie est DIRECTE. Quand les modifications de forme du cœur sont transmises au levier inscripteur par un mécanisme, la cardiographie est INDIRECTE. Le principe de ce travail : l'activité mécanique du cœur détermine des modifications de forme du myocarde, en fonction des phases du cycle cardiaque. Ces modifications peuvent être pris par un système de leviers, amplifiées et enregistrées graphiquement.

Necesar: kimograful Harvard şi accesoriile sale (fig. 10.1) Mod de lucru Notă: studenții vor exersa această demonstrație în cadrul Laboratorului virtual, unde

vor avea la dispoziție instrucțiuni speciale de lucru. Se realizează preparatul efectuând în succesiune următoarele operaţiuni: - se spinalizează broasca; - se fixează broasca pe planşeta de plută în decubit dorsal, se secţionează

pielea pe linia mediană şi apoi transversal între membrele anterioare (fig. 10.2a); - se descoperă cordul prin îndepărtarea unei porţiuni din plastronul sternal şi

prin secţionarea longitudinală a pericardului (fig. 10.2b). Se secţionează ligamen-tului dorsal al cordului (frenulum).

132

Preparatul (cordul de broască) este aşezat în baie de organe specială a kimografului, prin fixarea apexulului de porţiunea orizontală a suportului, folosind o clemă specială (din dotare) pentru cord.

Se ajustează poziţia băii astfel încât braţul să înscrie radial pe suprafaţa de înregistrare.

Întregul ansamblu este ridicat cu grijă până când braţul suportului începe să se mişte sub acţiunea cordului. Mica greutate de contrabalans este plasată pe cârja braţului, iar poziţia acesteia este ajustată până când se obţine răspunsul optim.

Se aşează peniţa înscriitoare cu grijă pe suprafaţa de înregistrare (folosind o presiune minimă de aplicare) pentru a obţine o înregistrare de bună calitate. Este recomandată o viteză a kimografului de 2,5 mm/sec.

În cazul preparatului muscular şi neuromuscular, modul de lucru cu ajutorul kimografului Harvard se modifică1

1 Modul de lucru pentru utilizarea kimografului Harvard în cazul preparatelor musculare şi neuro-musculare

Preparatul este aşezat în baia de organe, dându-i o inserţie fixă (prin fixarea lui pe plăcuţa de plută din baie, cu ace cu gămălie), şi o inserţie mobilă (legând celălalt capăt al muşchiului cu o aţă de unul din cele patru orificii ale braţului vertical). De obicei, lungimea aţei până la braţ trebuie să fie de aproximativ 5 cm. Se slăbeşte clema braţului vertical şi se mişcă întregul ansamblu al braţului, departe de preparat, până când braţul inscriptor este aproximativ orizontal, blochându-l în această poziţie.

Dacă în experiment trebuie excitat nervul sciatic, se poziţionează ansamblul de electrozi în apropierea inserţiei fixe şi se aşează nervul peste electrozii conductori. Apoi se conectează electrozii la racordul stimulatorului şi se setează voltajul la 0.01V.

Se excită preparatul muscular/neuromuscular (apăsând butonul SINGLE) rezultând contracţii progresive ale preparatului. Se observă că orice creştere a voltajului peste un anumit nivel nu va produce o contracţie mai puternică (stimul maximal) acesta fiind, deci, voltajul optim pentru contracţia simplă. Este important să hidratăm preparatul, din când în când, cu soluţie Ringer iar surplusul de soluţie poate fi drenat din baie printr-un jgheab (scoţând dopul din colţul băii).

Fig. 10.1. Kimograful Harvard (stg.) și detaliu cu instalaţia de înregistrare grafică a cardiogramei (dr.)

133

On enregistre le cardiogramme: les révolutions cardiaques se manifestent par des contractions et relaxations rythmiques du cœur (fig. 10.3);

- en fermant le circuit électrique, on stimule le cœur et on enregistre les effets des excitations du cœur aux différents moments du cycle cardiaque-

Pentru a înregistra o contracţie simplă se setează multiplicatorul la 62.5 şi cu setările stimulatorului ajustate pentru a asigura un stimul maximal (după cum a fost deja descris), se setează cilindrul în mişcare, ajustând butonul pentru rotirea cilindrului la 10. Prin apăsarea butonul SINGLE se înregistreze o contracţie musculară.

Fig. 10.2. Préparation de la grenouille pour la cardiographie dirécte. a – l’incision de la peau pour découvrir le coeur; b – l’aspect du coeur découvert

Fig. 10.3. Cardiogramme et les effets des stimulis électriques sur l’activité du cœur de grenouille. C - cardiogramme; SE – signal électrique. S – systole; D – diastole; IP –

inexcitabilité périodique; ES – extrasystole; RP – repos prolongé. E1, E2, E3 – excitations électriques

134

a) on stimule le cœur pendant la systole, on obtient un graphique qui ressemble au précédent; le cœur ne répond pas à l’action des stimuli parce qu’il est en phase réfractaire absolue. La durée de la période réfractaire absolue se superpose témporairement sur la durée de la systole. Cette superposition explique le fait que le cœur ne peu t’être tétanisé;

b) on stimule le cœur en diastole: on constate que celui ci interrompe sa relaxation et se contracte à nouveau. Cette nouvelle contraction du cœur s’appelle extrasystole. On stimule le cœur aux différents moments de la diastole et on constate que l’amplitude de l’extrasystole devient plus grande si le stimule est appliqué plus tard dans la diastole. On peut constater que l’extrasystole est suivie d’une période de relaxation plus longue que d’habitude, période nommée repos prolongé (ou période compensatrice). Le repos prolongé est dû au fait que le stimule physiologique parti du système excitoconducteur à trouvé le myocarde de travail en période réfractaire absolue générée par l’excitant électrique expérimental. Le coeur se contracte à l’arrivé du stimule physiologique suivant :

Ligatures de Stannius

Généralités. La propriété du cœur de fonctionner même quand il est isolé du corps

s’appelle automatisme cardiaque. C’est grâce au système excito-conducteur présent dans la structure du cœur, représenté par un tissu embryonnaire spécifique. Chez la grenouille, ce tissu est concentré en ganglions:

- le ganglion Remak, excitateur, situé dans la paroi du sinus veineux - le ganglion Ludwig, inhibiteur, situé dans la paroi sino-atriale; - le ganglion Bidder, excitateur, situé dans la paroi atrioventriculaire.

Principe du travail: l’application des ligatures à des endroits précis autour des

différentes zones du cœur de grenouille in situ provoquent des modifications d’activité de celui ci, ce qui permet à mettre en évidence la présence et le rôle des structures qui assurent l’automatisme cardiaque. Les ligatures de Stannius actionnent comme des sections physiologiques interrompant la communication fonctionnelle entre les segments ligaturées. Nécessaire : 2 grenouilles, une planche en liège, ciseaux, pince, fil à coudre, épingles. Mode de travail (exécution) : on obtient la grenouille spinalisée, qui se fixe en décubitus dorsal sur la planche en liège, puis on effectue successivement les opérations suivantes : - on sectionne la peau sur la ligne médiane de l'abdomen, de la mandibule jusqu'au bassin, puis entre les membres antérieurs, perpendiculaire sur la ligne médiane et on écarte les lambeaux de peau obtenus - on extirpe le plastron sternal, en découvrant ainsi le cœur - on sectionne le péricarde et puis le ligament frenulum

135

- on effectue les ligatures avec du fil, conformément aux techniques décrites en dessous. Ligature I : on lie le cœur avec un fil autour du sillon qui sépare le sinus veineux et les oreillettes. Résultat : - le sinus veineux continue à se contracter avec un rythme inchangé - les oreilletes et le ventricule s'arrêtent en diastole Interprétation : dans le sinus veineux il existe un centre d’automatisme, qui garde sous contrôle l'activité rythmique du cœur intacte (le ganglion excitant de Remak). L'arrêt des oreilletes et du ventricule impliquerait : - soit qu'il n'existe un autre centre de automatisme dans le ventricule ; - soit que ce centre existe, mais qu'il est sous le contrôle d'une formation inhibitrice. Ligature II : en maintenant le premier fil attaché, on attache un deuxième fil autour du sillon auriculo-ventriculaire. Résultat : - le sinus veineux continue à se contracter avec un rythme inchangé - les oreillettes continuent à rester en diastole - le ventricule reprend ses contractions, mais la fréquence de ses contractions est réduite par rapport à la normale : il y a une contraction du ventricule pour 2 ou 3 contractions du sinus veineux.

Fig. 10.4. Ligatures de Stannius sur le cœur de grenouille in situ. I – première ligature; II

– deuxième ligature; III – troisième ligature. 1 - oreillettes; 2 – ventricule ; 3 – sinus veineux; 4 et 6 – fils; 5 – sillon auriculo - ventriculaire

(selon Tekutov - Practicum de fiziologie a omului şi animalelor, Moscwa, 1957) Interprétation Dans les oreillettes il existe un centre d'automatisme dont l'activité peut être mise en évidence seulement après la séparation des oreillettes de sinus veineux. Ce centre est sous le contrôle d'une formation inhibitrice avec localisation sinusale.

136

Le centre inhibiteur auriculaire est le ganglion inhibiteur Ludwig. Le centre de l'automatisme avec localisation ventriculaire (plus précisément, septum auriculo-ventriculaire) est le ganglion stimulateur Bidder, qui, après l'annulation de l'influence du ganglion Ludwig (par la ligature II) il est apte à générer le rythme ventriculaire.

Ligature III s’effectue sur le cœur d’une autre grenouille, sur laquelle le fil est attaché autour de la rainure auriculo-ventriculaire.

Résultat: - le sinus veineux et les oreillettes se contractent avec un rythme sinusal,

normal; - le ventricule se contracte selon un rythme propre, plus lent, on s’installe la

dissociation auriculo-ventriculaire ou l’alorythmie. Interprétation Le ganglion de Ludwing est dominé par le centre primaire d’automatisme

Remak, raison pour laquelle l’action spécifique (inhibitrice) du ganglion Ludwig ne se manifeste pas.

Les effets de la troisième ligature peuvent aussi êtres obtenus en partant de la deuxième ligature à laquelle on enlève le fil appliqué entre le sinus veineux et les oreilletes.

Conclusion: - l’automatisme cardiaque de la grenouille est assuré par des centres

hiérarchisés fonctionnellement: tout le myocarde se contracte d’après le rythme imposé par le ganglion Remak (centre pacemaker), et l’entrée en fonction des autres centres (les ganglions Bidder et Ludwig) est possible seulement après l’élimination fonctionnelle du centre d’automatisme immédiatement supérieur. Les ganglions Bidder et Ludwig servent à la conduction dans le cadre du système excitoconducteur.

Automatisme cardiaque

Démonstration de l'automatisme cardiaque et de l'influence de certains

ions et substances sur l'activité du cœur de grenouille isolé Principe du travail: on enregistre graphiquement l’activité autonome d’un cœur

de grenouille isolé et l’influence des certains ions et substances sur cette activité Nécessaire: canule en verre à perfusion, levier cardiographique, support vertical

universel, support horizontal, support simple vertical, une virole double, une trousse de vivisection, fil à coudre, coton, solution Ringer pour poïkilothermes, solution KCl 1%, solution chlorure de calcium 1%, solution oxalate d’ammonium 1%, solution diluée d’acide lactique, solution diluée de NaOH, solution d’adrénaline 1/10.000, solution d’acetylcholine 1/100.000, grenouille, plaque Pétri, kymographe.

137

Méthode Notă: prezentăm mai jos procedura clasică de realizare a acestei demonstrații.

Studenții vor exersa această demonstrație în cadrul Laboratorului virtual, unde vor avea la dispoziție instrucțiuni speciale de lucru.

Se pregăteşte instalaţia de înregistrare grafică conform schemei din fig. 10.5 : On sépare le coeur de grenouille attachée à la canule de perfusion (fig. 10.6)

- se obţine broasca spinală; - se descoperă cordul ca la cardiografia directă, se secţionează ligamentul

frenulun, se introduce un fir de aţă pe sub aortă şi apoi se orientează cordul cu ventriculul în sens cranial (se răstoarnă) descoperind sinusul venos;

- se umple canula de perfuzie cu soluţie Ringer;

Fig. 10.5. Instalation clasique pour l’étude de l’automatisme

cardiaque. 1 – suport vertical; 2 – suport orizontal; 3 – suport simplu; 4 – pârghia de înre-

gistrare; 5 - canula de perfuzie montată în virola dublă; 6 – cor-dul; 7 – fir de aţă; 8 – pârghia de înregistrare; 9 - kimograf

Fig. 10.6. Recoltarea cordului pentru demonstrarea automatismului cardiac: A – Introdu-cerea canulei de perfuzie; B – canula de perfuzie cu cordul montate pe virola dublă de la

instalaţia de înregistrare grafică (după I. Popescu, Elena Bârză şi Georgeta Petcu, Lucrări practice de fiziologie animală, I.A.N.B. Bucureşti, 1962)

138

- se efectuează o butonieră a peretelui sinusului venos cât mai departe de cord pentru a proteja ganglionul Remak, apoi se introduce prin butoniera formată vârful canulei de perfuzie până la atrii (fig. 10.6A). Se leagă cu firul de aţă deasupra olivei vârfului canulei de perfuzie cât mai distal de sinusul venos pentru protejarea ganglionului Remak. Un alt fir sau o serfină se ancorează de apexul cordului;

- se secţionează toate ţesuturile care leagă cordul de organism obţinând cordul izolat şi legat pe canula de perfuzie din sticlă (fig. 10.6B);

- se introduce canula de perfuzie în virola dublă montată la instalaţie comple-tând periodic lichidul din canulă şi colectând într-o placă Petri lichidul expulzat de cord la fiecare sistolă;

- se reglează poziţia peniţei şi se pune în mişcare kimograful. O variantă a acestei experienţe în ceea ce priveşte recoltarea cordului este

Fig. 10.7. Quatre phases successives lorsque l'isolation du cœur de grenouille pour l'étude de l'automatisme cardiaque

(selon Tekutov - Practicum de fiziologie a omului şi animalelor, Moscova, 1957)

139

prezentată schematic în fig. 10.7. În acest caz, canula de perfuzie este introdusă prin arcul aortic stâng până în ventricul iar venele cave sunt ligaturate. Eliminarea lichidului de perfuzie din ventricul este asigurată prin arcul aortic drept.

Moments expérimentaux: 1. on enregistre graphiquement l’activité automatique, normale, du cœur,

manifestée par des contractions et relaxations rythmiques, ce qui constitue le cardiogramme.

2. on démontre l’effet des Ca2+ en ajoutant dans la canule de perfusion d'une goutte de chlorure de calcium (Ca2+) créant ainsi un excès de calcium. On constate l’intensification de l’activité du cœur manifestée par l’augmentation de la force des contractions (amplitide des systoles) Si on rajoute une goutte de chlorure de calcium on constate encore l’intensification de l’activité du cœur, mais avec des relaxations incomplètes, ce qui traduit des diastoles incomplètes, parfois jusque à l’arrêt du cœur en systole, phénomène connue sous le nom de rigidité calcique (fig. 10.8A).

On continue à montrer le rôle des Ca2+ par leur précipitation dans la solution de perfusion. On introduit dans la canule de perfusion une goutte d’oxalate

Fig. 10.8. A - Effet de l'excès d'ions calcium (deux gouttes de CaCl2) sur le cœur isolé de grenouille: rigidité;

B - Effet de l'absence des Ca2+ sur l'activité cardiaque: administration d’une goutte d'oxalate d'ammonium dans le liquide de perfusion précipite les Ca2+

entraînant l'arrêt du cœur en diastole; ↓ le moment le moment de l'administration de la solution

140

d’ammonium qui précipite les Ca2+ dans la solution; on constate une baisse de la force de contraction du cœur jusqu’a l’arrêt rapide de celui-ci en diastole (fig. 10.8B). On supprime l’effet de l’absence de calcium en perfusant le cœur avec de la solution Ringer.

3. On étudie l’effet K+ sur l’activité du cœur en créant dans la solution de

perfusion un excès des K+: on ajoute dans la canule de perfusion une goutte de KCl 1%. L’excès de potassium détermine la baisse des amplitudes des contractions, la prolongation de la diastole et l’arrêt rapide du cœur en diastole (fig. 10.9). Le cœur est lavé avec la solution Ringer pour supprimer l’effet de l’excès des K+.

4. On démontre l’effet de la concentration élevée de l’H+: le rajout d’une solution diluée d’acide lactique dans le liquide de perfusion détermine une diminution de l’activité du cœur. La concentration élevée d’acide lactique modifie de manière irréversible l’activité du cœur.

5. Démonstration de l’effet des ions OH-: le rajout d’une solution diluée de

NaOH dans le liquide de perfusion a des effets tachycardisants. Pour des détails graphiques à ce travail voir les Planche 1 et 2. Démonstration de l’effet de l’acétylcholine et de l’adrénaline sur l’activité

du cœur isolé de grenouille Pour effectuer cette démonstration on peut utiliser le cœur de l’expérience

précédente, après le lavage avec la solution Ringer ou on obtient un autre cœur comme le précédent. On effectue alors une installation identique à la précédente.

On ajoute dans la canule de perfusion une goutte d’acétylcholine solution 1%o: on remarque une baisse de l’activité du cœur, avec une prolongation de la

Fig. 10.9. Effet de l'excès d'ions de potassium sur l'activité du cœur de grenouille isolé: inhibition potassique

141

diastole et une diminution de l’amplitude de la systole, jusqu’à l’arrêt du cœur en diastole.

On lave le cœur avec la solution Ringer pour laver l’acétylcholine, et puis, on ajoute une goutte d’adrénaline solution dans la canule de perfusion 1%o: on constate une légère intensification de l’activité du cœur, avec une légère augmentation de la force de contraction, des relaxations complètes ainsi qu’une régularisation du rythme cardiaque: en petites doses l’adrénaline a comme effet de régler l’activité cardiaque (fig. 10.10).

La loi de l’adaptation héterométrique de l’activité du coeur

Starling à constaté que, dans l’activité du coeur, la croissance du volume télédiastolique détermine une croissance de la préssion de distention du myocard ce qui détermine l’augmentation du volume-battement. La relation entre la préssion de distention ventriculaire, le volume télédiastolique et le volume-battement s’appelle la loi de Starling du coeur. Le mécanisme découvert par Starling à un rôle important dans le réglage de près à près du volume battement.

Par exemple, si le ventricule droit pompe un volume-battement élevé, le débit pulmonaire élevé détermine la croissance du débit pulmonaire veineux et la croissance de la pression dans les veines pulmonaires. Une pression veineuse pulmonaire élevée détermine l’augmentation de la pression dans l’atrium gauche, ce qui détermine une croissance du degré de remplissaient du ventricule gauche. La croissance du volume télédiastolique du ventricule gauche va augmenter le volume-battement du ventricule gauche. Ainsi, une croissance du volume-battement du ventricule droit détermine rapidement une croissance équivalente du volume-battement du ventricule gauche. Le même phénomène se produit en sens invèrse.

Dû au rôle qu’elle detient dans le réglage du volume-battement, la loi du Starling est aussi appellée la loi de l’autorégulation hétérométrique du coeur. Le nom implique le contrôle propre (l’autorégulation) du débit cardiaque comme résultat des variations de volume télédiastoliques.

Fig. 10.10. Leffet de l’adrénaline sur le coeur isolé de grenouille: légère stimulation et regulation de l’activité du coeur

142

Principe du travail: Un coeur isolé de grenouille sera perfusé avec des differents débits de solution Ringer et on suit sur le graphique l’effet sur l’amplitude et la fréquence des contractions cardiaques.

Nécéssaire: les mêmes q’au travail précédent. En plus, chronographe Jacquet.

Mode de travail On prépare l’instalation d’enrégistrement graphique et on met le coeur de

grenouille sur la canule en verre comme au travail précédent. On enrégistre le cardiogramme, on perfuse avec un débit de 20 goûttes par

minute (fig. 10.11) et on note l’amplitude et la fréquence des contractions. On augmente le débit de la perfusion à 25 goûttes/min et on obsèrve une

croissance des amplitudes des systoles. On réduit le débit à 15 goûttes/min et on obsèrve une baisse des amplitudes des contractions cardiaques sous le niveau enrégistré à un débit de 20 goûttes/min.

Efectul excitării nervului vag asupra activităţii cordului de broască

Principiul lucrării: se identifică şi se excită cu curent de inducţie nervul vag la broască urmărindu-se grafic efectele asupra activităţii cordului.

Necesar: kimograf, trusă de vivisecţie, pârghie cardiografică, semnal electric Déprèz, planşetă de plută, broască, soluţie fiziologică pentru poikiloterme, instalaţie electrică de excitare.

Mod de lucru Se pregăteşte suprafaţa de înregistrare după tehnica obişnuită şi se reglează

viteza de rotaţie a cilindrului kimografului la circa 1-4 mm/sec. Se montează suporţii şi aparatele.

Se obţine o broască spinalizată care apoi se fixează pe planşeta de plută în decubit dorsal. Se deschide larg cavitatea toraco-abdominală prin îndepărtarea plastronului sternal cu secţionarea claviculelor, descoperind astfel cordul. Cu

Fig. 10.11. L’adaptation hétérométrique du coeur isolé de grenouille. 1, 3 et 5 – la perfusion d’un coeur isolé de grenouille avec un débit de solution Ringer de 20

goûttes/min; 2 – la perfusion avec 25 goûttes/min; 4 – perfusion avec 15 goûttes/min. En bas– chronographe Jacquet (1 sec)

143

ajutorul unei foarfeci fine se îndepărtează partea posterioară a muşchilor submaxilari şi ţesuturile superficiale, mai ales în dreptul articulaţiilor maxilarelor. În această zonă se găsesc 4 filete nervoase, de o parte şi de alta a liniei mediane (fig. 10.12). Două dintre acestea, destul de groase, sunt situate superficial, pe muşchiul petrohyoidian şi merg aproape paralel, descriind un arc de cerc. Cel anterior este nervul hypoglos şi se îndreaptă către limbă, al doilea este nervul glosofaringian, care înconjoară pe primul şi se îndreaptă spre cavitatea bucală şi faringe. Ceilalţi doi nervi, situaţi posterior şi mai profund în raport cu primii, se îndreaptă în jos, încrucişând artera pulmonară. Aceştia sunt: nervul laringeu şi nervul vag. Nervul laringeu, poziţionat în faţa vagului, este un filet subţire, alb-strălucitor care, după ce încrucişează artera pulmonară, se dirijează către laringe. Vagul este situat posterior şi profund faţă de aceste formaţiuni, este mai gros, are o culoare cenuşie şi se îndreaptă oblic către inimă.

În afara acestor nervi se mai observă în plan profund nervul brahial, care este situat mai înapoi, se îndreaptă către membrul anterior, este mai gros şi de culoare albă-sidefie.

Pentru descoperirea nervului vag se foloseşte o baghetă de sticlă cu vârful butonat, care se introduce pe sub masa petro-hyoidianului, oblic, în sens cranial, luându-se pe baghetă tot pachetul musculo-nervos în care se găseşte şi nervul vag. Se identifică nervul vag ca fiind cel mai posterior şi întovărăşit de o arteriolă, ceea ce nu se observă la ceilalţi nervi.

Nervul respectiv este izolat de celelalte formaţiuni folosind ace şi baghete fine de sticlă fără a-l leza şi apoi este aşezat pe ramurile excitatorului fix.

Se verifică identitatea nervului izolat, excitându-l cu curent electric: dacă cor-dul îşi reduce activitatea sau se opreşte în diastolă, nervul izolat este într-adevăr vagul. În caz contrar se trece la izolarea lui în partea opusă.

După izolarea vagului se deschide cavitatea pericardiacă, se secţionează ligamentul frenulum şi se leagă vârful ventriculului cu un fir de aţă.

Se fixează planşeta cu preparatul la suportul orizontal, se ataşează firul de aţă ce leagă vârful ventriculului la peniţa cardiografului. Se reglează poziţiile ce-lor două peniţe (a cardiografului şi a semnalului electric) pe suprafaţa de în-registrare şi se pune în funcţie instalaţia;

Se înscrie pe o distanţă de 5-6 cm activitatea normală a cordului;

Se excită vagul cu impulsuri repetate

Fig. 10.12. Identificarea nervului vag în vederea excitării. 1 şi 2 n. vag stâng şi,

respectiv, drept; 3 – n. glosofaringian; 4 – n. hypoglos; 5 – n. laringeu (Zilov, 1954)

144

de curent de inducţie, timp de 2-3 secunde în mai multe serii. Se observă de fiecare dată scăderea amplitudinilor contracţiilor sau oprirea inimii în diastolă. Întrerupând excitaţiile, inima îşi reia treptat activitatea normală (fig. 10.13).

Se repetă exerciţiile ca mai sus, însă pe o durată de timp mai lungă (8-10 secunde). Se constată oprirea inimii în diastolă şi, după un timp, reluarea activităţii sale, deşi seria de excitaţii continuă. Acest fenomen este cunoscut sub numele de „scăpare a inimii” de sub influenţa inhibitoare a vagului.

Oprirea cordului în cazul excitaţiei de scurtă durată se datorează acetilcolinei care se eliberează la terminaţiile vagului. Fenomenul de „scăpare a inimii” este datorat distensiei miocardului de către sângele acumulat pasiv (efect Starling), epuizării acetilcolinei sau/şi producerii de adrenalină pe cale reflexă.

Mise en évidence des courrents de l’action du coeur à l’aide de la patte galvanoscopique

Principe du travail : les courrents de l’action du coeur détérmine l’apparition du potentiel d’action du nerf de la patte galvanoscopique de la grenouille, ce qui conduit à la contraction de la musculature de la structure de la patte. Nécéssaire: plateaux de liège, instruments de dissection, clous, grenouilles, baguette en verre avec pointe éffilé, solution Ringer. Mode de travail On prépare une patte galvanoscopique de grenouille d’après la téchnique décrite dans la Physiologie des muscles. Pour éviter le séchage on humidifie périodiquement avec la solution Ringer. On obtient une grenouille spinalisée qui se fixe en decubitus dorsal sur la plaque de vivisection et on y découvre le coeur d’après la technique décrite antérieurement (voir la Cardiographie directe de la grenouille).

On prend avec une pince l’os fémoral de la patte galvanoscopique et on ramènne le nerf sciatique de celle-ci en contact avec le coeur, en deux points différents. A chaque systole à lieu la contraction de la musculature de la structure

Fig. 10.13. Efectul excitării cu curent de inducţie a nervului vag. E1 – excitaţie de scurtă durată; E2 – excitaţie de lungă durată. SC – scăparea

cordului de sub influenţa inhibitoare a vagului. C – cardiogramă; S – semnal electric

145

de la patte. La contraction est une conséquence de l’éxcitation du nerf par les courrents d’action du coeur.

L’enrégistrement de l’éléctrocardiogramme

L’enrégistrement graphique de l’activité éléctrique du cœur s’appélle éléctrocardiographie et le graphique obtenu est l’éléctrocardiogramme (ECG).

Principe : L'activité du cœur génère des biocours qui se propagent à la surface du corps, d'où ils sont récoltés, amplifiés et enregistrés graphiquement.

Les biocourants cardiaques (qui sont des potentiels d’action) se forment dans le nodule Keith-Flack et de là se propagent dans la masse des atriums, arrivent au nodule Aschoff-Tawara, ils parcourent le fascicule et le réseau Hiss Purkinje ensuite le myocarde ventriculaire. La direction de propagation des biocourants cardiaques diffèrent au long de l’axe éléctrique du coeur, donc pour la visualisation graphique de leur amplitude il faut les récolter sur plusieures directions possibles, nommées dérivations. Si un biocourant n’est pas visible sur une dérivation, il est visible sur une autre dérivation possible. L’amplitude d’un biocourant cardiaque est maximale quand sa direction de propagation est perpendiculaire à la dérivation sur laquelle il est récolté. Ils éxistent trois dérivations bipolaires standard pour récolter les biocourants cardiaques, en fonction de l’emplacement des électrodes pour récolter. Leur association (emplacement) est connue sous le nom de triangle d’Einthoven:

- en dérivation I, les électrodes sont placés sur les deux bras, droit et gauche (au poignet);

- en dérivation II, les électrodes sont placés sur le bras droit et la jambe gauche (au poignet et à la cheville);

- dérivation III: bras gauche – jambe gauche. Ces dérivations sont valables dans la médicine vétérinaire aussi.

Nécéssaire: l’éléctrocardiographe Nihon Kohden avec écran LCD, utilisé pour enrégistrer l’ECG au chien et au chat. Cet appareil peut enrégistrer en même temps sur 6 canaux, et elles peuvent être imprimées sur papier (110 mm).

Mod de lucru: - se amplasează electrozii pe membrele animalului (fig. 10.15); - se pune electrocardiograful sub tensiune prin apăsarea butonului Power; - pe ecran (fig 4.16) apare înregistrarea ECG pe cele 6 canale (derivaţiile I, II şi III şi cele 3 derivaţii unipolare augmentate aVR, aVL şi AVF);

Fig. 10.15. Schéma de disposition des électrodes pour

l'enregistrement chez le chien dans la derivation I

146

- pentru a scoate pe hârtie înregistrarea respectivă, se apasă butonul Start/Stop. - se închide aparatul şi se interpretează electrocardiograma.

L’analyse de l’éléctrocardiogramme L’analyse de l’ECG nous montre que la distance entre deux lignes

horizontales du graphique est équivalente à une tension éléctrique de 0,1mV des biocourants cardiaques, et la distance entre deux lignes verticales est équivalente à une période de temps de 0,04 secondes à la vitesse du déplacement du graphique de 25mm/sec.

Les défléxions situées au dessus de la ligne isoéléctrique sont positives, et celles situées en dessous sont négatives.

Une éléctrocardiogramme contient cinq défléxions caractéristiques notées chronologiquement par les lettres P, Q, R, S, T (fig. 10.16).

Fig. 10.16. L'ECG normal chez le chien (en rouge), dans la dérivation II. L'amplitude de l'onde (positive ou négative) est mesurée en mV (1 cm = 1 mV). Différentes plages sont

mesurées en centièmes per seconde (1 mm = 0,02 sec). Chez le chien, l'onde T a différentes configurations, ce schéma étant présenté comme une onde négative

(selon W.O. Reece, 1996, modifiée par N. Dojană, 2013)

Avec l’éléctrocardiographe Nihon Kohden, le graphique réalisé est présenté sur la fig. 10.17. En analysant les données présentées sur la fig 10.17 on constate que cet appareil réalise automatiquement le calcul de la durée et de l’amplitude des différentes ondes, ségments et intervalles du graphique sur les six dérivations graphiques. En même temps l’appareil enrégistre d’autres paramétres comme la fréquence cardiaque.

147

La défléxion P, positive, est détérminée par la dépolarisation des oréillettes. La répolarisation des oréillettes n’est pas représentée graphiquement, étant masquée par le complexe QRS.

- le segment isoéléctrique P-Q, situé entre le pied postérieur de la défléxion P et le pied antérieur de la défléxion Q, corréspond au temps nécéssaire au stimule de traverser le nodule Aschoff-Tawara et le tronc commun de la bande Hiss;

- le compléxe QRS-T, appellé aussi le compléxe ventriculaire, est produit par l’activité éléctrique des ventricules;

Fig. 10.17. Electrocardiogramme chez l'homme avec électrocardiographe de Nihon Kohden. En haut à gauche: 6 pistes simultanées, 3 dérivations bipolaires standard et

3 dérivations unipolaires augmentées. En haut à droite: Une série de données relatives aux valeurs normales de la durée et de l'amplitude des différentes ondes, segments et intervalles de l'ECG chez l’homme. En bas à gauche: délimitations de

différents intervalles et segments sur les six pistes ECG. En bas à droite: les valeurs enregistrées sur l'amplitude et la durée des différents segments et intervalles ECG

148

- la défléxion Q, négative, est produite par la dépolarisation du séptum interventriculaire;

- la défléxion R, positive, est produite par la dépolarisation des ventricules; - la défléxion S, négative, est produite par la dépolarisation du ventricule

gauche, dépolarisation qui se produit avec 0,01 secondes plus tard qu’au ventricule droit;

- le segment isoéléctrique S-T représente la période pendant laquelle toute la masse myocardique ventriculaire est dépolarisée;

- la défléxion T, positive, est provoquée par la répolarisation des ventricules; - l’intervalle Q-T représente la systole éléctrique (il corréspond à la

dépolarisation et à la répolarisation des ventricules); - le segment T-P (entre la fin de la défléxion T et le début de la défléxion P de

la prochaine révolution cardiaque), représente la diastole éléctrique du coeur. - la défléxion U (pas représentée sur la fig. 10.16 et absente sur la fig. 10.17)

apparaît rarement, en particulier chez personnes avec un coeur bien entraîné physiquement.

Automatisme cardiaque chez les mammifères (Selon H. Brugère, Ecole Nationale Vétérinaire des Maissons d'Alfort, France)

A. Cordul izolat şi perfuzat la mamifere

Generalităţi

Cordul de nevertebrate poate fi menţinut în viaţă prin simpla imersiune într-o soluţie fiziologică sau doar prin perfuzarea cavităţii ventriculare. Cordul de mamifere, în schimb, ale cărui ţesuturi sunt mai pretenţioase din punct de vedere metabolic, nu poate fi menţinut în viaţă „in vitro”, decât în condiţiile asigurării circulaţiei prin reţeaua de vase coronare a unui lichid fiziologic.

Principiul preparatului Langendorf constă în utilizarea aortei secţionate pentru a accesa arterele coronare. Aorta este cateterizată în contracurent, ceea ce permite lichidului de perfuzie să pătrundă în arterele coronare ale căror orificii sunt situate în concavitatea valvulelor sigmoide. După irigarea miocardului, lichidul este drenat în atriul drept.

Dispozitivul experimental constă, în principal, dintr-o coloană de sticlă umplută cu lichid de perfuzie. Acesta este preparat astfel încât să reproducă cât mai bine caracteristicile lichidului extracelular. El conţine ioni în concentraţie echivalentă celor din organism, o substanţă tampon şi un substrat nutritiv - glucoza. Soluţia utilizată în acest experiment este lichidul Ringer Locke. Acest lichid este condus la canula de legătură, după o încălzire prealabilă la temperatura de 380C.

Un amestec gazos oxigenat, administrat sub formă de bule de gaz, asigură oxigenul necesar. O altă coloană de lichid poate fi folosită alternativ cu coloana principală, ceea ce permite modificarea compoziţiei chimice a lichidului, de exemplu o compoziţie ionică diferită sau să conţină o concentraţie diferită de

149

neurotransmiţători. Eventual, mici cantităţi de substanţe pot fi injectate în amonte de cord, chiar prin peretele canulei de perfuzie. Dispozitivul permite perfuzia unui cord de iepure.

Momentele pregătitoarele ale acestui experiment sunt: - anestezia generală a animalului; - traheotomie în vederea racordării traheei la o pompă respiratorie,

ventilaţia artificială fiind indispensabilă pentru menţinerea animalului în viaţă după deschiderea cavităţii toracale;

- izolarea aortei şi separarea cordului de restul sistemului circulator şi conectarea la sistemul de perfuzie. După conectarea canulei la aortă poate fi urmărită activitatea contractilă a cordului perfuzat;

- punerea în funcţiune a aparatului de înregistrare grafică, care este alcătuit din două dinamometre ce înregistrează activitatea atriilor şi ventriculelor.

Studiul activităţii mecanice a cordului

Studiul activităţii mecanice a cordului izolat arată că aceasta funcţionează asemănător cordului „in situ”. Revoluţia cardiacă debutează printr-o sistolă auriculară urmată după o pauză de sistolă ventriculară.

Traseul înregistrat aminteşte de cel al unei electrocardiograme: o undă P auriculară ce precede un complex ventricular omolog al ansamblului QRST. Confruntarea activităţilor electrice şi mecanice permite să se observe că depolarizarea atriilor şi ventriculelor survine cu puţin timp înainte de contracţia lor.

Pe grafică, sistolele auriculare şi cele ventriculare, apar în parte suprapuse, ceea ce rezultă din frecvenţa ridicată a contracţiilor ce implică o conducere auriculo-ventriculară rapidă.

Un alt preparat arată că sistola ventriculară poate apărea după o întârziere mai lungă comparativ cu sistola auriculară.

Automatismul cardiac depinde de prezenţa unui ţesut specializat, ţesutul nodal, care asigură simultan excitarea cordului şi repartizarea excitaţiilor în ansamblul organului.

Totodată nodulul sinusal nu este singura structură excitatoare a cordului. Nodulul auriculo-vetricular poate fi de asemenea pace-maker. Ritmul cardiac normal este dat de nodulul Keith – Flack, ceea ce reprezintă ritmul sinusal. Dacă se practică distrugerea nodulului sinusal, sau blocarea lui prin răcire (vezi demonstraţie filmată), oprirea cordului este doar temporară, deoarece bătăile cordului au loc sub influenţa nodulului auriculo-ventricular care îşi manifestă în continuare activitatea. Excitaţiile se distribuie simultan la auricule şi la ventricule, care bat simultan. Se vorbeşte astfel, de un ritm nodal, a cărui manifestare electrocardiografică tipică este caracterizată de unda P.

Ţesutul nodal asigură de asemenea, distribuirea excitaţiei în ansamblul miocardului prin funcţia sa de conducere. Această funcţie e realizată de fasciculul His şi reţeaua Purkinje. Blocajul conducerii în fasciculul His prin anestezie sau secţionare, conduce la disociaţia auriculo-ventriculară. În acest caz, auriculele

150

bat cu un ritm rapid impus de nodulul sinusal iar ventriculele bat în funcţie de ritmul impus de reţeaua Purkinje.

Funcţia de conducere implică o distribuţie rapidă a excitaţiei. Viteza de conducere este maximală în fasciculul His.

Există o porţiune de sistem cardioexcitator, în care viteza de conducere este lentă (ceea ce corespunde unei funcţii fiziologice). Joncţiunea nodo-hisiană este responsabilă de întârzierea excitaţiei între auricule şi ventricule. Ea asigură controlul excitaţiilor destinate ventriculelor când activitatea auriculară este exagerată.

Experimental, nodulul sinusal poate fi stimulat la o frecvenţă ridicată. Se constată că atunci când frecvenţa stimulilor creşte, ventriculele încetează în mod sistematic să mai răspundă.

Unul din două impulsuri este blocat datorită perioadei refractare a joncţiunii nodo-hisiene. Aplicarea unei stimulări prelungite produce o activitate care persistă şi după câtva timp de la oprirea stimulării. Este vorba de fibrilaţie. În această situaţie, ţesutul nodal a pierdut orice putere de coordonare a activităţii cardiace. Excitaţia se propagă de la celulă la celulă, pe căi anormale. În cazul mamiferelor mici, fibrilaţia este spontan reversibilă (sau uneori, treptat) imediat după încetarea stimulării.

Graţie fasciculului His şi reţelei Purkinje, ţesutul nodal asigură distribuirea excitaţiei sosite de la nodulul sinusal şi coordonarea activităţii contractile. Automatismul cardiac permite asigurarea activităţii ciclice a cordului la o frecvenţă fixă, cea a nodulului sinusal. Cordul „ in situ” însă, este supus unor influenţe, în special, reglatoare ale sistemului nervos.

B. Influenţa ionilor asupra activităţii automate a cordului de

mamifere Preparatul de cord izolat şi perfuzat de mamifere permite demostrarea

influenţei ionilor asupra activităţii cardiace. Pentru menţinerea activităţii cardiace „in vitro” este necesar un echilibru ionic bine determinat. Lichidul de perfuzie reconstituie acest echilibru.

Efectul unei soluţii fără ioni asupra activităţii cardiace

Perfuzând cordul cu o soluţie obişnuită, fără ioni (în cazul de faţă o soluţie izotonică de glucoză), se observă dezorganizarea progresivă a activităţii automate şi pierderea activităţii contractile, care afectează mai întâi ventriculele. Activitatea electrică este de asemenea modificată. Perfuzia cu un lichid care nu conţine ioni, antrenează o dezorganizare progresivă a potenţialelor electrice. Restabilirea perfuziei cu soluţie Ringer-Locke, permite revenirea la activitatea normală, atât din punct de vedere al activităţii mecanice cât şi din punct de vedere al activităţii electrice.

În experimentul următor, se studiază influenţa a trei ioni importanţi: sodiu, potasiu şi calciu asupra activităţii cardiace, în cele două situaţii extreme: excesul şi insuficienţa.

151

În cursul acestei demonstraţii se observă că aceşti ioni îşi exercită acţiunile lor asupra diferitelor structuri cardiace. Ei intervin simultan în mecanismele de excitare, de conducere şi de cuplaj a acestor două faze ale activităţii celulare.

1. Influenţa calciului

Calciul, participă simultan la procesele de excitaţie şi de contracţie. Celula miocardică prezintă particularitatea de a permite, în faza de excitaţie, pătrunderea în celulă a ionilor de calciu extracelular, responsabili de faza intermediară a platoului potenţialului de acţiune ventricular. Ulterior, eliberarea ionilor de calciu din cisternele reticulului sarcoplasmic asigură contracţia cardiacă. Activitatea contractilă depinde direct de concentraţia în ionii de calciu a mediului extracelular (vezi grafic – demostraţie filmată).

Cordul nu se poate contracta în absenţa ionilor de calciu, ceea ce se demonstrează în continuare prin perfuzarea cu un lichid lipsit de acest element. Asistăm la dispariţia treptată a activităţii mecanice a auriculelor şi a ventriculelor.

Activitatea electrică este în acest timp menţinută, fenomenele de depolarizare şi repolarizare se produc în continuare, dar absenţa ionilor de calciu duce la absenţa cuplării excitaţiei cu contracţia. Potenţialele electrice sunt în acest timp modificate, în special în zonele ondulate ale electrocardiogramei (vezi grafic – demonstraţie video). Readministrarea soluţiei Ringer-Locke, restabileşte activitatea contractilă iniţială.

Îmbogăţirea lichidului de perfuzie cu o soluţie de clorură de calciu, produce o intensificare a activităţii contractile a auriculelor şi a ventriculilor. Pe grafic, se observă iniţial efectul unei doze scăzute de clorură de calciu.

In doze mai mari, se constată o creştere progresivă a liniei de bază a traseului ventricular, relevând o intensificare a tonusului fibrelor miocardice.

În concentraţii mai puternice, se obţine o concentraţie maximală. Acest fenomen de contractură calcică, denumit „oprirea cordului în sistolă”, este reversibil după eliminarea ionilor de calciu (vezi grafic – demonstraţie filmată). În afara efectului de creştere a tonusului şi forţei de contracţie, calciul poate prezenta un efect aritmogen. Astfel, perfuzia cu soluţie de clorură de calciu, a declanşat o fibrilaţie ventriculară.

2. Efectul sodiului

Sodiul realizează un efect global depresor asupra forţei contractile. Acest efect apare în timpul perfuziei cordului cu o soluţie îmbogăţită în clorură de sodiu. Acest efect depresor rezultă din competiţia sodiu-calciu, excesul de sodiu reducând intrarea ionilor de calciu în celulă.

Perfuzia cu un lichid fără ioni de sodiu, produce un efect de creştere a contracţiei, amintind de cel obţinut în timpul administrării ionilor de calciu. Apare o contractură progresivă ca şi în cazul injectării soluţiei de calciu. Acest lucru se explică prin faptul ca absenţa sodiului favorizează intrarea ionilor de calciu în celulă. Se observă de asemenea, o dezorganizare a activităţii electrice, datorată

152

rolului sodiului în procesul de excitaţie. Contractura dispare în urma administrării unui aport normal de sodiu (de ex. administrarea soluţiei Ringer-Locke normală).

3. Efectul potasiului

Potasiu exercită un efect depresor asupra cordului, ceea ce poate fi observat în timpul injectării unei soluţii de clorură de potasiu în lichidul de perfuzie. În doze mai slabe, potasiu are un efect de reducere a amplitudinii contracţiilor.

În doze mai mari, acţiunea depolarizantă a potasiului antrenează o reducere a frecvenţei cardiace până la oprirea cordului.

În doze foarte mari, potasiu determină oprirea cordului urmată de o contractură. Fenomenul rezultă din stimularea penetrării calciului în celula cardiacă.

Perfuzarea cordului cu o soluţie fără potasiu, confirmă acest efect depresor, deoarece în acest caz se observă o creştere a amplitudinii contracţiei.

Absenţa potasiului din lichidul de perfuzie este de asemenea, responsabilă de apariţia unor tulburări de ritm, cum ar fi blocul auriculo-ventricular.

Studiul pe cordul izolat şi perfuzat, ale efectelor variaţiilor a trei ioni principali: calciu, potasiu şi sodiu, ne-a permis să observăm intervenţia acestora în procesele de contracţie şi excitaţie, ceea ce ilustrează faptul că este necesar un echilibru ionic determinat pentru menţinerea activităţii cardiace „in vitro”. De reţinut este particularitatea celulei miocardice ventriculare, în care calciul participă de asemenea la excitaţie, ceea ce explică sensibilitatea sa mare faţă de calciu extracelular.

C. Demonstrarea relaţiei tensiune – alungire a fibrelor miocardice (legea lui Starling)

Utilizarea preparatului de cord izolat, a permis demonstrarea existenţei unei relaţii între forţa contractilă şi intinderea iniţială a fibrelor miocardice. Această relaţie tensiune-alungire, a fost pusă în evidenţă pe cord de mamifer şi este cunoscută sub numele de legea Frank-Starling.

Conform acestei legi în timpul sistolei, fibrele miocardice se contractă cu atât mai intens, cu cât intinderea diastolică este mai mare. Pe preparat este posibilă modificarea întinderii diastolice a fibrelor cardiace prin variaţia presiunii în cavităţile cordului.

Următorul moment experimental constă în pregătirea unei coloane de lichid de perfuzie care să permite variaţia într-o gamă largă a presiunii de perfuzie. La un minim, această presiune poate fi anulată (poate ajunge la valoarea zero). La un maxim, ea poate fi crescută la 150-200 cm col H2O.

Un captor de presiune permite înregistrarea presiunii aplicate preparatului. O primă variantă constă în observarea cordului în urma creşterii şi scăderii alternative a presiunii de perfuzie. O apreciere a presiunii aplicate poate

153

fi obţinută prin observarea siluetei cordului, mai mult sau mai puţin destins, precum şi a gradului de dilatare a bulbului aortic.

Se constată că la maximum de distensie, contracţiile sunt mai puternice, ceea ce se traduce prin ejectarea unui volum mai mare de lichid de către ventriculul drept.

În momentul experimental următor, la preparat sunt adăugate două catetere. Prima este introdusa prin orificiul unei vene cave şi permite aplicarea unei presiuni de perfuzie variabile cavităţilor cordului drept. Cea de-a doua este plasată în orificiul arterei pulmonare şi permite ejecţia lichidului de perfuzie în pulmonii amplasaţi în partea stângă a preparatului, de-a lungul cateterului. Realternând creşterile şi scăderile presiunilor de perfuzie, apreciate pe baza distensiei auriculare, se constată aceeaşi reacţie tipică de creştere a ejecţiei sistolice ca răspuns la creşterea distensiei diastolice.

Aceste doua observaţii permit verificarea legii lui Starling, sau legea cordului. Cordul ejectează în timpul sistolei un volum de lichid cu atât mai mare şi cu atât mai multă forţă, cu cât a fost mai destins în timpul diastolei.

În continuare (vezi demonstraţia filmată), cateterele plasate în cavitatea auriculară şi ventriculară dreaptă sunt puse în legătură cu un traductor de presiune, astfel încât cele două trasee corespund, presiunii variabile aplicate cordului (ce se înscrie pe traseul inferior) şi presiunii dezvoltate de ventricul (ce se înscrie pe traseul superior).

Creşterea rapidă a presiunii intracardiace e urmată de creşterea progresivă a forţei de contracţie ventriculară. Rezultatul acestui experiment este reprezentat şi grafic. Curba obţinută este numită curba lui Starling.

Ea prezintă o convexitate marcantă spre vârf, ceea ce îi dă un aspect tipic de curbă în clopot. Existenţa unei valori maximale se explică prin faptul că întinderea diastolică determină gradul de întrepătrundere al filamentelor de actină cu cele de miozină. Existenţa unei valori maximale se explică prin faptul că întinderea diastolică determină gradul de întrepătrundere al filamentelor de actină cu cele de miozină. Există un grad optimal de întindere al sarcomerelor pentru a produce o contracţie maximală. O întindere insuficientă nu lasă disponibilă decât un număr mic de situsuri de legătură între miozină şi actină.

O întindere prea mare opune o rezistenţă excesivă glisării miozinei. Legea lui Starling este mecanismul fundamental de reglare a cordului. Ea explică faptul că inima poate ejecta spontan în arborele arterial un exces de sânge şi învinge rezistenţa vasculară crescută, care-i poate fi opusă. Această posibilitate reglatoare este în acelaşi timp limitată, iar în condiţii fiziologice, esenţialul mecanism reglator depinde de sistemul nervos.

D. Efectul neurotransmiţătorilor asupra activităţii automate a cordului

În condiţii fiziologice, activitatea automată a cordului este reglată de sistemul neurovegetativ. O dublă comandă parasimpatică moderatoare şi simpatică acceleratoare, permite ajustarea activităţii cardiace la cerinţele fiziologice.

154

Influenţa acestei inervaţii duble se exercită asupra diferitelor structuri responsabile de revoluţia cardiacă asupra sistemului excito-motor şi conducător al excitaţiei. Este evident că aceste două inervaţii modifică frecvenţa cardiacă, fiind influenţaţi în acelaşi timp şi alţi parametrii, aşa cum va demostra în continuare studiul acetilcolinei şi noradrenalinei.

1. Efectul acetilcolinei

1.1. efectul asupra amplitudinii contracţiilor cordului. Inlocuirea lichidului de perfuzie cu o soluţie ce conţine acetilcolină,

permite constatarea unui efect de reducere a activităţii cordului. Acest efect cronotrop negativ poate merge până la oprirea completă a cordului, dacă doza de acetilcolină e suficientă. Examenul traseului de înregistrare, obţinut în cazul aplicării de doze ce determină oprirea cordului, arată o reducere a amplitudinii contracţiilor, adică un efect inotrop negativ.

1.2. Efectul asupra vitezei de conducere în sistemul excitoconducător. Acetilcolina modifică de asemenea, viteza de propagare a excitaţiei în

cord. Acest fapt este pus în evidenţă prin studiul întârzierii conducerii atrio-ventriculare, întârziere ce poate fi apreciată pe baza timpului de latenţă între sistola auriculară şi sistola ventriculară. Prin comparaţie cu traseul martor, cel obţinut sub influenţa acetilcolinei prezintă o alungire ce traduce o încetinire a vitezei de conducere. Aceasta alungire traduce o acţiune dromotropă negativă.

1.3. Efectul asupra excitabilităţii cordului. Acetilcolina modifică şi excitabilitatea celulei cardiace. Astfel, în timpul

excitaţiei nodulului Keith-Flack, cordul răspunde printr-o contracţie la fiecare stimul aplicat.

Frecvenţa bătăilor cardiace urmează frecvenţa stimulilor. Frecvenţa maximală a stimulilor, la care cordul poate răspunde prin contracţie, depinde de lungimea perioadei refractare. Frecvenţa maximă poate fi obţinută, când fiecare stimul cade la sfârşitul perioadei refractare a contracţiei precedente.

La o frecvenţă mai mare, doar unul din 2 stimuli va fi eficace, iar preparatul bate după un ritm de 2 ori lent faţă de ritmul excitaţiilor provenite de la stimulator.

Tranziţia de la răspunsul maximal cu un ritm de 1:1 la un ritm de 2:1 e marcată pe grafică prin apariţia unei sistole mai ample, ceea ce indică în mod clar modificarea răspunsului.

În continuarea acestui experiment, un traseu grafic este consacrat frecvenţei de stimulare. Putem determina frecvenţa de stimulare maximă a cordului pe acelaşi preparat martor (în cazul de faţă 240 bătăi/min). Se constată că în prezenţa acetilcolinei, această frecventă este crescută. Cordul prezintă o capacitate mare de urmare a stimulilor. Aceasta corespunde la o scurtare a perioadei refractare, deci o creştere a excitabilităţii, ceea ce ne permite să spunem, că acetilcolina prezintă o acţiune batmotrop pozitivă (fig. 10.18).

Astfel, rezumativ, putem spune că acetilcolina prezintă acţiuni inotrop, cronotrop, dromotrop negative şi batmotrop pozitive.

155

2. Efectul noradrenalinei

Pe acelaşi model experimental este determinat efectul noradrenalinei, transmiţător al terminaţiilor nervilor cardio-acceleratori.

Injectarea de noradrenalină în lichidul de perfuzie, antrenează o accelelare şi o intensificare a contracţiilor cardiace şi amplitudinilor acestora, adică acţiuni cronotrop pozitive şi inotrop pozitive.

Noradrenalina produce de asemenea, o intensificare a conducerii auriculo-ventriculare prezentând acţiune dromotrop pozitivă, ceea ce se poate observa atât asupra activităţii mecanice cât şi asupra activităţii electrice a cordului.

Preparatul oferă posibilitatea studiului relaţiei tensiune-alungire, sub influenţa noradrenalinei. Astfel, cavităţile cardiace ale preparatul martor sunt supuse destinderii progresive Cordul drept este destins prin aplicarea unei presiuni crescătoare. Destinderea mecanică a cordului este înregistrată pe traseul inferior (vezi grafic demonstraţie filmată) iar modificările de contractilitate sunt observate pe traseul superior.

După încheierea traseului se trasează curba Starling caracteristică. Preparatul este supus apoi unei concentraţii crescute de noradrenalină ceea ce produce un efect inotrop şi cronotrop pozitiv. În continuare se va realiza distensia treptată. Prin observaţie directă, se constată că răspunsul contractil este mai accentuat comparativ cu traseul martor.

În afară de efectele cronotrop şi inotrop pozitive, se constată şi o intensificare a răspunsului proporţional cu distensia cavităţii cardiace.

Dacă se raportează valorile experimentului pe o grafică, curba obţinută are o alură generală asemănătoare cu cea a curbei martor. Aceasta este însă situată mai la stânga şi prezintă valori mai mari. Astfel se demonstrază efectul tonotrop pozitiv al noradrenalinei şi efectul de creştere a contractilităţii.

Fig. 10.18. Schemă pentru demonstrarea efectului batmotrop al acetilcolinei. Frecvența maximă a bătăilor cardiace se obține când stimulii sunt administrați imediat după

epuizarea perioadei refractare. Acetilcolina micșorează perioada refractară a cordului permițând creșterea frecvenței cardiace (efect batmotrop pozitiv)

156

În continuare va fi reluat experimentul de stimulare a nodulului sinusal, pentru a demostra efectul noradrenalinei asupra excitabilităţii cordului. Astfel, după câteva excitaţii electrice martor, se determină frecvenţa maximă de excitaţie a unui preparat martor, evaluată în acest experiment la 300 bătăi/min. Apoi este introdusă noradrenalina în lichidul de perfuzie.

Se constată foarte rapid o creştere a amplitudinii contracţiilor. Frecvenţa excitaţiilor rămâne cea impusă de stimulator. Se constată o creştere a frecvenţei maximale de stimulare. Acest efect este asemănător celui produs de acetilcolină pe acelaşi preparat.

Noradrenalina posedă şi ea o acţiune batmotrop pozitivă. Această creştere a excitabilităţii explică posibilitatea apariţia unor tulburări de ritm în urma administrării de catecolamine. Examenul la osciloscop al activităţii mecanice a auriculelor şi ventriculelor permite punerea în evidenţă şi confirmarea acestei acţiuni batmotrop pozitive.

Astfel, se constată că noradrenalina prezintă acţiuni inotrope, cronotrope, dromotrope, tonotrope şi batmotrope pozitive.

Efectele acestor doi neurotransmiţători sunt practic opuse. Cele două inervaţii care le eliberează funcţionează în mod antagonist şi permit asigurarea adaptării la diferite situaţii fiziologice.

Tabelul 10-1 Sistematizarea efectelor acetilcolinei și adrenalinei asupra proprietăților funcționle ale

cordului

Efect inotrop

Efect cronotrop

Efect dromotrop

Efect batmotrop

Efect tonotrop

Acetilcolină − − − +

Noradrenalină + + + + +