1. Zdravé srdce

Proč se srdce stahuje

Pokynem pro srdeční stah je elektrický impulz. Tento elektrický impulz se vytváří přímo v srdci – v oblasti sinoatriálního uzlu. Srdce tedy pro svou činnost nepotřebuje být napojené na činnost nervů. Po transplantaci srdce se proto i po našití cizího srdce obnoví spontánní tvorba vzruchu. Srdce je samozřejmě na činnost nervů napojeno, nicméně nervy srdeční činnost pouze urychlují nebo zpomalují (srdeční činnost se například zrychlí, když se lekneme nebo rozzlobíme, a zpomalí se třeba ve spánku).

Srdeční rytmus vznikající v sinoatriálním (sinusovém) uzlu se nazývá sinusový. Sinoatriální uzel (SA na obr. 1. 3.) je uložen v pravé srdeční síni, blízko místa, kde se do srdce připojuje horní dutá žíla. Ze sinusového uzlu se vzruch vede přes srdeční síně až k oblasti AV uzlu. Tento AV uzel je jediným místem, kudy se za normálních okolností šíří vzruch ze síní do komor. Do srdečních komor se vzruch šíří nejprve Hisovým svazkem (na obrázku His), který se poté dělí na dvě Tawarova raménka. Ta jsou umístěna v mezikomorové přepážce (mezikomorové septum) a rychle vedou vzruch. Tawarova raménka jsou dvě – pravé a levé (na obrázku LTR a PTR). Převodní systém končí jako Purkyňovy buňky (na obrázku PUR).

Obr. 1.3. Převodní systém srdeční

Proč dokáže srdce tvořit a vést elektrický impulz a jiné orgány to nedokážou?

Tvorba a šíření elektrického vzruchu je pro srdce typická. Kromě srdce mají tuto schopnost ještě buňky nervové, ale již žádné další.

V těle se nacházejí ionty (nabité atomy) sodíku, draslíku a vápníku. Sodík a vápník se nacházejí především vně buňky, zatímco draslík uvnitř buňky. Elektrický impulz se tvoří, pokud tyto elektricky nabité ionty cestují mezi vnitřkem a vnějškem srdečních buněk (kardiomyocytů). Cestovaní těchto iontů umožňují speciální struktury na povrchu srdečních buněk, které se nazývají iontové kanály (obr. 1.4). Tyto iontové kanály jsou v srdečních buňkách, trochu jiné pak i v buňkách nervových, ale nejsou například v buňkách jater nebo plic, a proto játra a plíce schopnost vytvořit a vést elektrický vzruch nemají. Iontových kanálů je jak v srdečních, tak v nervových buňkách mnoho druhů, a odlišuje je řada vlastností (které z iontů propouštějí, co způsobí jejich otevření, jak dlouho zůstanou otevřené). Dohromady tvoří orchestr, který zajišťuje během srdečního cyklu bezproblémový tok iontů dovnitř kardiomyocytu a ven z něj.

Na obrázku 1.4. je iontový kanál, který propouští ionty sodíku dovnitř. Vpravo pak kanál, který propouští ionty draslíku ven z buňky. MEMBR je buněčná membrána srdeční buňky.

Obr. 1.4. Iontový kanál

Aby tento proces tvorby a vedení vzruchu mohl probíhat opakovaně, musí mít srdeční buňka také schopnost vrátit ionty do původního stavu. Tyto mechanismy (iontové pumpy) stojí buňku spoustu energie. Samotná tvorba elektrického vzruchu ale pro srdeční stah nestačí. Je naprosto klíčové, aby srdce dokázalo převést příkaz (elektrický impulz) na práci. Toto převedení je umožněno ionty vápníku, které jsou v srdečních buňkách (kardiomyocytech) uloženy ve speciálních skladech, které se nazývají sarkoplazmatické retikulum (na obrázku SR). Vápník je ale i vně buňky, dokonce ve výrazně větším množství. Když dojde k elektrickému impulzu, otevřou se na povrchu buňky kanály pro vápník a ten pak proudí z prostoru vně dovnitř k sarkoplasmatickému retikulu. Tam se usadí a způsobí otevření „stavidel“ na povrchu retikula. Ze SR pak začne proudit do buňky vápník, který tam byl uskladněn, a právě tento vápník způsobí vlastní srdeční stah.

Vápník uvolněný ze sarkoplasmatického retikula je nezbytný k tomu, aby mohlo dojít ke vzájemnému posunu speciálních bílkovin – myozinu (na obrázku modře) a aktinu (na obrázku červeně, oba jsou uvnitř kardiomyocytu). Zasunutím speciálních „hlavic“ myozinu do aktinu (podobně jako bychom zasunuli prsty proti sobě) dojde ke zkrácení základní stavební jednotky srdečních buněk (sarkomery), což v konečném důsledku vede k srdečnímu stahu (obr. 1.5.).

Obr. 1.5. Převedení elektrického impulzu na srdeční stah

Je jasné, že po srdečním stahu se musí uvést věci do původního stavu. Musí dojít k rozpojení molekul aktinu a myozinu a k přečerpání uvolněného vápníku. Část vápníku je přečerpána zpět do sarkoplazmatického retikula, část naopak ven z buňky. Právě tento proces stojí kardiomyocyt hodně energie.