Bowditchův efekt - Bowditch effect

The Bowditchův efekt je autoregulační metoda, při které se zvyšuje napětí myokardu se zvýšením srdeční frekvence. Také známý jako fenomén Treppe, efekt Treppe nebo efekt schodiště. Poprvé to pozoroval Henry Pickering Bowditch v roce 1871.[1][2]

Mechanismus

Základní příčinou tohoto účinku je zvýšení hladin vápníku v sarkoplazmatickém retikulu srdečních buněk a jeho zvýšené uvolňování do sarkoplazmy.

Jedním z vysvětlení zvýšení intracelulární koncentrace vápníku je neschopnost Na+/ K.+-ATPase držet krok s přílivem sodíku při vyšších srdečních frekvencích. Když dojde k vyšší srdeční frekvenci, například v důsledku adrenergní stimulace, kalciový kanál typu L má zvýšenou aktivitu. 3Na+/ Ca++ výměník (který umožňuje 3 Na+ stékat ze svého gradientu výměnou za 1 Ca++ iont, který vytéká z buňky), pracuje na snížení hladiny intracelulárního vápníku. Jak se srdeční frekvence stává silnější a délka diastoly klesá, Na+/ K.+-ATPase, která odstraní Na+ přivedl do cely Na+/ Ca++ výměník, nedrží krok s rychlostí Na+ příliv. To vede k méně efektivní Na+/ Ca++ výměna, protože gradient klesá pro sodík a hnací silou transportu vápníku je ve skutečnosti koncentrační gradient sodíku, tedy Ca++ hromadí se v buňce. To má za následek akumulaci vápníku v buňce myokardu prostřednictvím výměník sodíku a vápníku a vede k většímu stavu inotropismu, mechanismu, který je také patrný u srdečních glykosidů.[3]

Alternativně je dalším mechanismem to, že Na+-Ca++ membránový výměník, který pracuje nepřetržitě, má méně času na odstranění Ca++ který dorazí do buňky kvůli snížené délce diastoly s pozitivním chronotropie. Se zvýšeným intracelulárním Ca++ koncentrace, následuje pozitivní inotropie.[4]

Rovněž bylo pozorováno, že zvýšená srdeční frekvence stimuluje SERCA2a, což zvyšuje přísun vápníku a obsah v sarkoplazmatickém retikulu. Tato aktivace SERCA2a je nepřímo fosforylací PLN pomocí kalmodulin kinázy II.[5]

Klinický význam

Pozitivní Bowditch efekt způsobí zvýšení Srdeční výdej v důsledku zvýšené síly kontrakce srdečních svalů.[1]

Tento jev obvykle chybí nebo je dokonce zvrácen (negativní Bowditchův efekt) při srdečním selhání a dalších onemocněních srdce, jako je kardiomyopatie a ischemická onemocnění srdce. Toto se nazývá nulový nebo inverzní jev schodiště.[1] Pravděpodobná příčina tohoto účinku je přičítána mutacím v SERCA2a.[6]

Reference

  1. ^ A b C Usman, Abira; Gupta, Gunjan (2020), "Fyziologie, Bowditchův efekt", StatPearls, StatPearls Publishing, PMID  30725706, vyvoláno 2020-02-20
  2. ^ Ker, James (únor 2009). „Od Bowditch k beta-blokátorům: vývoj chápání důležitosti srdeční frekvence a energie myokardu při kardiomyopatii“. Kardiovaskulární žurnál Afriky. 20 (1): 37–38. ISSN  1995-1892. PMC  4200567. PMID  19287814.
  3. ^ Noble, M. I. (1988). Úvod do moderní práce na fenoménu Bowditch. Kardiovaskulární výzkum, 22 (8), 586-586. doi: 10,1093 / cvr / 22.8.586
  4. ^ Stručně řečeno, fyziologie, Druhé vydání (2008) - Jeremy Ward a Roger Linden
  5. ^ Boron, Walter; Boulpaep, Emile (2017). Lékařská fyziologie. Philadelphia: Elsevier. p. 528. ISBN  978-0-323-42796-8.
  6. ^ Balcazar, Darío; Regge, Victoria; Santalla, Manuela; Meyer, Heiko; Paululat, Achim; Mattiazzi, Alicia; Ferrero, Paola (prosinec 2018). „SERCA je rozhodující pro ovládání Bowditchova efektu v srdci“. Vědecké zprávy. 8 (1): 12447. doi:10.1038 / s41598-018-30638-9. ISSN  2045-2322. PMC  6102201. PMID  30127403.