Supistumiskyvyn määräävät tekijät

Tämä luku liittyy vuoden 2017 CICM:n ensisijaisen oppimäärän jaksoon G2(ii), jossa kokelasta pyydetään ”määrittelemään sydämen tehon komponentit ja määräävät tekijät”. Erityisesti tässä luvussa keskitytään sydämen supistumiskykyyn, unohdettuun ja huomiotta jätettyyn tekijään. Toisin kuin jälkikuormitus ja esikuormitus, supistumiskyky on esiintynyt kokeissa vain kerran, ja se oli vuoden 2012 toisen kokeen kysymys 4. ”Kuvaile lyhyesti dP/dT, loppusystolisen paineen ja tilavuuden (ESPV) suhde sekä ejektiofraktio (EF)”, kysyttiin. Ja ”määrittele sydänlihaksen supistumiskyky”.

Läpäisyprosentti oli 13,6 %.

Laskeutumatta diskurssin alimmalle tasolle, lyhyen tauon ja joidenkin syvien hengitysten jälkeen kirjoittaja pystyi rauhallisesti toteamaan, että vaikka ei ole mitään reilua tapaa testata koulutettavan tietämystä määritelmästä, jota ei ole olemassakaan, lienee silti järkevää selvittää, ymmärtääkö hän ympäröiviä käsitteitä tarpeeksi hyvin, jotta hän voi yhdistää ne uudelleen lyhyen vastauksen kysymyksen aikana. Tämä toimii eräänlaisena älykkyysosamäärätestinä, joka vastaa henkistä kiertoharjoitusta. Jos pystyt syntetisoimaan kelvollisen määritelmän näin lyhyessä ajassa, sinulla on oltava huomattavaa fysiologista taustatietämystä ja sellaista itsevarmaa ja nopeaa ajattelua, joka olisi arvokasta teho-osastolla.

Yhteenvetona:

Tämän ongelmallisen aiheen läpikäymiseen on olemassa muutamia hyviä lähteitä. Muir & Hamlin (2020) esittää erinomaisen lintuperspektiivin pääongelmista, joita kohtaavat kaikki, jotka yrittävät määritellä ja kvantifioida sydämen supistumiskykyä. Kirjoittajalle tällä oli arvoa samalla mekanismilla kuin vierailulla tukiryhmässä, sillä se normalisoi turhautumisen ja hämmennyksen tunteet luonnollisena reaktiona aiheeseen. Olemme kaikki täällä samasta syystä, tuntuivat muut kirjoittajat sanovan.

Kontraktiokyvyn määritelmä

Tutkinnon vastaanottajat näyttävät tieteellisen yksimielisyyden puuttuessa antaneen kontraktiokyvylle oman määritelmänsä vuoden 2012 toisen paperin kysymyksen 4 yllättävän kattavissa muistiinpanoissa:

”Kontraktiokyky edustaa sydämen suorituskykyä tietyllä esi- ja jälkikuormituksella. Se on
isometrisen huippuvoiman muutos (isovolumiininen paine) tietyllä alkusäikeen pituudella (loppu
diastolinen tilavuus).”

Tämä määritelmä on peräisin Bernin & Levyltä (4. painoksen s. 250) siinä mielessä, että se on sieltä sanatarkasti plagioitu:

”Kontraktibiliteetti edustaa sydämen suorituskykyä tietyllä esi- ja jälkitaajuuskuormituksella, sekä vakiosykkeellä. Supistuvuus voidaan määrittää kokeellisesti isometrisen huippuvoiman (isovolumic pressure) muutoksena tietyllä alkusäikeen pituudella (enddiastolinen tilavuus).”

Ja tiedät, että tämä on virallinen määritelmä, koska alkuperäisessä oppikirjassa se esiintyy huutavin isoin kirjaimin. Vaikka Berne & Levy ei olekaan CICM:n ensimmäisen osan virallisessa lukulistassa, Pappano & Weirin (10. painoksen s. 78) kontraktiliteettimerkintä on identtinen, suora copy and paste. Joko tämä määritelmä on siis erityisen hyvä tai toimittajat ovat erityisen laiskoja. Kummassakin tapauksessa näyttää siltä, että harjoittelijoiden on opeteltava ulkoa juuri tämä määritelmä primaaria varten.

Kuten kaikelle muullekin sydämen ulostulon fysiologian hämmentävälle helvetilliselle ulottuvuudelle, myös supistumiskyvylle on useita muita määritelmiä, joista yksikään ei ole selvästi toistaan parempi. Vincent & Hall (2012) antaa meille tämän:

”Sydämen supistumiskyky voidaan määritellä sydänlihaksen kuitujen kehittyneeksi jännitykseksi ja lyhenemisnopeudeksi (eli supistumisen ”voimaksi”) tietyllä esi- ja jälkikuormituksella. Se edustaa sydänlihaksen ainutlaatuista ja luontaista kykyä tuottaa voimaa, joka on riippumaton käytetystä kuormituksesta tai venytyksestä.”

Hämmästyneenä siitä, että tällä alalla ei ole tapahtunut edistystä viimeisen kahdensadan vuoden aikana, Muir & Hamlin (2020) vetäytyi etymologiaan:

”Kirjaimellisesti määriteltynä termi kontraktio viittaa siihen, että jokin on pienentynyt, kutistunut tai lyhentynyt. The addition of the suffix ”ility” implies the quality of this process.”

Cardiovascular Hemodynamics by Anvaruddin et al (2013), erinomaisessa kysymyksen sivuuttamisessa, päätti sen sijaan määritellä supistuvuuden sen mukaan, mitä se ei ole:

”Kontraktiliteetti kuvaa muita tekijöitä kuin syketaajuutta, esikuormitusta ja jälkikuormitusta, jotka ovat vastuussa sydänlihaksen suorituskyvyn muutoksista.”

Tämä määritelmä löytyy myös ensimmäisestä osasta, joka sijoittaa sen seuraavaksi ylimmälle korokkeelle heti CICM-tutkijoiden määritelmän alapuolelle. Joka tapauksessa tätä sarkastista oppikirjojen ruumiinavausta voisi selvästi jatkaa vielä muutaman kappaleen verran, mutta kasvava kasa runneltuja määritelmiä ei tuottaisi kirjoittajalle enempää tyydytystä eikä ainakaan lukijalle lisää ymmärrystä. Sen lisäksi, että CICM-tutkijoiden määritelmä painetaan mieleen, ei voida antaa mitään hyödyllisiä suosituksia.

Kontraktiokyvyn määrittäjät

Kirjallisuuden läpikäynnin jälkeen kävi selväksi, että Penefsky (1994) on hyödyllisin yksittäinen lähde tästä aiheesta, koska kirjoittaja on asettanut kaikki jälkikuormitukseen vaikuttavat parametrit loogiseen kaavaan. Kirjoittaja pyrkii selvästi luomaan jonkinlaisen käsitteellisen yhteyden niiden makroskooppisten tekijöiden, jotka vaikuttavat sydän- ja verisuonijärjestelmän suorituskykyyn kokonaisuutena, ja niiden mikroskooppisten tekijöiden, jotka vaikuttavat soluvalmisteiden suorituskykyyn, välille.

Kardiovaskulaarisen järjestelmän ominaisuuksia, jotka vaikuttavat supistumiskykyyn, ovat:

• ennen kuormitusta
• jälkikuormituksen
• syketaajuus

Supistumiskykyyn vaikuttavia biokemiallisia ja solutekijöitä ovat:

• Kalsiumpitoisuus
  • Katekoliamiinit ja autonominen hermosto
  • ATP:n saatavuus (esim. iskemia)
  • Extrasellulaarinen kalsium
• Lämpötila

ESIKUORMITUKSEN VAIKUTUKSET KONTRAKTTRAKTIIVISUUTEEN

ESIKUORMITUS on merkittävä supistumisen määrittäjä. Sarkomeerien venymisaste aivan diastolen lopussa on tärkeä tekijä supistumisvoiman määrittämisessä, kuten saatamme muistaa Frank-Starling-suhteesta. Mitä enemmän tilavuutta, sitä suurempi supistumisvoima, kunnes tietyn pisteen jälkeen sarkomeerien venyminen muuttuu liian

Mutta se on supistumisvoima. Entä supistuvuus, supistumisen ”tämän prosessin laatu”? Sekin muuttuu, ennustettavalla tavalla. Tilavuuskuormitus (noin 250-600 ml Hartmannin nestebolus) lisäsi koiran kammioiden supistuvuutta Mahlerin ym. tutkimuksessa (1975) noin 11 % (sitä mitattiin dP/dT:llä, jota käsitellään myöhemmin).

Tämä ei kuitenkaan ole se mielenkiintoisin tai tenttipisteitä antava elementti tässä. Muutokset supistuvuudessa muuttavat kammiopaineen ja kammiotilavuuden välistä suhdetta. Ja tässä vaiheessa meidän on pakko keskustella LV-paine-tilavuus-silmukoista.

Paine-tilavuus-silmukka narratiivisena välineenä

Kontraktiokyvyn ja esikuormituksen välisen suhteen selittämiseksi paine-tilavuus-silmukoiden käyttö on väistämätöntä joidenkin korkeakoulujen tenttijöiden lausumien vuoksi. He aloittivat jotenkin melko sitoutumattomasti, kuten ”paineen ja tilavuuden silmukkaa kuvaava kaavio on erittäin hyödyllinen ESPV:tä kuvattaessa”, mutta lopettivat aggressiiviseen varoitukseen, jonka mukaan ”kaavion puuttuminen (oikein merkittynä ja mittakaavassa) oli heikko kohta monissa vastauksissa”. Lyhyesti sanottuna tarvitsette selvästi tämän kaavion, jotta vastauksenne saisi hyvät pisteet. Kun se on oikein merkitty ja skaalattu, LV-paine-tilavuus-silmukka näyttää hieman tältä:

Keskustelematta koko PV-silmukkaa käsittelevän luvun sisältöä, PV-silmukoiden käsittelyssä keskitytään tässä lähinnä niiden käyttöön supistumiskyvyn kuvaamisessa ja erityisesti sen muutoksiin esi- ja jälkikuormituksen myötä.

Loppusystolisen paineen ja tilavuuden suhde (ESPVR)

PV-silmukan erityinen käyttö sydämen supistuvuutta koskevassa keskustelussa on tarkoitettu kuvaamaan loppusystolisen paineen muutosta loppudiastolisen tilavuuden kasvaessa. Tämä suhde, josta käytetään lyhennettä ESPVR, kuvaa maksimaalista loppusystolista painetta, joka voidaan saavuttaa kyseisellä tilavuudella.

Miten tämä vaikuttaa supistuvuuteen? No:

• Kun esikuormitusta (jota tässä edustaa loppudiastolinen tilavuus) kasvatetaan, verenpaine nousee.
• Sekä systolinen verenpaine että diastolinen paine nousevat.
• Siten aorttaläppä sulkeutuu korkeammalla paineella
• Tämä korkeampi paine systolen lopussa tarkoittaa, että myös loppusystolinen tilavuus on suurempi
• Siten, loppusystolisen paineen ja tilavuuden piste (ja muu silmukka) siirtyy oikealle

Jos siis silmukka piirretään useita kertoja eri loppudiastolisen tilavuuden olosuhteissa, loppusystolisen paineen ja tilavuuden piste siirtyy koilliseen:

Tämän loppudiastolisen paineen ja tilavuuden pisteiden suhde voidaan piirtää viivana, joka on loppudiastolisen paineen ja tilavuuden suhde (ESPVR):

Selv.. hyvä juttu, mutta miten tämä taas integroituu keskusteluun supistumiskyvystä?

Kuten näin:

Mitä ”supistumiskykyisempi” kammio on, sitä suurempi on paineen muutos tietystä esikuormituksen tasosta. Ergo, ESPVR-viivan kaltevuus kuvaa supistuvuutta tai ainakin sitä, miten supistuvuus vaikuttaa vasteeseen LV-tilavuuden muutoksiin.

Deranged Physiology -perinteisiin hyvin perehtynyt lukija ihmettelee tässä vaiheessa, milloin kirjoittaja yrittää tukea tätä teoriaa kaivamalla esiin jonkun kammottavan vivisectionin kokeelliset tulokset. Joten, tässä on tallennus paine-tilavuus silmukoista eri kammiotilavuuksilla Kass et al (1986), jotka kaappasivat nämä tiedot koiran kammioista. Toinen sarja havainnollistaa autonomisen salpauksen vaikutuksia (heksametoniumkloridilla) ja toinen dobutamiinin vaikutuksia.

EspVR vaikuttaa siis hyvältä supistuvuuden korvikemittarilta. Se ei kuitenkaan ole täydellinen:

• ESPVR:n kaltevuus pienenee asteittain kammion koon kasvaessa ilman, että tämä muutos välttämättä viittaa supistuvuuden muutokseen (Nakano ym., 1990)
• Suoraa in vivo -mittausta turhauttaa se, että, esikuormitushaasteen aikana vasteena lisääntyneeseen sydämen ulostuloon baroreseptorit ja venytysreseptorit alentaisivat sykettä ja siten supistuvuutta, mikä hämärtäisi todellista suhdetta

EspVR ei tietenkään ole ainoa tapa esittää supistuvuutta. Sovitun määritelmän puuttuminen tekee mahdolliseksi lukuisat muut menetelmät. Tämä siirtyy mukavasti…

Kontraktiokyvyn mittarit

Joo, niitä on useita. Yleisimpiä ovat:

• ESPVR, kuten edellä käsiteltiin; supistuvuuden suhde esikuormituksen vaikutukseen LV:n loppusystoliseen paineeseen.
• Ejektiofraktio, iskutilavuuden suhde prosentteina ilmaistuun loppudiastoliseen tilavuuteen. Se on periaatteessa SV/EDV ×100.
• Myocardial strain (Abraham & Nishimura, 2001)
• Kuitujen lyhenemisen keskinopeus (Vcfc; Karliner ym., 1971)
• dP/dT, LV-paineen maksimimuutosnopeus, jota käsitellään seuraavassa kappaleessa:

dP/dT supistuvuuden mittarina

DP/dT (tai ΔP/ΔT) on paineen muutos aikayksikköä kohti. Tarkemmin sanottuna se on tässä yhteydessä vasemman kammion paineen suurin muutosnopeus isovolumetrisen supistumisen aikana:

Tämä ei ole huono, mitä supistuvuuden mittareihin tulee. ”Supistumiskykyisemmän” kammion pitäisi supistua paremmin (kovemmin, nopeammin, voimakkaammin), ja tämä parametri heijastaa sitä lyhyempänä isovolumetrisena supistumisena tai korkeampana paineena, joka saavutetaan samalla aikavälillä. Ditto, heikolla käyttökelvottomalla kammiolla kestää kauemmin saavuttaa pienempi paine, joten se menee näin:

Varmaankaan supistumiskyky ei ole näin yksinkertainen, ja tällä parametrilla on haittansa. Lainaten Masonia (1969):

• dP/dT:hen vaikuttavat valtimon diastolisen paineen muutokset, eli kohonnut diastolinen paine johtaa dP/dT-piikin nousuun.
• dP/dT on riippuvainen sykkeestä, minkä vuoksi inotrooppisen lääkkeen vaikutuksia on mahdotonta arvioida, jos sillä on myös kronotrooppisia vaikutuksia.

DP/dT:hen vaikuttavat siis jotkin tärkeät hemodynaamiset parametrit, joita on vaikea hallita. Se on kaukana täydellisestä, ja luultavasti ystävällisintä, mitä siitä voidaan sanoa, on se, että ”muutokset max. dp/dt:ssä voivat heijastaa ja usein heijastavatkin muutoksia sydänlihaksen supistumiskyvyssä” (Wallace et al., 1963).

Vastauksessaan vuoden 2012 toisen tutkielman kysymykseen 4 tutkinnon vastaanottajat mainitsivat, että tämä parametri on riippuvainen esikuormituksesta (preload) ja riippumaton jälkikuormituksesta. Mistä tämä väite on peräisin? No, se näyttää olevan looginen seuraus siitä, että dT-jaksona käytetään isovolumetrista supistumista. Useimmat jälkikuormituksen määritelmät sisältävät aortan paineen jossain määrin (tai ne väittävät, että jälkikuormitus on aortan paine). Isovolumetrisen supistumisen aikana aorttaläppä pysyy kuitenkin suljettuna. Näin ollen he väittävät, miten jälkikuormitus voi vaikuttaa dP/dT:hen, jos se havaitaan ennen kuin jälkikuormitus vaikuttaa LV:hen?

Tämä päättelytapa on hieman epäilyttävä. Ensinnäkin aortan diastolinen paine on ehdottomasti tekijä, joka vaikuttaa dP/dT:hen, ja se on varmasti yhteydessä jälkikuormitukseen. On myös otettava huomioon, että dP/dTmax (eli käyrän suurin kaltevuus, jyrkin tangentti) saatetaan havaita jossain vaiheessa aorttaläpän avautumisen jälkeen.

Mikä on siis kokeellinen näyttö? Testatakseen näitä ajatuksia Quiñones et al (1976), koska oli vuosi 1976, pystyivät vakuuttamaan elektiiviset avohoitopotilaat saamaan valtavia angiotensiiniboluksia. Seinämän huippujännitys lisääntyi 44 prosenttia, mutta dP/dT ei juuri liikkunut (muutos oli 2,5 prosenttia). Vastaavasti Kass ja muut (1987) havaitsivat, että dP/dT ei juuri vaihdellut suurten jälkikuormitusarvojen välillä, vaan se muuttui jälkikuormitusriippuvaiseksi vain silloin, kun jälkikuormitus oli erittäin alhainen (eli kun aortan diastolinen paine oli niin alhainen, että dP/dT:n maksimiarvo havaittiin kauan sen jälkeen, kun aorttaläppä oli avautunut). Yhteenvetona voidaan todeta, että normaalilla jälkikuormitusarvojen alueella dP/dT:n pitäisi olla suhteellisen jälkikuormituksesta riippumaton. Mikä tulee olemaan jonkinlainen ongelma sen laadun kannalta supistuvuuden mittarina, sillä jälkikuormitus vaikuttaa selvästi supistuvuuteen.

Jälkikuormituksen vaikutus supistuvuuteen (Anrep-vaikutus)

Jälkikuormitus vaikuttaa supistuvuuteen. Se on tunnettu asia. Gleb von Anrep havaitsi tämän vuonna 1912 puristettuaan koiran aortan, vaikkei hänellä ollut aavistustakaan, mitä hän katsoi. Sydän, kun jälkikuormitusta lisättiin äkillisesti, lisäsi selvästi ja välittömästi supistumisvoimaansa – ja sitten vähitellen, vieläkin enemmän, seuraavien minuuttien aikana. Tässä on tallenne siitä, miltä tämä näyttää, jonka Cingolani ym. (2013) tekivät rotan papillaarilihaksesta, jota he kiduttivat:

Mekanismi äkillisen lisääntymisvaiheen takana on puhdasta Frank-Starlingia:

• Suurentunut jälkikuormitus aiheuttaa lisääntyneen loppusystolisen tilavuuden
• Tämä lisää sarkomeerin venytystä
• Tämä johtaa supistumisvoiman lisääntymiseen

Sen jälkeen tapahtuu solunsisäisen kalsiumin asteittainen hiipivä nousu, jota ohjaavat pääasiassa neurohormonaaliset vaikutukset. Cingolani et al (2013) käyvät sen läpi paljon yksityiskohtaisemmin kuin edes kärsivällinen lukija sietäisi. Lyhyesti sanottuna Na+/Ca2+-vaihtimen aktiivisuus on lisääntynyt solunsisäisen natriumin aldosteroniin liittyvän oton vuoksi, ja tätä tukee se, että eplerenoni esti tämän supistuvuuden lisääntymisen täysin.

Syketaajuuden vaikutus supistumiskykyyn (Bowditch-ilmiö)

Edeltävät kirjoittajat ovat kutsuneet tätä myös Treppe-ilmiöksi, porrasilmiöksi (treppe on saksankielinen sana, joka tarkoittaa portaikkoa) ja taajuusriippuvaiseksi aktivaatioksi. Kuten Anrep-ilmiön kohdalla, kaikki kiteytyy siihen, että sydänlihassoluissa on enemmän kalsiumia, mikä on viimeinen yhteinen reitti kaikille supistumiskyvyn lisääntymisille. Perustasolla mekanismi on seuraava:

• Myosyyttien supistuminen on seurausta merkittävästä kalsiumin sisäänvirtauksesta myosyytteihin
• Relaksaatio johtuu pääosin siitä, etta tämä kalsium poistuu takaisin solusta tai sekventoituu uudelleen sarkolemmaan
• Tama kalsiumin poistuminen on kemiallinen prosessi, jolla on rajallinen reaktioaika
• Ergo, sykkeen kasvaessa kalsiumin poistumiseen jäävä aika lyhenee
• Ergo, jäljelle jäävä kalsium lisää myosyyttien supistuvuutta aina, kun korkea syke jatkuu.

Jossain määrin mekanismit, jotka parantavat relaksaatiota sykkeen kasvaessa, auttavat myös kalsiumin poistumista, mutta nämä taistelevat sitä vastaan, että solunsisäinen kalsium moduloi itseään (esim. kalsiumin vapautumisen sarkolemmasta käynnistää solunsisäinen kalsium).

Kuinkahan nopeasti pitää siis mennä, jotta myos myosyytteihin syntyy mittava Bowditch-efekti? Saadakseen aikaan kivan näköisiä julkaisukelpoisia efektikokoja, tutkijoiden on yleensä kiihdytettävä sykettä. Tässä Haizlip et al tahdistivat kanin kammion kuituja 240:n tahdilla tuottaakseen tyydyttävän lisäyksen tuotetussa voimassa:

Lukija voi tässä vaiheessa huomauttaa, että mikä tahansa supistumiskyvyn lisäys, joka riippuu järjettömästä syketaajuudesta, on varmasti kompensoitava tällaisen syketaajuuden tuottamalla diastolisen täytön täydellisellä epäonnistumisella. Muistutettakoon synkoopille alttiilla vapaaehtoisilla tehdyistä julmista tutkimuksista, joissa saatiin aikaan 20 ml:n iskutilavuudet ja 50 mmHg:n systoliset paineet sykkeellä 200. Lyhyesti sanottuna, vaikka tämä vaikutus on tunnettu ilmiö ja siitä on keskusteltava tenttiympäristössä, useimmat järkevät ihmiset myöntävät, että sillä on minimaalinen hyöty vuodeosastolla.

Woodworth-ilmiö

Tämä ansaitsee luultavasti myös maininnan, koska se on toinen versio portaikkoilmiöstä – tai pikemminkin se on mitä tahansa portaikon vastakohta onkin. Pohjimmiltaan tämä ilmiö kuvaa pitkien supistusten välisten ajanjaksojen positiivista inotrooppista vaikutusta – ”pitkän tauon elvyttävää vaikutusta”, lainatakseni sanoja Woodworthilta itseltään (1902). Tässä on havainnollistava kaavio Woodworthin alkuperäisestä artikkelista, johon on merkitty kyseinen vaikutus.

Kyllä, siinä kaikki: normaalia korkeampi systolinen huippu takykardiajakson jälkeen. Tämäkin liittyy kalsiumiin. Pesemällä lihassäikeet kalsiumittomassa liuoksessa Hajdu (1969) poisti vaikutuksen kokonaan.

Jotkut kirjoittajat näyttävät myös antavan nimityksen ”Woodworth-ilmiö” havainnolle, jonka mukaan bradykardia lisää näennäistä supistumisvoimaa, mutta tämä saattaa itse asiassa olla vain paremman esikuormituksen vaikutus. Nykykirjallisuudessa on hyvin vähän mainintoja tästä ilmiöstä.

Kalsiumin vaikutus supistumiskykyyn

Kalsiumin keskeinen rooli heräte-kontraktiokytkennässä tekee solunsisäisestä kalsiumista viimeisen yhteisen väylän useimpien inotrooppisten lääkkeiden ja supistumiskykyyn vaikuttavien fysiologisten tekijöiden vaikutukselle. Se on periaatteessa se vipu, josta vedetään, kun halutaan muuttaa supistuvuutta tavalla tai toisella. Sen keskeisen roolin perusteita tässä prosessissa käsitellään muualla; välittömän yleiskatsauksen saamiseksi voidaan viitata Eisener et al (2017). Lyhyesti sanottuna:

• Kalsiumin pääsy sydänlihassoluihin käynnistää kalsiumriippuvaisen kalsiumin vapautumisen sarkolemmasta
• Kalsium sitoutuu troponiiniin, mikä johtaa paksujen ja ohuiden filamenttien liukumiseen
• Supistumisen voimakkuus riippuu troponiiniin sitoutuneen kalsiumin määrästä
• Siten, tärkein supistumisvoimaa säätelevä tekijä on solunsisäisen kalsiumin määrä

Tästä seuraa, että solunsisäinen kalsiumkonsentraatio on supistumiskyvyn määräävä tekijä. Tämä on melko epäsuora asia keskusteltavaksi, koska emme yleensä mittaa sitä, tai titraa interventioitamme siihen, tai oikeastaan ajattele sitä missään merkityksellisessä mielessä. Silti se on olemassa. Kaikessa sydämen supistumiskykyä koskevassa keskustelussa olisi otettava huomioon kalsiumin osuus ja sitä muuttavat tekijät. Nämä ovat:

Katekoliamiinit. Systeemisten katekolamiinien ja sympaattisen hermoston inotrooppisia vaikutuksia välittävät β-1-reseptorit, jotka ovat Gs-proteiinikytkentäisiä reseptoreita. Niiden aktivoitumisesta johtuva syklisen AMP:n lisääntyminen lisää proteiinikinaasi A:n aktiivisuutta, joka puolestaan fosforyloi kalsiumkanavia. Seurauksena on kalsiumin sisäänvirtaus. Sperelakis (1990) ja Rüegg (1998) yhdessä antavat enemmän yksityiskohtia kuin useimmat ihmiset pystyvät käsittelemään, kun on kyse tästä näkökohdasta.

Ischemia. Vaikka ATP:n ehtyminen, jonka oletetaan tapahtuvan hapen puuttuessa, on kätevä mekanismi, jota voidaan syyttää iskemiaan liittyvästä supistumiskyvyn heikkenemisestä, todellisuudessa ATP:n määrä akuuteissa iskeemisissä soluissa ei vähene vähään aikaan, kun taas supistumiskyky kärsii välittömästi. Tämän supistumiskyvyn heikkenemisen ajatellaan johtuvan siitä, että solunsisäisen kalsiumin kyky vapauttaa enemmän kalsiumia sarkolemmasta vähenee (Gomez ym., 2001).

Solunsisäinen kalsium. Tuon kalsiumin – kun se valuu soluun toimintapotentiaalin aikana – on tultava jostain. Solujen kylvettäminen nesteessä, jossa ei ole kalsiumia, on varma tapa lopettaa kaikki supistuminen. Lang ja muut (1988) dialysoivat seitsemää kroonista munuaisten vajaatoimintaa sairastavaa potilasta saavuttaakseen erilaiset seerumin kalsiumpitoisuudet ja pystyivät osoittamaan, että Vcfc (heidän valitsemansa supistumiskyvyn mittari) laski merkittävästi hypokalsemian myötä. Itse asiassa kalsiumpitoisuuksien ja supistuvuuden välinen suhde näytti olevan lineaarinen eettisesti sallitulla kalsiumpitoisuusalueella.

Lämpötilan vaikutus supistuvuuteen

Mittainen hypotermia (32-38 ºC) heikentää supistuvuutta, ja tiedetään, että lämpötilan aiheuttama sydämen minuuttitilavuuden pieneneminen on suhteellista. Tämän voisi ajatella johtuvan siitä, että katekoliamiinireseptorit menettävät affiniteettiaan (ja totta puhuen näin onkin), mutta asiaan vaikuttavat myös muut tekijät. Erityisesti hypotermia aiheuttaa sydämen myofilamenttien herkkyyden vähenemistä kalsiumille (Han ym., 2010) ja sydämen aktiiniaktivoidun myosiini-ATPaasin aktiivisuus vähenee (de Tombe ym., 1990).