2 курс / Нормальная физиология / Физиология

Раз мы уже заговорили о сердечных шумах, наверное, не будет лишним напомнить, что Вы должны разобрать все, что касается этой темы досконально – начиная от самих шумов и их локализации (на YouTube есть масса информативных видео и аудио по аускультации), заканчиваю вышеперечисленными маневрами и характерными особенностями. Эту тему Вы пронесете не только через все экзамены USMLE (на экзамене может попасться 2-3 вопроса по аускультации), но и будете использовать накопленные знания в ежедневной практике, независимо от выбранной специальности.

Следующим, но не менее HIGH YIELD топиком является потенциал действия в кардиомиоцитах и водителях ритма. Вы должны знать, какие ионы за какую фазу цикла отвечают и чем потенциал действия в них отличается. Усвоив эту тему, не составит труда раз и навсегда понять фармакологию антиаритмиков.

Потенциал действия в кардиомиоцитах (5 фаз):

0 фаза – вход натрия в клетку (мы уже знаем, что натрий имеет положительный заряд, следственно, в эту фазу происходит деполяризация клетки). Соответствует зубцу QRS.

1 фаза – кратковременная, начало реполяризации за счет закрытия натриевых и открытия калиевых каналов (калий имеет меньший заряд, следственно, снижает возбудимость клетки).

2 фаза – «плато». Отрицательно-заряженный калий уравновешивается положительно-заряженным кальцием.

3 фаза – быстрая реполяризация. Кальциевые закрываются, а калиевые все еще открыты – резкое снижение заряда клетки.

4 фаза – потенциал покоя

Потенциал действия в водителях ритма (синоатриальный и атриовентрикулярный узлы).

Легче всего его рассматривать, находя отличия от кардиомиоцитов.

начинается с 4-ой фазы, которая обусловлена Na/K If “funny channels” – смешанное поступление натрия и калия в клетку. Именно эта фаза отвечает за автоматизм водителей ритма. Симпатическая стимуляция (бета-агонисты) стимулируют открытие “funny channels” и увеличивают ЧСС.

0 фаза – возбуждение происходит за счет кальция (а не натрия)

1 и 2 фазы ОТСУТСТВУЮТ 3 фаза – схожа с таковой у кардиомиоцитов – кальциевые каналы

закрываются, а калиевые открываются – реполяризация.

// 11

23-летний мужчина поступает в отделение неотложной помощи из-за учащенного сердцебиения, внезапно начавшегося, когда он работал за компьютером. Пациент считает себя здоровым, не курит и не употребляет наркотики. АД при поступлении 110/70, пульс – 160/мин. Вследствие массирования шеи чуть ниже угла правой нижней челюсти, его состояние резко улучшилось, АД 120/80, пульс – 75/мин. Какой из нижеперечисленных механизмов ответственен за улучшение состояния этого пациента?

А. Ингибирование импульсов, исходящих из барорецепторов.

B.Повышение симпатического влияния на синоатриальный узел

C.Повышение системного сосудистого сопротивления

D.Пролонгирование рефрактерного периода атриовентрикулярного узла

E.Пролонгирование рефрактерного периода миокарда желудочков

Правильный ответ: D

Причина сердцебиения у данного пациента – пароксизмальная наджелудочковая тахикардия, которая купируется вагальными маневрами (например, массаж каротидной зоны, проба Вальсавы). Стимуляция барорецепторов, располагающихся на уровне бифуркации общей сонной артерии, усиливает влияние парасимпатической системы, которая в свою очередь, замедляет проведение импульса через AV-узел и купирует тахикардию.

Самая HIGH YIELD тема, пожалуй, всей физиологии для USMLE в целом – это ЭКГ. Постараемся вкратце разобрать основы ЭКГ и сделать эту тему гораздо проще.

Основной водитель ритма – синоатриальный узел

Генерирует ЧСС 70-100 уд/мин), если он повреждается, эстафету принимает антривентрикулярный (ЧСС 50). Эти два пейсмейкера дают узкий QRS комплекс. Остальные водители ритма (например, желудочки, генерирующие ЧСС ~30), если становятся доминантными, дают широкий QRS комплекс.

Скорость проводимости сердечного импульса

Довольно часто Вас могут спросить о скорости проводимости сердечного импульса – быстрее всего проводят волокна Пуркинье, а медленнее всего – атриовентрикулярный узел (за счет физиологической задержки. Парасимпатическая нервная система замедляет ЧСС именно на счет воздействия на AV-узел. Не забудьте повторить баро- и хеморецепторы).

// 12

P-волна на ЭКГ

Деполяризация предсердий (начинается справа налево, сверху вниз, от синоатриального узла к левому желудочку, имея диагонально-направленный вектор, соответствующий II отведению, поэтому, удобнее всего начинать расшифровку ЭКГ именно с него).

PR-интервал

Задержка между деполяризацией предсердий и желудочков (за счет все того же антривентрикулярного узла, где эта задержка и происходит). В норме <200 мсек (один большой квадратик на ЭКГ).

QRS комплекс

Деполяризация желудочков. Как упоминалось ранее, при доминантном синоатриальном узле, комплекс должен быть узким (<120 мсек = 3 маленьких квадратика на ЭКГ). Если больше 3-х квадратиков – сердечная блокада или желудочковая аритмия.

Т-волна

Реполяризация желудочков. Т-инверсия – признак инфаркта миокарда.

ST-сегмент

В норме должен быть на изоэлектрической линии. Его подъем или депрессия

– так же признаки инфаркта.

R R

// 13

Считаем ЧСС по ЭКГ:

1 большой квадрат = ЧСС 300, 2 = 300/2 (150), 3 = 300/3 (100) и т.д.

// 14

Отведения:

I, aVL: левая латеральная поверхность

II, III, aVF: нижняя поверхность

aVR: правое предсердие

V1-V6 отведения (счет идет справа на лево):

V1=перегородка сердца,

V2-V4 – передняя повехрность, V5-6 – латеральная.

Зная это, определить локализацию инфаркта будет проще простого, например:

подъем сегмента ST в V1, V2, II, III, aVF – нижне-перегородочный инфаркт (V1=перегородка, II, III, aVF – нижняя поверхность).

А наложив сверху знания по анатомии, станет понятно, почему именно при нижнем инфаркте миокарда наблюдается брадикардия (правая коронарная артерия питает нижнюю поверхность сердца, образованную правым желудочком и водители ритма).

aVL

III

I

aVF

Надеемся, теперь Вам будет гораздо легче определить локализацию инфарктов и дифференцировать аритмии (HIGH YIELD – потратьте на их изучение столько времени, сколько потребуется). Все это, и многое другие, мы разбираем на наших занятиях с лучшими преподавателями, которые уже сдали USMLE на достойные балы и имеют солидный преподавательский опыт, а главное, делаем это в дружеской атмосфере. SYNAPSE знает, как сложную и занудную информацию преподать в легкой, запоминающейся, а, порой, и веселой форме. Мы говорим простыми словами о сложном!

// 15

Э Н Д О К Р И Н Н А Я С И С Т Е М А

Физиология составляет более 50% материала по эндокринологии для USMLE (практически весь оставшийся материал – патология, причем понять ее не составит труда усвоив физиологические механизмы). Ключом к грамотному изучению этой дисциплины является подход, при котором Вы разберете действие всех гормонов начиная с их структуры (например, знать, какие из них являются стероидными) и вторичные мессенджеры (здесь нам в помощь придут мнемоники из FA) до физиологического эффекта и механизмов обратной связи. Все это позволит нам сплести гормональную сеть в одно целое.

Хотелось бы сказать, какие гормоны являются более HIGH YIELD, а какие – менее, но, ответ не утешителен – ВСЕ! Поэтому сосредоточимся на самых вероятных сценариях, которые Вам могут попасться на экзамене.

Начните с краткого ревью гипоталамо-питуитарных гормонов. Особенно важно запомнить, что TRH повышает секрецию пролактина, который в свою очередь снижает секрецию FSH и LH (именно поэтому при первичном гипотиреоидизме, компенсаторное повышение TRH приводит к вторичной гиперпролактинемии, аменорее и повышению риска переломов, т.к. эстроген необходим для поддержания плотности костей). Так же важно запомнить, что CRH так же повышает и меланоцитостимулирующий гормон, что приводит к гиперпигментации (важно для дифференциального диагноза между первичной и вторичной надпочечниковой недостаточностью).

Гормон роста – скорее всего, Вас спросят, чем обусловлено действие этого гормона - IGF-1 (somatomedin C).

Антидиуретический гормон – запомните, что он секретируется супраоптическим и паравентрикулярным ядрами гипоталамуса и какие функции выполняет. Нам это пригодится, когда будем изучать несахарный диабет (очень HIGH YIELD тема на экзамене). Ингибируется этот гормон кальцием, поэтому, гиперкальциемия приводит к полиурии.

Пролактин – кроме того, что мы уже обсуждали, убедитесь, что Вы хорошо усвоили гормональную ось. Три возможных сценария на экзамене:

Пациент с гиперпролактинемией из-за пролактиномы

Пациент с гиперпролактинемией из-за несекретирующей опухоли или травмы гипофиза (нарушает секрецию дофамина, ингибирующего пролактин)

Пациент с гиперпролактинемией, принимающий антипсихотики (ингибируют дофамин) для лечения шизофрении

// 16

Тиреоидные гормоны – также HIGH YIELD. Кроме физиологических эффектов (например, повышение экспрессии β-1 рецепторов в сердце, приводящее к тахикардии), синтез гормонов (включая ферменты TPO и 5-дейодиназу, пригодится для фармакологии) и транспортные белки (TBG – увеличиваются при беременности под действием эстрогена, приводят к повышению общего

T4).

Паратиреоидный гормон – не поверите… HIGH YIELD! Запомните, в чем разница эффекта с витамином D и что такое RANK-L.

Обратите пристальное внимание на инсулин. Необходимо знать:

все эффекты этого гормона

механизм переноса глюкозы в клетку:

-механизм действия инсулинового рецептора (тирозин-киназный) -транспортеры глюкозы (чаще всего на USMLE спрашивают о GLUT-4, действующий в мышечной и жировой тканях, и о GLUT-2 – в клетках поджелудочной железы, печени и почек).

механизм секреции инсулина В-клетками поджелудочной железы (так нам будет легче запомнить гипогликемические препараты).

какие рецепторы и какие у них вторичные мессенджеры, отвечают за повышение секреции инсулина (M3 – Gq, β-2 и GLP-1 – Gs, Glucagon – Gs/Gq) и какие – за снижение секреции (α2 и соматостатин – оба посредством Gi).

Усвоили материал по инсулину? Запомните, какие гормоны обладают контринсулярным действием – глюкагон, гормон роста, кортикостероиды и катехоламины. Теперь понятно, почему глюкагонома, акромегалия и с-м Кушинга приводят к гипергликемии.

Пусть схема синтеза гормонов надпочечников Вас не пугает. Главное здесь – понять + запомнить 4 основных фермента и заболевания, ассоциированные с их дефектом:

21-гидроксилаза - снижение минерал- и глюкокортикоидов повышение секреции андрогенов + ГИПОтензия и ГИПОнатриемия (отличительный признак)

11-гидроксилаза - похожа на предыдущий дефицит, но сопровождается гипертензией и гипернатриемией (за счет 11-деоксикортикостерона и декоксикортизола, обладающих биологической активностью)

17-гидроксилаза – отсутствие андрогенов + гипертензия и гипернатриемия (синтез смещается в пользу минерал – и глюкокортикоидов).

Ароматаза – преобразует андрогены в эстрогены (в жировой ткани)

// 17

Кортизол – знать эффекты гормона (помним про контринсулярный эффект), особенно на ингибирование функции фибробластов (вызывает характерные растяжки), остеобластов (остеопороз) и нейтрофилию (за счет демаргинации нейтрофилов со стенок сосудов).

П И Щ Е В А Р И Т Е Л Ь Н А Я С И С Т Е М А

Физиологии в это разделе не так много, по сравнению с предыдущими темами. Но в то же время это означает и то, обращать необходимо буквально на каждое слово в First Aid. Перед тем, как идти на экзамен, убедитесь, что Вы знаете не только какие клетки секретируют ту или иную субстанцию, но и что стимулирует или ингибирует ее секрецию. Так как USMLE часто тестирует темы, связанные сразу с несколькими предметами, обратите внимание не только на основные гормоны (гастрин, соматостатин, холецистокинин и секретин), но и на GIP (повышает выработку инсулина, его аналоги используются при лечении диабета) и мотилин (эритромицин является его аналогом помимо своего антибактериального действия, и используется так же при лечении диабетического гастропареза).

Достаточно часто спрашивают про желудочную секрецию, поэтому крайне важно свободно ориентироваться в этой теме. Так же, обязательно запомните, в каких участках кишечника происходит абсорбция тех или иных витаминов и минералов.

Метаболизм билирубина – так же HIGH YIELD, т.к. эта тема относится как к гастроэнтерологии, так и гематологии. Не забудьте повторить и препараты, которые связываются с альбумином (переносчиком билирубина), тем самым вытесняя его и повышая уровень непрямого билирубина в крови, что особенно важно при назначении этих препаратов новорожденным (может привести к ядерной желтухе – kernicterus). К таким препаратам относятся цефтриаксон (поэтому, новорожденным вместо него назначают другие цефалоспорины, если есть показания), варфарин, и сульфа-препараты.

// 18

Г Е М А Т О Л О Г И Я

Также материала по физиологии на первый взгляд не так много, но пусть это не вводит Вас в заблуждение!

Если принцип реакции Кумбса не займет у Вас много времени (прямая – тест на антитела, которые уже связаны с эритроцитами, непрямая – свободные антитела, которые способны связаться), то механизм тромбообразования и каскад свертывания крови – HIGH YIELD. Пропустив эту тему, изучать тромбофилии и препараты, влияющие на свертываемость крови будет практически невозможно, поэтому инвестируйте свое время в понимание важнейших концептов сейчас, чтобы получить в дальнейшем «прибыль» в виде скора на USMLE >250.

Запомните буквально каждое слово, название каждого рецептора (например, ADP-рецептор, который ингибируют такие препараты, как клопидогрел, чаще всего на экзамене опишут как P2Y12). Поэтому сразу запоминайте как основные процессы, так и препараты, и ассоциированные заболевания.

Также наверняка Вам попадется вопрос про Protein C и почему варфарин в начале вызывает гиперкоагуляцию. Теперь понятно, почему при его назначении требуется гепариновый мостик.

О П О Р Н О - Д В И Г А Т Е Л Ь Н Ы Й А П П А Р А Т

Помимо понимания механизма сокращения скелетной мускулатуры, Вас могут попросить определить тот или иной элемент саркомера. Так же Вы должны знать разницу между сердечной и скелетной мышцами (в скелетных нет фазы плато, не используют внеклеточный кальций в отличие от кардиомиоцитов).

Так же, достаточно часто спрашивают о механизме релаксации гладкой мускулатуры (ответ – Nitric Oxide и GTP – HIGH YIELD!).

Из проприорецепторов мышц чаще всего спрашивают про сухожильный орган Гольджи, реагирующий на натяжение и вызывающий сухожильный рефлекс.

Не лишним будет еще раз вспомнить и эндокринную систему, особенно, как эстроген влияет на плотность костей.

// 19

Н Е Р В Н А Я С И С Т Е М А

Повторите потенциал действия в нервных клетках. HIGH YIELD здесь – миелин и перехваты Ранвье, в которых содержится большое количество натриевых каналов, увеличивающих скорость распространения потенциала.

Также важным для понимания является синаптическая передача.

В двух словах: потенциал действия и деполяризация пресинаптической

ацетилхолина (разрушаются при ботулизме), связывающегося с Nmрецепторами (блокированы при миастении) открытие натриевых каналов на постсинаптической мембране вызывают деполяризацию и дальнейшей распространение потенциала действия.

Запомните, что оказывает тормозное влияние на нейроны (ГАМК, глицин, кальций), а что – возбуждающее, например, глутамат, который действует в том числе через NMDA-рецепторы.

Теперь понятно, почему при гипокальциемии наблюдаются судороги (отсутствие тормозного влияния на нервную систему). Обязательно запомните, что нарушение работы NMDA-рецепторов приводит цитотоксичности (glutamate excitotoxicity).

Этот механизм играет важную роль в патогенезе бокового амиотрофического склероза (Riluzole – препарат выбора для его лечения, снижает glutamate excitotoxicity), рассеянного склероза, б-ни Альцгеймера и многих других.

Перфузия мозга – важно запомнить, что регулируется она в первую очередь pCO2 (повышение концентрации вазодилатация), именно поэтому одной из тактик лечения внутричерепной гипертензии, является терапевтическая гипервентиляция (снижение pCO2 вазоконстрикция сосудов мозга).

// 20