סידן כולל ומיונן בדם. כשהתעריף מועלה

סידן מיונן, פונקציות לב והמודינמיות

יון הסידן הוא הכרחי לחלוטין לתהליך הנורמלי של התכווצות שריר הלב. זה הוקם לפני למעלה מ-100 שנה על ידי רינגר ונחקר ביסודיות על ידי מקלין והיסטינגס ב-1934 כשהם הראו שסידן מגביר את ההתכווצות של הלב הדו-חי המבודד. במרפאה השימוש בתוספי סידן נפוץ: בית החולים הכללי של מסצ'וסטס משתמש ביותר מ-30,000 מנות סידן, שווה ערך לאמפולה אחת, מדי שנה. למלחי סידן יש השפעה אינוטרופית חיובית, ומשפיעים גם על הטון של שריר חלק של כלי הדם. בשל העובדה שיון הסידן הכרחי להתכווצות שרירים חלקים של כלי הדם, הוא מעורב בוויסות לחץ הדם על ידי פעולה על כלי היקפיים, מה שקובע היבטים מועילים ומזיקים של השימוש בסידן. זה יכול להיות חשוב מאוד אם למטופל יש היפרקלמיה והיפרקלצמיה.
מטרת פרסום זה היא לספק סקירה כללית של השקפות עדכניות על סידן מיונן בדם, מדידותיו ופרשנותן, השפעת הסידן על הלב והכלים ההיקפיים, וכן את המגבלות והיישומים של סידן בטיפול. למרות שחסמי תעלות סידן נחקרים כיום מקרוב בשל ההשפעות הפרמקודינמיות החשובות שלהם בטיפול במחלות לב וכלי דם רבות, בעיה זו אינה נושא סקירה זו.

ריכוז סידן כולל וריכוז סידן מיונן.

סידן בדם הוא מקור לסידן חוץ תאי המסוגל ליצור אינטראקציה עם תאים. סידן בדם נמצא בכמה צורות: קשור (או בקומפלקס) וחופשי (או מיונן). חלוקה זו היא בעלת עניין פיזיולוגי במיוחד, מכיוון שרק הצורה המיוננת פעילה מבחינה פיזיולוגית, כפי שהראו לראשונה מקלין והוסטינגס ב-1934. מחברים אלה הגיעו למסקנה שסידן מיונן נדרש לפעילות המכנית הקצבית של לב הצפרדע המבודד והמפוזר. ארבעה עשורים לאחר מכן, זה אושר בלב כלב מבודד כאשר הוכח כי למרות שהחליטה בו-זמנית של סידן גלוקונאט ונתרן ציטראט העלתה את ריכוז הסידן הכולל בסרום, רמת הסידן המיונן והתכווצות שריר הלב ירדה במקביל.
עבודה זו הניבה גם את הנומוגרמה, שהפכה לאבן יסוד בהערכה הקלינית של ריכוזי סידן מיונן בסרום. נומוגרמה זו מספקת ריכוזי סידן מיונן בריכוזי סידן וסה"כ ידועים, בהנחה של pH של 7.35 ויחס אלבומין/גלובולין של 1.8. נכון להיום, בשל העובדה שמדידה ישירה של ריכוז יוני הסידן אינה זמינה בכל מקום, נומוגרמות כאלה או דומות יכולות לסייע בהערכת ריכוז הסידן המיונן הן בחולים טיפוליים והן בחולים כירורגיים. טכניקה זו עדיין משמשת להערכת הומאוסטזיס של סידן. עם זאת, עקב סטיות אפשריות במאזן הסידן, יתכנו אי דיוקים. מדידת ריכוזי סידן מיונן חיונית כדי להבין את ההשפעות ההמודינמיות של היפר- או היפוקלצמיה.

קביעה קלינית של סידן מיונן בדם

ניתן לקבוע סידן מיונן בפלסמה בשתי דרכים: בעקיפין, כמתאם או עם ריכוז הסידן הכולל באמצעות נומוגרמה, או עם משך מרווח ECG P-Q, או ישירות, באמצעות מערכת אלקטרודות סלקטיבית.
שיטות עקיפות נותנות תוצאות משוערות מאוד, אשר עשויות לשקף נכון את כמות יוני הסידן במטופל המסוים הזה או לא. בעת שימוש בנומוגרפיות, נלקח בחשבון המתאם בין צורות מיונן ובלתי מיונן של סידן בגוף. עם זאת, במספר קבוצות של חולים, הוכח כי אינדיקטורים אלו יכולים להשתנות ללא תלות זה בזה, מה שקובע את ההבדל בין תוצאות חישוב הסידן מנומוגרמות לבין תוצאת המדידה הישירה שלו. למרות שבמשך עשרות שנים אושר המתאם בין משך קטע ה-ECG ST לבין ריכוז הסידן בדם החולה בבדיקות של חולים עם הפרעות כרוניות בחילוף החומרים של סידן, לא ניתן לבצע שינויים חריפים בריכוז הסידן בדם של חולים. נקבע במדויק על ידי שינויים במרווח Q-T, כפי שהוכח במרפאה ובניסוי. רק מדידה ישירה של ריכוז יוני הסידן יכולה לספק תמונה של מצב היוני של המטופל, דבר הכרחי לעיתים קרובות מאוד בטיפול בחולה.

מערכת אלקטרודות סידן

בדומה לאלקטרוליטים אחרים הנבדקים לעתים קרובות (יוני נתרן, אשלגן ומימן), ניתן למדוד את פעילות יוני הסידן בדם מלא, פלזמה, סרום ותמיסות מימיות באמצעות מערכת אלקטרודות שהיא מאוד ספציפית ורגישה לאותו יון. תיאור מפורט של אלקטרודות סלקטיביות יונים הוא מעבר להיקף סקירה זו, אך סוגיות כלליות של עיצוב אלקטרודות ותפקודן יידונו כאן.
מערכת האלקטרודות הסלקטיביות ליוני סידן מורכבת מממברנה סלקטיבית ליונים ואלקטרודה סטנדרטית חיצונית, שניהם מחוברים למד מתח בקנה מידה בעל עכבה גבוהה. מכיוון ששתי האלקטרודות נמצאות גם במגע עם תמיסה המכילה אלקטרוליטים, המערכת היא מעגל חשמלי.
כל ממברנה סלקטיבית ליונים מייצרת פוטנציאל ממברנה. פוטנציאל הדיפוזיה, שנוצר משיעורי דיפוזיה לא שווים של חלקיקי אלקטרוליט טעונים, תואר לפני יותר ממאה שנים. התכונות האלקטרוכימיות של ממברנות התגלו בשנת 1890, תוך שימוש במושג של ממברנה חדירה למחצה, כלומר קרום חדיר לסוג מסוים של יון ולא לכל יון אחר. תורת הממברנות של אלקטרוכימיה של תאים ורקמות פותחה בתחילת המאה, והיא עדיין נותרה הבסיס למושג הפוטנציאלים הביו-אלקטריים. מחקר על ממברנות מוצקות קומפקטיות הוביל להמצאת זכוכית סלקטיבית יוני מימן ולהמצאת אלקטרודת המימן בשנות ה-20. נכון לעכשיו, ההיבטים התיאורטיים של היישום של אלקטרודה זו והשימוש המעשי שלה נלמדים ומפותחים היטב. אלקטרודת הסידן הומצאה בשנת 1898, ועוד כמה סוגים של אלקטרודות פותחו במהלך חמישים השנים האחרונות. אלקטרודות אלו כמעט ואינן בשימוש עקב הסלקטיביות הנמוכה והיציבות הנמוכה שלהן בתמיסות המכילות חלבון. אלקטרודת הסידן המתאימה למחקר ביו-רפואי הומצאה ב-1967.
מנגנון הפעולה של אלקטרודת הסידן זהה לזה של האלקטרודה למדידת pH - זהו מנגנון חילופי יונים, הכולל מעבר של חלק חופשי של יונים דרך הממברנה לתמיסת הכביסה.
הממברנה הסלקטיבית לסידן מפרידה בין שתי תמיסות אנאורגניות המכילות סידן: אחת מהן, תמיסת סידן כלורי בהרכב ידוע וקבוע, נקראת תמיסת המילוי הפנימית, שבה טבולה אלקטרודת כסף כלורי (אלמנט כיול פנימי) מצופה כסף, וכן הפתרון השני הוא דגימה, שבה יש צורך למדוד את פעילותו של יון סידן בנוכחות יונים אחרים. אלקטרודת הסידן הומצאה בשנת 1967 והיא מתאימה היטב לבדיקה קלינית של נוזלים שונים, כלומר, הממברנה הסלקטיבית לסידן מתאימה לבדיקת נוזלים אורגניים צמיגים. נוזלים אורגניים המכילים סידן מומסים בממס אורגני מיוחד. נגזרות אורגניות אחרות של סידן בעלות משקל מולקולרי גבוה מתמוססות במטריצת הפוליוויניל, מה שמגביר משמעותית את רגישות האלקטרודות. גם עיצוב האלקטרודות שופר.
בתוך כל שלב, תמיסה מימית וממברנה, יש נייטרליות חשמלית, כלומר, אותו מספר של חלקיקים בעלי מטען חיובי ושלילי. לעומת זאת, בנוכחות ממברנה אורגנית ותמיסת אלקטרוליט אנאורגנית, משוואת המטען משתנה, מאחר ויוני סידן על הממברנה ויוני סידן בשלב המימי של המדיום יכולים להחליף בחופשיות, ליוני פוספטים אורגנופיליים יש זיקה לממברנה , כיוון שהם בלתי מסיסים ואינם ניידים במים. לעובי הממברנה יש חשיבות מיוחדת, שכן בו יהיה תלוי הגבול בין שני המדיה, ובהובלת יוני הסידן מהפאזה המימית אל הממברנה, שם יוני הסידן מאבדים את המעטפת ההידרופלית שלהם ויוצרים קומפלקסים עם פוספטים אורגניים. עם זאת, הכמות הכוללת של יוני הסידן המועברים תלויה בכמות אפילו בתמיסה המדוללת ביותר. יוני סידן יוצרים קומפלקס עם תרכובות זרחן אורגניות של הממברנה ויוצרים שיפוע ריכוז בין תמיסות חיצוניות ופנימיות, כתוצאה מכך נוצר הפרש פוטנציאלים על הממברנה ונוצר זרם חשמלי. התנועה של קומפלקסים של יוני סידן דרך הממברנה מתרחשת עד שאין תרכובת אורגנו-זרחן חופשית אחת זמינה ליוני סידן על הממברנה. כתוצאה מתהליך זה מתרחשים באלקטרודה שינויים בלתי הפיכים ויש להחליפה.
למרות שהממברנה הסלקטיבית לסידן באלקטרודה היא שקובעת את הפרש הפוטנציאלים, הפרש פוטנציאל זה לא ניתן למדוד ללא אלקטרודת כיול חיצונית. זה כספית-כלוריד מצופה בכספית ומוכנס לתמיסה מרוכזת מאוד של סידן כלורי, ולאחר מכן הוא מתחיל ליצור פוטנציאל. כתוצאה מכך, ניתן לרשום את הפוטנציאל של אלקטרודת המדידה.

סלקטיביות יונית

באופן אידיאלי, אלקטרודת הסידן צריכה להגיב רק לפעילות של יוני סידן בדגימה, כלומר, אלקטרודה זו צריכה להיות ספציפית לסידן. עם זאת, נוכחותם של קטיונים אחרים בתמיסה מגבילה את רגישות האלקטרודה ליוני סידן. בעיה זו מתעוררת בעת בדיקת דם, שהוא תמיסת אלקטרוליטים מעורבת המכילה גם חלבונים ויוני נתרן, הפעילים בערך פי 150 מיוני סידן. הסלקטיביות של אלקטרודה נקבעת על ידי קבוע הסלקטיביות. כאשר הסלקטיביות של האלקטרודה ביחס לקטיונים אחרים גבוהה, אזי התגובה של האלקטרודה לקטיונים אלו היא מינימלית. הבעיה העיקרית במקרה זה היא הנוכחות של יוני נתרן בתמיסה המנותחת.
יוני מימן יוצרים בעיות רק אם ה-pH של התמיסה המנותחת נמוך מ-5.5 או פחות מ-6.0, עם זאת, ערכי pH אלו כמעט ולא נתקלים בניתוח מצעים ביולוגיים במרפאה. עם זאת, גם בערכי pH פיזיולוגיים, השינוי שלו גורם גם לשינוי בריכוז יוני הסידן, אולי בשל העובדה שכאשר pH משתנה, הזיקה של יוני הסידן למבני חלבון משתנה. לכן, באופן אידיאלי, מדידות יוני סידן צריכות להתבצע בצורה כזו שפחמן דו חמצני לא יברח מהתמיסה המנותחת, שכן זה יכול להוביל לשינויים משניים ב-pH. השפעת השינויים בריכוז יוני המגנזיום על ריכוז יוני הסידן מצטמצמת למעשה לאפס, מכיוון שהספציפיות של האלקטרודות כיום גבוהה למדי וריכוז היונים הללו בתמיסה נמוך.

פעילות וריכוז

יונים בתמיסות מדוללות מאוד צריכים להיחשב כמולקולות גז, אך בריכוזים גבוהים יותר כלל זה אינו חוקי, שכן אינטראקציות אלקטרוסטטיות בין-יוניות מגבילות את הניידות שלהם. קביעת לחץ אדי נוזלי, מוליכות ונקודת הקפאה איששו את הרעיון שמספר מסוים של יונים חופשיים (פעילות) בתמיסות קטן מזה שנקבע מחישובים תיאורטיים של ריכוז מולארי, אם ניקח בחשבון את פירוק המלחים כמושלם. הכמות המדויקת של יונים לא קשורים מוגדרת כפעילות יונית, הקשורה לריכוז לפי הנוסחה הבאה:

כאשר A הוא הפעילות, y הוא מקדם הפעילות ו-C הוא הריכוז הטוחני.
אלקטרודות סלקטיביות ליונים תלויות יותר בפעילות היון מאשר בריכוזו. לכן, יש לאמץ תקני פעילות מסוימים כדי לכייל את האלקטרודות. פיתוח תקנים כאלה דורש ידע על מקדם הפעילות של יון הסידן בתמיסה. עם זאת, ישנן שתי בעיות חמורות בתחום זה. ראשית, לא ניתן לקבוע את פעילותו של יון בודד בתמיסה בהיעדר האניון המתאים. פעילות יוני סידן מחושבת בדרך כלל על ידי ניתוח תמיסת סידן כלורי. שנית, פעילותו של יון מושפעת במידה רבה מחוזק היוני של התמיסה. בדרך כלל מוסיפים לתמיסת הכיול תמיסת נתרן כלורי על מנת להשוות את החוזק היוני של תמיסת הכיול לחוזק היוני של פלזמת הדם, אולם הפעילות הפנימית של יוני נתרן והשפעתה על ההרכב היוני של התמיסה. לא ניתן לשלול. לכן, פתרונות כיול מוכנים מסידן כלוריד גבישי מטוהר מאוד במים מזוקקים. ריכוז הסידן בתמיסות אלו מתבטא במילימול.
במחזור האנליטי של מערכת אלקטרודות הסידן, התמיסה הסטנדרטית ופלסמת הדם המנותחת עוברות דרך האלקטרודה, ולאחר מכן משתווה ריכוז יוני הסידן בתמיסות אלו. התאמת החוזק היוני של תמיסת הכיול כך שתתאים לחוזק היוני של פלזמת הדם באמצעות תמיסת נתרן כלורי מביאה לפוטנציאל נוסף בעל עוצמה לא ידועה ומעוותת את תוצאות המחקר. בהקשר זה, לא ניתן לקבוע סידן בשתן באמצעות מערכת אלקטרודות זו.
שינויים בחוזק היוני של התמיסה בדגימות פלזמה שונות הם כמעט חסרי משמעות, למעט היפרנתרמיה והיפונתרמיה חמורה למדי.

שימוש באלקטרודות סידן במעבדה.

במעבדה הקלינית מכוילים את האלקטרודה בתמיסות שונות בריכוזי יוני סידן שונים. בעת בחינת דגימות, האלקטרודה יוצרת פוטנציאל, אשר לאחר מכן מומר לתוצאה במילימול באמצעות עקומת כיול. שיטה זו די מדויקת ומאפשרת לקבוע אפילו את הערכים המינימליים של ריכוז יוני הסידן בתמיסה.

פירוש התוצאות שהתקבלו.

על מנת לפרש את התוצאות, צריך לדעת את התנודות הממוצעות בריכוז הסידן בבני אדם. עם זאת, ערך זה משתנה למדי (הערך הממוצע, לפי מקורות שונים, הוא בין 0.96 ל-1.27 ממול). פריסה כה רחבה עלולה להוביל לפרשנות שגויה של התוצאות.
מחקרים אחרונים מצביעים על כך שיש להקדיש תשומת לב רבה יותר לפרטים של תהליך מדידת הסידן וסטנדרטיזציה של התהליך.
בעת הערכת ריכוזי הסידן בדם של חולים, יש לזכור כמה פרטים של תהליך המדידה עצמו, שכן הם עשויים לשנות מעט את התוצאות האנליטיות. גורם חשוב הוא מערכת האלקטרודות עצמה למדידת ריכוז הסידן. למרות שהטכנולוגיה לייצור אלקטרודות כמעט זהה בכל מקום, הבדל משמעותי בתוצאות צוין בעת ​​שימוש במכשירים משני יצרנים שונים. לפי חוקרים שונים, בדרך כלל יש הבדל של עד 15% בין מכשירים מיצרנים שונים.
גורם נוסף שקובע את התוצאה הוא pH. מכיוון ששינויים ב-pH גורמים לשינויים בתמיסות המכילות חלבון, הכרחי שניתוחי סידן יבוצעו בתנאים אנאירוביים כדי למנוע אובדן של פחמן דו חמצני ושינויי pH משניים. שינויים יכולים להיגרם גם כתוצאה מתחרות בין יוני סידן ליוני מימן על מקום התקשרות לחלבוני פלזמה בדם.
שלישית, ריכוז חלבון פלזמה חשוב מאוד, מכיוון שחלבוני פלזמה הם האתר העיקרי לקיבוע של יוני סידן. ההבדל בין ריכוז הסידן הכולל לריכוז הסידן המיונן נובע בעיקר מהקשר של סידן לחלבונים. המשמעות הקלינית של הזיקה של חלבונים לפלסמה בדם מומחשת על ידי העובדה שבמקבלים שמזריקים להם תמיסות אלבומין במהירות, נצפית ירידה חולפת ברמת הסידן המיונן.
הפרין, שיכול להפחית את ריכוז הסידן הן על ידי הוספת יון סידן למולקולת ההפרין, והן על ידי דילול הדגימה בתמיסת הפרין, ניתן באופן עקרוני להתעלם ממנו אם ריכוזו נמוך מ-10 יחידות למיליליטר דם מלא. אז, מדידת ריכוז הסידן יכולה להתבצע בסרום, פלזמה ודם מלא. מקום דגימת הדם (עורק או וריד) באופן עקרוני אינו משנה, שכן ההבדל בריכוז הסידן בכלים שונים הוא למעשה חסר משמעות על מנת לשים לב אליו במרפאה.

סידן והלב

פעילות של תאי קוצב לב

לכל תאי הלב יש קרום פוספוליפיד המפריד בין הציטופלזמה לסביבה הבין-תאית. על פי תפיסות מודרניות, הממברנה מכילה קומפלקסים חלבוניים ספציפיים המתפקדים כתעלות סלקטיביות ליונים. כל תעלה עם סגוליות משתנה שולטת במעבר יוני נתרן, אשלגן וסידן. לפיכך, חלוקת היונים בתוך התא ומחוצה לו נשלטת. כתוצאה מכך נוצר הבדל פוטנציאל, הנמדד כפוטנציאל ממברנה בין הציטופלזמה לנוזל החוץ-תאי. מחזור הפתיחה והסגירה של תעלות סלקטיביות ליונים מוביל לתנועת יונים ביחס לממברנת התא, המסתיימת בדה-פולריזציה והפעלה חשמלית. תנועת היונים אל תוך התא ומחוצה לו, כולל שחרור נתרן מהתא, מחזירה את פוטנציאל הממברנה לרמתו המקורית. המאפיינים של זרם היונים הטרנסממברניים הם: כיוון (לתוך התא או החוצה) ויון מועבר (יוני נתרן, אשלגן, סידן או כלוריד). שינויים תלויים חשמלית בהובלה הטרנסממברנית מתרחשים במהלך דה-פולריזציה וריפולריזציה של הממברנה וניתן לתעד אותם כפוטנציאל פעולה של הלב, אשר שונים בהתאם לאזור הלב בו בוצעה ההקלטה. לכן, צורתם, המשרעת ומשך הזמן שונים בחלקים שונים של הלב. לדוגמה, באזורים הסינוטריאליים והאטריו-חדריים, פוטנציאל הפעולה מופיע כעקומה שטוחה בעלת משרעת נמוכה עם רמה התלויה בעיקר בסידן (תעלות סידן איטיות). לפיכך, יון הסידן הכרחי לחלוטין כדי לשמור על האוטומטיות של הלב. בסיבי Purkinje ובסיבי שריר הלב, המאפיינים הכלליים של פוטנציאל הפעולה הם כדלקמן: דפולריזציה מהירה, המלווה במישור ארוך. הרמה הזו היא תוצאה של אשלגן איטי קדימה ואחורה, שקובע את הדפולריזציה.
ישנן שתי השערות המסבירות את הצורה השונה של פוטנציאל בחלקים שונים של הלב. הראשונה היא השערת הזרם המהיר, שבה נתרן נפלט במהירות מהתא וזה גורם להופעת זינוק ראשוני בפוטנציאל הפעולה. השנייה היא ההשערה של זרם יונים איטי לתוך התא, שמאופיין ביסודו בזרם איטי לתוך התא של סידן בשלב הרמה של פוטנציאל הפעולה. אז, יון הסידן נחוץ לעירור וכיווץ של שריר הלב. אם רמת הסידן החוץ תאי יורדת לאפס, שלב הקיטוב האיטי יתבצע על חשבון יוני נתרן. שחרור הסידן מהתא מלווה בשני מנגנונים יסודיים: החלפת סידן בנתרן והפעלת משאבת הסידן. שני המנגנונים תלויים באנרגיה ודורשים ATP על מנת להוליך את יון הסידן כנגד שיפוע טרנסממברני של פי 10,000.

צימוד של עירור וכיווץ

כניסת יוני הסידן בשלב הרמה היא רגע פאזה בתהליך הצמידות של תהליכי העירור וההתכווצות בתאי שריר הלב העובד. אז, יון הסידן הוא קשר חשוב בין אירועים כמו מה שקורה על פני התא (דה-פולריזציה) לבין מה שקורה בפנים (העבודה של מנגנון ההתכווצות). הצימוד של עירור והתכווצות בשריר הלב תלוי במאגר מתחלף במהירות של סידן תוך תאי, ולכן התכווצות סיבי הקרדיומיוציטים תלויה לחלוטין בסידן חוץ תאי. תופעה זו תוארה לראשונה על ידי רינגר, שמצא כי התכווצויות של לב צפרדע מבודד פסקו מספר דקות לאחר תחילת הזילוף שלו עם תמיסה ללא יוני סידן.
סידן הוא גורם אוניברסלי המבטיח את תהליך הצימוד של עירור ותגובה אליו בסוגי תאים שונים. לפיכך, סידן הוא גורם מפתח בקשרים בין דה-פולריזציה של הממברנה, למשל, לבין סינתזה והפרשה של שליחים שניים והורמונים ואנזימים תאיים. ההפרשה והשחרור של אינסולין, אלדוסטרון, וזופרסין, פרוסטגלנדינים, רנין ונוירוטרנסמיטורים מוסדרים כך. ירידה בכמות הסידן בדם, למשל, מובילה להאטה בסינתזה של אינסולין. הסידן גם מפעיל אנזימים במפל קרישת הדם, וממלא תפקיד מרכזי במנגנון הפעולה של הורמונים ותרופות רבות.

אינטראקציות תוך תאיות של סידן וחלבונים

ישנן ארבע קבוצות עיקריות של חלבונים המעורבות בהתכווצות השרירים: החלבונים המתכווצים אקטין ומיוזין והחלבונים הרגולטוריים טרופונין וטרופומיוזין. הטרופונין מורכב משלוש תת-יחידות: טרופונין T, טרופונין I וטרופונין C. לפי מודל האינטראקציה של סידן עם מנגנון ההתכווצות, סידן נצמד לטרופונין C, שהוא חלבון קולטן לסידן על מיופיברילים, ונקודת ההתקשרות של מיוזין. לאקטין נפתח. באמצעות האנרגיה של הידרוליזה של ATP, אקטין עוזב את חוט המיוזין והסרקומר מתכווץ או מתהדק.
כמות הסידן בציטופלזמה היא הקובעת העיקרית של הלימות אספקת יוני הסידן לחלבונים מתכווצים, גורם זה קובע גם את קצב המתח של סיבי השריר. קשר זה הוכח גם עבור מיופיברילים לבביים בהם הסרקולמה הוסרה, כך שהרשת הסרקופלזמית נותרה שלם ובכך נחשפה לפעולה ישירה של יוני סידן הנכנסים מבחוץ. בתכשיר כזה לא חל התכווצות, כלומר לא היה קשר בין אקטין למיוזין בריכוז יוני סידן של 10 בחזקת מינוס שביעית ומתח הסיבים המקסימלי התרחש בריכוז יוני סידן של 10 למינוס. כוח חמישי. עם זאת, ריכוז הסידן בדם (ובהתאם, בנוזל הביניים) הוא כ-10 בחזקת מינוס שלישית. כך, נמצא כי שיפוע הסידן הטרנסממברני נע בין 100 ל-10,000, תלוי בשלב ההפעלה החשמלית.
ריכוז הסידן בציטוזול הדרוש לגירוי מנגנון ההתכווצות ועלייתו מסופק על ידי שלושה מנגנונים עיקריים: החדרת יוני סידן ממקורות תאיים בשלב הרמה של פוטנציאל הפעולה, שחרור סידן ממאגרי סידן תוך תאיים, החלפת סידן ונתרן.
מבין כל המנגנונים הללו, שחרור הסידן ממאגרים תוך-תאיים הוא החשוב ביותר, שכן הזרם הטרנסממברני במהלך ההתכווצות קטן מכדי לספק התכווצות מלאה. הזרם הטרנסממברני הכרחי לחידוש מתמיד של רזרבות תוך-תאיות, הממוקמות בעיקר בבורות הרשת הסרקופלזמית.

הרפיית שרירים.

ההתקשרות של סידן לטרופונין C היא הפיכה, ולכן הרפיית השרירים מתרחשת כאשר קומפלקס הטרופונין-C-סידן מתנתק. ניתוק זה מתרחש כאשר ריכוז הסידן בתא יורד עקב הפסדים חיצוניים וסגירת תעלות בבורות. סילוק הסידן מנקודות ההתקשרות שלו הוא תהליך תלוי אנרגיה ודורש נוכחות של ATP. עם מחסור ב-ATP, תהליך הרפיית השרירים מחמיר.

תפקידו של אדנוזין מונופוספט מחזורי בצימוד של תהליכי עירור והתכווצות.

בנוסף ליוני סידן, נדרש נוקלאוטיד מחזורי אדנוזין 3-5 מונופוספט (cAMP) לשילוב תהליכי עירור והתכווצות. זהו שליח משני בתהליך הצמצום. סידן ו-cAMP קשורים זה לזה. סידן מווסת את קצב הסינתזה והדעיכה של cAMP, בעוד cAMP שולט בכניסת יוני סידן לתא. cAMP שולט גם בתהליכים התוך-תאיים של קשירת סידן ושחרור סידן מאוחסן, ולפיכך cAMP הוא מווסת של מחזור התכווצות והרפיה של השרירים.
מחקרים עדכניים מצביעים על כך ששריר הלב מתכווץ וכי התכווצות זו דורשת זרחון חמצוני כדי להבטיח הפעלה של תעלות סידן איטיות וזרימת סידן. לאחר מכן, באמצעות תהליך זרחון הכולל מספר אברוני תאים, סידן מספק את תהליך ההתכווצות. תהליכים אלו מוסדרים גם על ידי חומרים כמו אדנילט ציקלאז, cAMP וחלבונים קינאזות. עיכוב הפעילות של תעלות סידן איטיות עקב אספקת אנרגיה לא מספקת עשוי להסביר מדוע התכווצות שריר הלב פוחתת לא רק עקב איסכמיה עקב חסימה של העורק הכלילי, אלא גם עקב מחסור בסידן.

סידן כמתווך של פעולת תרופות והורמונים

התפקיד החשוב מאוד של הסידן בהבטחת פעילות ההתכווצות הקצבית של שריר הלב והשרירים החלקים מתבהר כאשר היפוקלצמיה מפחיתה את ההתכווצות של שריר הלב ושל השרירים החלקים ההיקפיים. לעומת זאת, חוסמי תעלות סידן איטיים מאטים את זרימת הסידן בשלב הרמה ובכך מפחיתים את המתח והחוזק של מתח הסיבים, וכתוצאה מכך ירידה בדרישת חמצן שריר הלב. לדוגמה, ניפדיפין מפחית את התכווצות שריר הלב וכלי הדם החלקים, בעוד שירידה בהתכווצות שריר הלב קשה מאוד לשמר עם לידופלאזין במינונים טיפוליים.
תרופות אחרות, אשר פעולתן תלויה בזרימת הסידן מגוונות מאוד: אלו הן גליקוזידים לבביים מקבוצת הדיגיטליס, אמינים סימפטומימטיים וחומרי הרדמה. התפיסה המודרנית של מנגנון הפעולה של הדיגיטליס מחברת את פעולתה או עם אנזים הדרוש לפעולת משאבת הנתרן, או עם ירידה בשחרור הסידן מהתא כתוצאה מתהליך זה, או עם שינוי ב הומאוסטזיס נתרן-סידן בתא. שני המנגנונים מביאים לעלייה במאגר הסידן התוך תאי ולשיפור באינטראקציה של סידן עם אלמנטים מתכווצים. בטא-אגוניסטים מגדילים את מספר תעלות הסידן המתפקדות. אלפא-אגוניסטים (לדוגמה, נוראדרנלין) גורמים להתכווצות כלי דם היקפיים בשל העובדה שיותר סידן חודר לתאי השריר החלק של כלי הדם וגם גיוס הסידן מבורות הרשת האנדופלזמטיים גובר. חומרי הרדמה בשאיפה מדכאים את שריר הלב. לדוגמה, ההלוטן מעכב את תפקוד השאיבה של החדר השמאלי, ולכן אינדקס הלב יורד בכל לחץ דיאסטולי קצה. השפעות דומות נצפו עם enflurane, methoxyflurane ו-nitrous oxide.
מספר השערות הוצעו כדי להסביר מדוע ההלוטן מדכא את שריר הלב. ראשית, הלוטן בריכוזים בשימוש קליני מפחית את זרם הסידן על ידי עיכוב הובלת סידן דרך תעלות סידן איטיות. שנית, הלוטן יכול להשפיע גם על שחרור סידן מבורות הרשת הציטופלזמית, עודף שלו יכול להשפיע גם על רמת ה-ATP בתוך התא. שני המנגנונים הללו משפיעים על אספקת הסידן ליסודות המתכווצים. בהתאם לרעיון שחומרי הרדמה מקיימים אינטראקציה עם אספקת סידן לחלבונים מתכווצים, ישנה התצפית הבאה: מתן בולוס של סידן, המגביר את רמת הסידן החוץ-תאי, מסיר את ההשפעות המעכבות של חומרי הרדמה על מנגנון ההתכווצות. יש לכך משמעות קלינית מסוימת, שכן שימוש בחומרי הרדמה עוצמתיים לאינהלציה מדכא את שריר הלב, ולכן ניתן לנטרל או להחליש השפעה זו על ידי מתן תכשירי סידן.

יוני סידן ותפקוד הלב.

השימוש במלחי סידן בהרדמה הוא די רחב. כאן אנו מציגים נתונים סטטיסטיים מבית החולים הכללי של מסצ'וסטס, שבו נעשה שימוש בכ-7500 אמפולות של סידן (תערובת של סידן כלוריד וסידן גלוקונאט) במהלך ניתוחים בשנה אחת, מתוכן כ-2500 ניתנו לחולים במהלך ניתוחי לב (מתוכם כ 1200 מבוצעים מדי שנה) ו-5,000 חולים שעוברים ניתוחים אחרים (כ-20,000 מבוצעים בכל שנה).
למרות שיש לקחת בחשבון את המגבלות הכלליות של אקסטרפולציה של נתוני ניסוי לבני אדם, שינויים הנגרמות על ידי סידן בהמודינמיקה ובפעילות הלב בכלבים מתאימים למדי לאלה שהתקבלו בבני אדם.
זה זמן רב ידוע שמתן בולוס של סידן מלווה בעלייה בהתכווצות שריר הלב. עם זאת, השימוש הקליני בממצא זה מוגבל משתי סיבות: ראשית, בבני אדם, לא ניתן להעריך ישירות את ההתכווצות של שריר הלב בשיטה ישירה. לעומת זאת, את תפקוד השאיבה של הלב, כלומר את ההיבט של פעילות הלב המתייחס ישירות לתפוקת הלב, ובכך לזילוף של איברים חיוניים, ניתן להעריך כמעט בכל המטופלים באמצעות צנתר בלון מיוחד המונח בריאת הריאה. עוֹרֶק. בחדר הניתוח וביחידה לטיפול נמרץ, תפקוד השאיבה של החדר השמאלי מוערך על ידי קביעת תפוקת הלב ביחס ללחץ הקצה-דיאסטולי של החדר השמאלי. הנגזרת השנייה של ערכי תנודת דופן החדר היא אינדיקטור של התכווצות שריר הלב במונחים של קצב התכווצות סיבים של שריר הלב בשלב האיזובולמי של הסיסטולה. שינויים בשיא ערך זה עשויים להעיד על שינוי בתפקוד השאיבה של הלב, במיוחד אם הוא מוערך יחד עם מקטע הפליטה. לדוגמה, כאשר משתמשים בתומכים אינוטרופיים (כלומר קטכולאמינים), וכאשר נוצר מצב שבו שוררת השפעה אינוטרופית שלילית (למשל, באוטם שריר הלב), יש חוסר פרופורציה בין מהירות וכוח התכווצות סיבי השריר. חוסר פרופורציה כזה יכול להתרחש גם עם החדרת סידן. עם זאת, במרפאה, עלייה כזו בעבודת הלב בחולה עם מחלה כלילית טומנת בחובה עלייה חדה בדרישת החמצן ופירוק שריר הלב.
כעת ברור שגם הלב וגם השרירים החלקים של הכלים ההיקפיים מגיבים בשינויים בהמודינמיקה גם להיפרקלצמיה וגם להיפוקלצמיה. במערכת זרימת דם שלמה, אם מתן סידן מגביר את תפוקת הלב, ייתכן שלא תתפתח תגובה של כלי הדם למתן סידן. לעומת זאת, אם תפוקת הלב אינה משתנה, מתן סידן עשוי להגביר את ההתנגדות של כלי הדם ההיקפיים. זה הכרחי לדעת כדי להבין את ההשפעות ההמודינמיות הסותרות של היפוקלצמיה והיפרקלצמיה.

היפרקלצמיה

בחדר הניתוח עלולה להופיע היפוקלצמיה חריפה בחולים עם תפקוד יתר של בלוטות הפאראתירואיד ועם מתן סידן מהיר תוך ורידי. צורה זו של היפרקלצמיה היא הנושא לדיון נוסף.

קינטיקה של יוני סידן במהלך מתן בולוס של תמיסות של מלחי סידן.

מינונים בשימוש קליני ומומלץ של סידן כלוריד להזרקת בולוס מתבטאים במיליגרם של מלח סידן ולא סידן טהור ונעים בין 3 ל-15 מ"ג לק"ג לדקה, שזה טווח די רחב. במבוגרים, מתן תוך ורידי של סידן כלורי במינון של 5-7 מ"ג/ק"ג מעלה את ריכוז הסידן המיונן בדם ב-0.1-0.2 ממול למשך כ-3-15 דקות, ולאחר מכן ירידה, אך לא לרמה ההתחלתית. . לעובדה שריכוז הסידן בדם לאחר מתן בולוס תוך ורידי עולה רק לזמן קצר יש חשיבות קלינית רבה, במיוחד עם החלפה מהירה של סידן על קרום האלמנטים המתכווצים של התא, תגובות הלב ו כלי דם במקרה זה הם גם בעלי אופי קצר טווח, כפי שהוצג בניסוי ובמרפאה. במינון של סידן כלורי של 15 מ"ג/ק"ג, ריכוז שיא הסידן בדם נצפה לאחר שתי דקות, אך גם ריכוזו במקרה זה יירד מהר יותר.
שיעורי העלייה והירידה בריכוז יוני הסידן בפלזמה מושפעים ממספר גורמים. ראשית, רמת הזמינות הביולוגית של יוני הסידן (ומכאן יינון מלח הסידן) בתכשיר, יחד עם המינון והזמן בו הוא ניתן, הם הגורמים הקובעים ביותר. גם כלוריד וגם סידן גלוקונאט הם פתרונות של 10% מהמלחים המתאימים, המיוצרים באמפולות של 10 מ"ל. עם זאת, למרות אותו ריכוז של תמיסות מלח ואותו נפח, יהיה יותר סידן בכלוריד מאשר בגלוקונאט, שכן תכולת הסידן היסודית בכלוריד היא 27%, ובגלוקונט - 9%. בנוסף, סידן כלורי בתמיסה מיונן לחלוטין. אז התגובה להכנסת אותה כמות של תמיסות כאלה תהיה שונה בגלל התוכן הלא שווה של סידן בהם. למעט כמויות שונות של סידן במלחים אלו והתכונות החומציות מעט של סידן כלורי, לא נרשם יתרון של מלח אחד על פני אחר. עם זאת, מידע השוואתי מדויק לגבי שני מלחי הסידן הללו טרם פורסם.
הקובע השני לעלייה בריכוז יוני הסידן בפלזמה לאחר מתן תוך ורידי של תכשירי סידן הוא קצב הפיזור, הפיזור מחדש והאיסוף שלו מהדם. למרות שאין לנו נתונים על התפלגות הסידן בגוף לאחר מתן תוך ורידי, אנו מאמינים כי יש להשתמש בתפוקת לב נמוכה (מה שמובילה לירידה בקצב ההפצה) בפרקטיקה הקלינית, יש להשתמש במינונים נמוכים של תוספי סידן על מנת להימנע מעלייה גבוהה מדי בריכוז הסידן, כדי לא להפריע לקצב הלב ולהולכה, במיוחד בנוכחות מינונים טיפוליים של דיגיטליס.

פעולה על הלב.

בהיעדר איסכמיה, עקומות של תפקוד חדר שמאל שנרשמו ברמות שונות של היפרקלצמיה כמעט בלתי ניתנות להבדלה מהרגיל. גם אם ריכוז יוני הסידן הוא 1.7 ממול/ליטר, שהוא הגבול העליון של ריכוז הסידן הנמדד במרפאה, אין שינויים משמעותיים בתפקוד השאיבה של הלב. לפיכך, במינוני סידן הנפוצים במרפאה, אין שינויים משמעותיים בתפקוד השאיבה של החדר השמאלי.
בנוכחות איסכמיה בשריר הלב, עלייה בריכוז יוני הסידן בדם ל-1.7 מילימול משפרת את תפקוד הלב בכללותו, כפי שמעידה עלייה של 20% בעבודת הלם בלחץ קצה דיאסטולי נתון. למרות ששיפור הנגרם על ידי סידן בתפקוד הלב האיסכמי קשור לא רק לעלייה ברמת הסידן עצמו, אלא גם לאינטראקציות בין חלקים שונים של הלב (כלומר, עם שינויים בגיאומטריה של החדר השמאלי), תפקוד מכני אזורי. משתפר בדיוק עקב היפרקלצמיה כמו ברגיל, ובאזורים איסכמיים. כאשר נפח השבץ, קצב הלב והלחץ העורקי הממוצע נשארים קבועים, היפרקלצמיה תשולב עם ירידה באורך הקצה-דיאסטולי והסופי-סיסטולי של סיב השריר הן בקונטרול והן באזור האיסכמי ודיסוציאציה סיסטולית, המאפיינת תפקוד לקוי של שריר הלב הסגמנטלי מתבטא הרבה פחות עם היפרקלצמיה מאשר עם נורמקולצמיה. הקיצור הסיסטולי האזורי עולה, ולכן עבודת הלב גדלה.
החיסרון של עירוי סידן הוא עלייה בדרישת חמצן שריר הלב ללא עלייה בזרימת הדם הכליליים, למרות עלייה בכיווץ. למרות זאת, השיפור בתפקוד החדר השמאלי עם הכנסת סידן מאפשר שימוש בתכשירי סידן בחולים עם מחלת לב כלילית, אם כי יש צורך לקחת בחשבון את חוסר האפשרות של אקסטרפולציה ישירה של נתוני ניסוי למרפאה, במיוחד כאשר מערכת הדם שלמה והתגובה של לחץ הדם והלב למתן תוך ורידי של תכשירי סידן מגוונת מאוד. יש לזכור שלמתן תכשירי סידן יש חסרונות, אך באופן עקרוני, אותן בעיות הן בלתי נמנעות בעת שימוש בתומכים אינוטרופיים אחרים. בהחלטה האם להשתמש בסידן לגירוי הלב או לא, יש לקחת בחשבון את קצב ואופי התפתחות השפעתו על הלב (בעיקר כאשר רמות הסידן הבסיסיות נמוכות, כפי שנדון להלן), ההשפעות החוץ-לביות, והחסרונות של מתן סידן שצוינו לעיל. לפיכך, יש צורך להעריך מה עולה על: תועלת או נזק, כמו גם להעריך את הסיכוי לשימוש בתומכים אינוטרופיים אחרים. לדוגמה, נתונים השוואתיים (סידן כלורי וקטכולאמינים) שהתקבלו בניסוי על כלבים בתנאים המודינמיים מבוקרים הראו כי עם אותה עלייה בתפקוד השאיבה של החדר השמאלי, העלייה בדרישת החמצן שריר הלב עקב השימוש באיזופרוטרנול עולה על זה. עם שימוש בסידן בערך פי שלוש.

היפוקלצמיה

למרות שהמונח "היפוקלצמיה" מוגדר בדרך כלל כירידה כוללת בריכוז הכולל של סידן בדם, הפרעות חמורות בהומאוסטזיס של סידן מיונן עלולות להתרחש בהיעדר שינויים רציניים בריכוז הכולל של סידן. הדבר מוכיח את הצורך במדידה ישירה של ריכוז יוני הסידן בפלזמה בסביבה הקלינית, כאשר צפויה היפוקלצמיה וצורך בטיפול חלופי. בחדר הניתוח עלולה להתרחש היפוקלצמיה לאחר עירוי של דם טרי, או מעירוי של תמיסות אלבומין מתוצרת המפעל לאחר השלמת מעקף לב-ריאה. ביחידה לטיפול נמרץ יכולה להופיע היפוקלצמיה בחולים עם דלקת לבלב, אלח דם, במצבים המלווים בתפוקת לב נמוכה ממושכת, לאחר מחקרים בקרני רנטגן באמצעות חומרי ניגוד תוך ורידי, ובאותם חולים הזקוקים להמודיאליזה.

קינטיקה של יוני סידן במהלך עירוי ציטראט.

כאשר חולה מקבל עירוי דם מיוצב עם נתרן ציטראט, השינויים בריכוז יוני הסידן בדם ובהמודינמיקה הם מזעריים. עם זאת, עירויים מהירים בקצב של 1.5 מ"ל/ק"ג/דקה יכולים לגרום לדרגות שכבר נרשמו, אך חולפות, של היפוקלצמיה והפרעות המודינמיות.

פעולה על הלב.

עם ירידה בריכוז יוני הסידן בסרום ל-50% מהמקור, עבודת ההלם של הלב מתדרדרת בחדות בכל לחץ דיאסטולי סופי, עם לחץ דיאסטולי סופי בחדר השמאלי של 10 מ"מ כספית. אומנות. הפחתה זו היא כ-55%.
באיסכמיה אזורית, נראה שהעיכוב המושרה בהיפוקלצמיה נגרמת בקלות רבה יותר מאשר בשריר הלב הלא-איסכמי, בעוד בשריר הלב הלא-איסכמי, הפיצוי נשמר עד שריכוז יוני הסידן בדם יורד ל-50% מהרמה ההתחלתית, וכן בנוכחות איסכמיה אזורית, הפיצוי נמשך רק עם ירידה בריכוז יוני הסידן בדם ל-70% מהמקור. עקומות העבודה של החדר השמאלי מוזזות שמאלה, המתאפיין ברמת הדיכוי של עבודתו. עם היפוקלצמיה, הן בשריר הלב התקין והן באיסכמי, כל התפקודים מעוכבים בחדות: הן האורך הסיסטולי והדיאסטולי הקצה של סיבי שריר הלב גדלים, ניתוק סיסטולי נצפה בחדר השמאלי, הקיצור הסיסטולי יורד ועיקולי הפונקציות האזוריות מערבבים ימינה ולמטה. היפוקלצמיה מלווה גם בהתרחבות של העורקים הכליליים.
שינויים בתפקוד הלב הנגרמים מהיפוקלצמיה חמורה (ירידה ברמות הסידן ב-30-50% מהבסיס), כפי שהוצג בניסוי, מאשרים את הצורך בשימוש בתכשירי סידן לטיפול בחולים עם איסכמיה בשריר הלב והיפוקלצמיה בינונית או חמורה. . מצב זה עשוי להתרחש מיד לאחר סיום מעקף לב-ריאה והשימוש בסידן בתנאים אלו נדון להלן, אך טקטיקה זו אינה בשימוש בכל בתי החולים.
כמו כן יש לקחת בחשבון ששימוש חוזר בסידן מפתח עמידות, תצפיות אלו נעשו לראשונה לפני 50 שנה. עם זאת, המנגנון האמיתי של תופעה זו טרם הובהר.

היבטים שנויים במחלוקת של תגובת הלב להיפוקלצמיה והיפרקלצמיה.

היפרקלצמיה

היו מספר דיווחים על עירוי סידן במינונים בשימוש קליני שדנו בצורך להשתמש בתוספי סידן כאשר לא ניתן למדוד את תפוקת הלב. ננסה להסביר את הסיבה להופעתם. מחקר אחד לא סיפק סטטיסטיקה השוואתית של תפקוד חדר שמאל בהיפוקלצמיה (כלומר, לפני תוספת סידן) ואחרי עירוי סידן. במחקר אחר, תפוקת הלב ולחץ הדם עלו תוך דקה אחת מעירוי סידן, בהתאם להשפעות החולפות של עירוי סידן בולוס. אם ריכוז יוני הסידן לפני עירוי תכשיר הסידן היה תקין, אז השינויים בתפוקת הלב בולטים פחות מאשר עם ריכוז סידן נמוך בתחילה. מחקרים רבים העריכו באופן שגוי את ריכוז יוני הסידן בפלסמת הדם, או הערכה לא מלאה של הפרופיל ההמודינמי. השפעת הסידן בנוכחות חומרי הרדמה עוצמתיים לשאיפה שונה באופן מדהים מהתוצאות שהתקבלו בחולים עם נוירולפטאנלגזיה. לבסוף, נתונים קליניים מצביעים על כך שנוכחות של דיכאון לבבי קודם עקב פתולוגיה של העורקים הכליליים עם מתן סידן מביאה לעלייה בתפוקת הלב, בעוד שבמטופלים ללא פתולוגיה לבבית, עירוי סידן קשור לעלייה בתנגודת כלי דם מערכתית היקפית.

היפוקלצמיה

לפני כשלושים שנה החלה פיתוח שיטות למדידת תפוקת הלב בזמן עירוי ציטראט ונטבע המונח "שיכרון ציטראט". היו מחקרים ניסויים וקליניים רבים שתמכו ברעיון שמתן ציטראט גורם להיפוקלצמיה ודיכאון קרדיווסקולרי. למרות שנדונה עוצמת שיכרון הציטראט, התרחשות של היפוקלצמיה חמורה, אם כי חולפת, עם עירוי מהיר של דם ציטראט טרי, לא נידונה בשום מקום.
חלק מהחוקרים מצביעים על כך ששינויים בלחץ הדם ובתפקוד הלב עקב עירוי דם ציטראט הם מינימליים ואינם חשובים מבחינה קלינית. כדי להסביר נקודת מבט זו, יש להתייחס לגורם הקובע בבעיה זו לא לכמות הדם הכוללת שעורוי, אלא לקצב העירוי. כמו כן, היפוקלצמיה מעכבת את תפקוד הלב, וזה מתרחש הרבה יותר מהר בנוכחות גורמים מעכבים אחרים, למשל, בעת נטילת חוסמי בטא, איסכמיה בשריר הלב, דנרבציה לבבית, או בנוכחות היפובולמיה לפני מתן ציטראט. לא ידוע דבר על חומרי הרדמה בשאיפה בהקשר זה.
למרות שהיפוקלצמיה הנגרמת על ידי ציטראט נמנעה בעת ובעונה אחת על ידי עירוי של דם מיוצב חומצת דקסטרוז פוספט, ההשפעות ההמודינמיות שלה היו שליליות וחמורות יותר מדם המיוצב נתרן ציטראט.

סידן ושרירים חלקים של כלי דם היקפיים.

למרות שתפקיד הסידן בוויסות תפקוד השריר החלק של כלי הדם ההיקפיים נחקר לפני עשרות שנים, הוא לא נדון בדיווחים על ההשפעות ההמודינמיות של סידן. יון הסידן הכרחי לתהליך הצמידות של עירור וכיווץ בשרירים החלקים של הכלים ההיקפיים, ולכן כלי הדם ההיקפיים מגיבים לשינויים בריכוז יוני הסידן בדם.

תגובה של כלי דם היקפיים להיפו-קלצמיה חריפה.

מכיוון שעלייה בריכוז יוני הסידן בדם קשורה לעלייה בכיווץ השרירים החלקים, היפרקלצמיה מובילה לעלייה בהתנגדות לזרימת דם בעורקים היקפיים, בכליות, בכלי הלב וכלי המוח. תגובה כזו לא נרשמה בכלי המעגל הקטן. היפוקלצמיה קשורה לירידה בתנגודת כלי הדם ההיקפיים, המהווה גורם פתוגני חשוב בהתפתחות תת לחץ דם בהיפוקלצמיה.
שני מנגנונים עיקריים מעורבים ביצירת תגובה כלי דם למתן סידן. ראשית: זוהי ההשפעה הישירה של תכשירי סידן על השרירים החלקים של כלי הדם והטונוס שלהם. זה נתמך על ידי התצפית שטונוס כלי הדם ההיקפיים יורד עם חוסמי תעלות סידן.
שנית, ישנה השפעה המופקת דרך מערכת העצבים הסימפתטית, דרך שחרור קטכולאמינים או גירוי של קולטנים אדרנרגיים. שחרור קטכולאמינים בקשר להחדרת סידן מתרחש מכיוון שיון הסידן קשור לצימוד של תהליכי עירור והפרשה. היפרקלצמיה פועלת כגירוי לשחרור קטכולאמינים הן ממדולה האדרנל והן מקצות העצבים האוטונומיים ההיקפיים. ניסויים אחרונים בכלבים, למשל, הראו שהעלייה הנגרמת על ידי סידן בהתנגדות כלי הדם ההיקפיים פוחתת באופן דרמטי לאחר כריתת יותרת הכליה. נתונים ניסויים מצביעים על כך שהיפרקלצמיה עשויה גם לעורר אדרנוצפטורים אלפא ובטא. לאחר השימוש בחוסמי בטא, העלייה ב-OPSS בולטת יותר מאשר בתנאים רגילים. כאשר משתמשים בחוסמי אלפא ובטא בו זמנית, שינויים בתנגודת כלי הדם ההיקפיים במהלך היפרקלצמיה משתנים. ממצאים אלו עשויים להסביר את התגובה הדיפרנציאלית של מערכת הלב וכלי הדם להיפרקלצמיה בנסיבות שונות.

היבטים שנויים במחלוקת של תגובת שריר חלק כלי דם היקפי להיפר- והיפוקלצמיה.

היפרקלצמיה

מאחר שהיפרקלצמיה עלולה להגביר את התכווצות הלב והשרירים החלקים של כלי דם היקפיים, עלייה בלחץ הדם נצפית לרוב לאחר מתן תוספי סידן. עם זאת, יש אזכור בטקסט של תצפית שלא פורסמה להפחתה בלחץ הדם עם תוספת סידן. בעוד כמה נתונים ניסויים וקליניים הראו ש-TPVR עולה עם עירוי סידן, אחרים הראו שהוא, להיפך, יורד. ברור שסידן יכול לגרום לשינויים גם בלב וגם בכלי הדם. מה שקורה בעת מתן סידן תלוי בריכוז ההתחלתי של יוני סידן בדם, בהתכווצות שריר הלב ובפעילות הראשונית של מערכת העצבים הסימפתטית. יתר על כן, תוך שימת לב לפרטים - רישום של פרמטרים המודינמיים שונים במחקרים שונים, מתברר מדוע מתקבלות תוצאות מעורבות כאלה. לבסוף, מצב המערכת האדרנרגית משפיע על התגובה ההמודינמית לסידן, כפי שנדון לעיל.

היפוקלצמיה

ירידה בלחץ הדם דווחה במהלך היפוקלצמיה בחולים לפני למעלה מעשרים שנה. עם זאת, התפקיד החשוב של הכלים הגדולים בהתפתחות של תת לחץ דם היפוקלצמי תועד אך לא הוכר. חוקרים אלו רשמו ירידה חדה בתפוקת הלב ובעבודה של הלב, כמו גם ירידה בלחץ הדם, אך הם לא הצביעו על כך שניתן לקשר את הירידה בלחץ העורקי המערכתי עם ירידה בטונוס של כלי הדם הגדולים. מכיוון שלחץ הדם נכלל כאחד המשתנים במשוואה לחישוב עבודת הלב, עבודת הלב ירדה. לפיכך, אי אפשר להתייחס לעבודת הלב במצבי תת לחץ דם כאינדיקטור מדויק לתפוקת הלב, יתר על כן, הפרשנות של תפקיד תפקוד הלב ותפקוד כלי הדם ההיקפיים במהלך תת לחץ דם היפוקלצמי בלתי אפשרית אם מדידות של תפקוד השאיבה של החדר השמאלי והקובעים החשובים ביותר שלו אינם עשויים, או אם למטופל יש גם היפובולמיה (ההתוויה העיקרית לעירוי דם) והיפוקלצמיה בשילוב.

שימוש טיפולי בסידן.

בחדר הניתוח וביחידה לטיפול נמרץ מתבצעת תמיכה המודינמית בעזרת קטכולאמינים ומלחי סידן. אמינים סימפטומימטיים עם אורך חיים קצר מאוד ניתנים בעירויים ארוכי טווח, כלומר, ניתן לבחור את קצב המתן עבור כל מטופל בנפרד כדי לשמור על המודינמיקה יציבה. לעומת זאת, מלחי סידן משמשים בדרך כלל כזריקות בולוס. הם אינם ניתנים בעירויים מתמשכים, שכן הדבר ידרוש מערכת לקביעת ריכוז יוני הסידן בדם ממש ליד מיטת החולה - כל כך הרבה פעמים היה צריך לעשות זאת, כי אם קצב העירוי של תכשיר הסידן קבוע ותפוקת הלב מסיבה כלשהי אינה מגיבה להחדרת סידן, עלולים להתרחש ריכוזים גבוהים באופן מסוכן של יוני סידן בדם, מה שיוביל להפרעות חמורות בקצב הלב.

אינדיקציות ומינונים

מבוגרים

מאחר והיפוקלצמיה במהלך עירוי דם ציטראט בחולים שונים משתנה, לרוב קטנה ונעלמת במהירות, אין צורך במתן סידן עם עירוי דם קונבנציונלי. עם זאת, כאשר העירוי מהיר לאורך זמן (כלומר 1.5 מ"ל/ק"ג/דקה במשך 5 דקות או יותר), יש לתת סידן לווריד. עיכוב התכווצות שריר הלב בשילוב של היפוקלצמיה ושימוש בחוסמי בטא חזק יותר מאשר בנוכחות של היפוקלצמיה בלבד, לכן, השימוש בסידן מוצדק גם בעירויי דם בקצב מתון בחולים הנוטלים חוסמי בטא. מינון הסידן תלוי במידת ההיפוקלצמיה, בדרך כלל המינון הראשוני הוא 5-7 מ"ג/ק"ג סידן כלורי, החוזר על עצמו לאחר מספר דקות, במידת הצורך, מאושר על ידי מדידת ריכוז יון הסידן בדם.
אם משתמשים בדם ציטראט למילוי החמצן AIK, ניתן להוסיף לתמיסה סידן כלוריד (במינון של כ-500 מ"ג/ליטר) על מנת להפחית הפרעות המודינמיות כתוצאה מהיפוקלצמיה בתחילת מעקף לב-ריאה. במקרה זה נדרש גם הפרין.
בחלק מהמרכזים הרפואיים משתמשים בסידן כלורי בחולים עם ניתוחי לב לאחר סיום מעקף לב-ריאה. המינון המשוער במקרה זה משתנה בין 7 ל-15 מ"ג / ק"ג למשך 30-60 שניות, ולאחר מכן הוא חוזר על עצמו במידת הצורך. אנו מאמינים שבמקרה זה יש צורך לעקוב אחר ריכוז יוני הסידן בדם על מנת לארגן שימוש טיפולי רציונלי בסידן. סידן כלורי נפוץ גם בחולים עם אסיסטולה או דום לב במינון של 5 עד 12 מ"ג/ק"ג. למרות שאין לנו נתונים השוואתיים, המינון של סידן גלוקונאט צריך להיות פי 2.5-3 מהמינון של סידן כלורי על מנת להעלות את ריכוז יוני הסידן בדם באופן שווה.

יילודים וילדים.

על פי ההסכם הבינלאומי, רק סידן גלוקונאט נמצא בשימוש ברפואת ילדים, מכיוון שהוא בטוח יותר מסידן כלורי במונחים של מעורר הפרעות קצב לב. עם זאת, בטיחות מתן תכשיר סידן תלויה בכמות ובקצב מתןו, בזמינות הביולוגית של יון הסידן בתכשיר זה ובנפח הפיזור הראשוני שלו. הסיבה השנייה לשימוש בסידן גלוקונאט בלבד בטיפול בילדים היא שקיימת פחות הפרעה חומצית-בסיסית במתן זה מאשר במתן סידן כלורי, אך אין זו בעיה בשימוש קצר טווח בתכשירי סידן.
השימוש בתכשירי סידן מיועד להתערבויות כירורגיות נרחבות בילדים עם איבוד דם גדול כאשר אובדן דם ונפח החלפה מוערכים כ-BCC משוער בילד זה. המינון של סידן גלוקונאט הוא כ-100 מ"ג לכל 100 מ"ל של דם מוזלף, עם זאת, יש צורך בקביעות תכופות של ריכוז יוני הסידן בדם, שכן תתאפשר היפוקלצמיה בקצב זה של מתן סידן. לכן, יש לקבוע בקפדנות את המינון והזמן המועדף של מתן תכשיר הסידן.
סידן משמש גם בעירויים חילופיים ביילודים. למרות שהמינון המומלץ הוא 100 מ"ג של סידן גלוקונאט לכל 100-150 מ"ל של דם מוזלף, ייתכן שהוא לא יספיק כדי למנוע היפוקלצמיה. לכן, שוב, יש צורך במעקב קפדני אחר ריכוז יוני הסידן בדם היילוד. בהיפוקלצמיה ביילוד, סידן גלוקונאט במינון של 200 מ"ג/ק"ג מומלץ רק כאשר מתרחשים טטניות או פרכוסים עקב ירידה חדה ברמת הסידן בדם. בדום לב אצל ילד משתמשים בסידן גלוקונאט במינון של 10 מ"ג לק"ג.

סיבוכים של שימוש בסידן

התיאור הדרמטי ביותר של הסיבוכים של עירוי סידן פורסם לפני 60 שנה. המחבר של דוח זה קיבל מנת בולוס של סידן כלורי וחווה בחילות, אי נוחות, עוויתות, סינקופה ואי ספיקת נשימה. אין פרטים מדויקים בדו"ח, אבל הא.ק.ג מראה חסימה סינואטריאלית וברדיקרדיה מסומנת. עיסוי הלב דרך דופן הבטן היה יעיל (הניסוי בוצע על מתנדב).
גם אם תתקבע היפוקלצמיה, מתן סידן במינונים טיפוליים עלול להוביל להפרעות חמורות: הפרעת קצב סינוס, ברדיקרדיה, דיסוציאציה A-B והופעת מוקדים חוץ רחמיים. הסיכון הפוטנציאלי של מתן בולוס סידן קיים גם בחולים שטופלו בדיגיטליס, כפי שנדון לעיל.
סיבוך של מתן סידן, שאינו מסכן חיים, אך לא נעים למטופל, הוא גירוי של דופן כלי הדם ונמק של הרקמה התת עורית במקרה של מתן בשוגג של סידן כלורי או סידן גלוקונאט מעבר לווריד. לכן, תכשירי סידן מוזרקים לוורידים בקוטר הגדול ביותר האפשרי, תוך תיקון קפדני של המחט. האם זה בטוח להזריק סידן לאבי העורקים ביילודים? הנושא הזה דורש דיון נוסף.

הרדמה ושיכוך כאבים
1985,64, 432-51
למברטוס ג'יי דרופ, MD, PhD