В ответ на электрический стимул (искусственный раздражитель) или на бегущий от пейс- мекера (синоатриальный узел) потенциал действия миокардиоцит возбуждается — генерирует потенциал действия. Его амплитуда достигает 120 мВ, а длительность потенциала действия достаточно большая — у миокардиоцитов желудочка — около 330 мс, а у миокардиоцитов предсердий длительность ПД значительно меньше — около 100 мс. Это согласует-
ся с данными о длительности систолы у предсердий и желудочков. Для ПД миокардиоцитов характерно наличие плато. Поэтому эти потенциалы действия часто называют платообразными потенциалами.
Принято выделять пять фаз потенциала действия миокардиоцитов — 0,1,2,3,4. Нулевая фаза — это фаза быстрой деполяризации: мембранный потенциал быстро достигает нуля, а затем + 30 мВ. 1-. [1] [2]. а — это фаза быстрой начальной реполяризации, 2-я фаза плато, 3-я фаза — конечной реполяризации и 4-я фаза — это так называемый диастолический потенциал, т. е. потенциал, всего потенциала действия и прекращается лишь после того, как величина мембранного потенциала в период процесса реполяризации вновь достигнет - 70 мВ. Благодаря этому, миокардиоцит на протяжении всего периода инактивации быстрых натриевых, каналов остается невозбудимым, т. е. у него наблюдается абсолютная рефрактерная фаза. Она длится около 270 мс, после чего имеет место фаза относительной рефрактерности (30 мс), а затем — и фаза супернормальной возбудимости (еще 30 мс). Наличие абсолютной рефрактерной фазы (АРФ) чрезвычайно важно: благодаря АРФ миокардиоцит не способен к тетаническому сокращению, так как к моменту восстановления возбудимости миокардиоцит заканчивает процесс сокращения.
|
|
Итак, вернемся к фазе деполяризации. После того, как произошла инактивация быстрых натриевых каналов, открываются медленные натрий-кальциевые каналы, по которым в миокардиоцит входят ионы натрия и кальция. Это порождает достижение пика потенциала действия — деполяризацию с явлением овершута (реверсии). Медленные натрий-кальциевые каналы не способны к быстрой инактивации, поэтому их открытое состояние сохраняется долго — на протяжении 0-й, 1-й и 2-й фаз потенциала действия.
Процесс реполяризации, как уже отмечалось, происходит в три «приема» — вначале идет незначительная быстрая реполяризация. Она обусловлена, вероятно, входом в клетку ионов хлора (они отрицательно заряжены, поэтому частично компенсируют избыток катионов, находящихся в миокардиоците). Затем в период «плато» продолжается вход в клетку ионов натрия и кальция по медленным натрий-кальциевым каналам. Одновременно в этот период открываются калиевые каналы (каналы задержанного выпрямления) и ионы калия начинают покидать миокардиоцит. Число входящих в клетку катионов (натрий+кальций) в этот период равно числу выходящих из клетки катионов (калий), в результате чего мембранный потенциал «застывает» на месте — возникает плато ПД. В фазу конечной реполяризации поток выходящих катионов калия становится заметно сильнее, чем поток входящих катионов (натрий+кальций), так как медленные натрий-кальциевые каналы закрываются (инактивируются). Во время фазы диастолического потенциала некоторое время еще сохраняется повышенная проницаемость для ионов калия, но постепенно калиевые каналы инактивируются, и поток калия из клетки прекращается.
|
|
В миокардиоцитах имеется калий-натриевый насос, который способен работать в элект- рогенном режиме — 1 ион калия вносится в клетку и 3 иона натрия выносятся из клетки- Этот насос инактивируется при действии уабаина (строфантина G). Кроме того, в сердечной мышце имеется натрий-кальциевый обменный механизм (удаление кальция из клетки идет в обмен на входящий натрий).
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МИОЦИТОВ УЗЛОВ АВТОМАТИИ
И ПРОВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ
Клетки, составляющие основу узлов автоматии и проводящей системы сердца, имеют ряд существенных особенностей. 1) Низкий уровень мембранного потенциала — около 50— 70 мВ. 2) Форма потенциала действия ближе к пикообразному потенциалу. 3) Имеется так называемая медленная диастолическая деполяризация (МДД) — спонтанное (автоматическое) снижение мембранного потенциала до критического уровня деполяризации, в результате чего происходит генерация спонтанного потенциала действия. (В норме это явление характерно только для Р-клеток, составляющих основу синоатриального узла автоматии).
4) Амплитуда потенциала действия очень низкая — 30—50 мВ, без явления реверсии (овершута). Все эти особенности электрической активности клеток узлов автоматии и проводящей системы сердца объясняются тем, что у этих клеток в условиях «покоя» значително повышена проницаемость для ионов натрия. Это порождает более низкий потенциал покоя. Вторая особенность — в период деполяризации в них открываются только медленные на- трий-кальцивые каналы, а быстрые натриевые каналы уже в исходном состоянии «инактивированы», т. к. низкий мембранный потенциал. Но наиболее важным является то, что в синоатриальном узле происходит достаточно быстрая инактивация калиевых каналов, от- крывемых в период реполяризации. Поэтому на фоне повышенной натриевой проницаемости происходит спонтанная медленная диастолическая деполяризация (МДД), которая при достижении критического уровня деполяризации вызывает генерацию потенциала действия. Все клетки, составляющие основу прочих узлов автоматии и проводящей системы, являются «ведомыми» — под влиянием импульса, зарождающегося в синоатриалыюм узле, они воспроизводят ритм этого пейсмекера, подчиняясь ему. В случае, когда возбуждение от пейсмекера (синоатриального узла) не поступает к этим клеткам, у них восстанавливается способность к генерации медленной диастолической деполяризации, и это приводит к возникновению нового очага самовозбуждения, нового пейсмекера. В связи с этим все клетки, которые способны к автоматическому возбуждению, называются латентными водителями ритма. При патологии, эти латентные пейсмекеры могут стать истинными пейсмекерами и тем самым сохраняют жизнь человеку.