Основы электрофизиологии

Ритмические сокращения сердца обеспечиваются последователь­ным прохождением электрического импульса по проводящей системе сердца. В норме электрический импульс, вызывающий сердечное сокра­щение, вырабатывается в синоатриальном узле, распространяется в мышце предсердия через межклеточные контактные мостики — вставоч­ные диски, которые обеспечивают непрерывность распространения им­пульса между клетками и достигают А — В узла.

Рефрактерные периоды (РП) кардиомиоцита

В связи с тем, что предсердно-желудочковые клапаны окружает фиброзная ткань, распространение электрических импульсов от предсер­дий к желудочкам возможно только через А — В узел. Как только электри­ческий импульс достигает А — В узла, происходит задержка его дальней­шего проведения на 0,1 секунды. Эта задержка объясняется проведением импульса через А — В узел по медленным каналам.

Пауза в проведении импульса полезна

• т.к. она дает предсердиям время для их сокращения до начала возбужде­ния и сокращения желудочков;
• задержка позволяет А — В узлу выполнить функцию привратника, препят­ствуя проведению слишком частых импульсов от предсердий к желудочкам при предсердных тахикардиях.

Выйдя из А — В узла, сердечный потенциал действия распространяется по системе Гиса — Пуркинье к основной массе клеток миокарда, что обеспе­чивает координированное сокращение кардиомиоцитов.
В основе проведения электрических импульсов по проводящей системе сердца, сокращения миокарда лежат процессы электрической стимуляции клеток с формированием потенциала возбуждения, который образуется за счет ионных токов через специальные каналы сарколеммы; то есть деполяризации и реполяризации клеток.
В состоянии покоя внутри клетки концентрация катионов калия в 30 — 35 раз выше, чем в межклеточной жидкости, а концентрация натрия в 10 — 20 раз меньше. В состоянии покоя открыты лишь калиевые каналы, по которым К+ выходит из клетки, а поскольку внутри клетки они связаны с белковыми комплексами, имеющими отрицательный заряд, то, при вы­ходе калия из клетки, внутренняя мембрана приобретает отрицательный заряд, а наружные — положительный заряд. Равновесие противоположных зарядов внешней и внутренней сторон мембраны клетки называется ста­тической поляризацией. Разность потенциалов между внутренней и внешней мембраной клетки составляет — 90 МВ и называется потенциа­лом покоя. Любое воздействие, которое делает заряд мембраны еще ме­нее отрицательным (например, образовавшийся спонтанно импульс С — А узла) приводит к открытию натриевых каналов и входу Na+ внутрь клетки. При этом внутренняя поверхность мембраны становится положи­тельно заряженной, а внешняя отрицательно — происходит деполяризация клеточной мембраны. Электрический потенциал, возникающий в момент возбуждения клетки, называют потенциал действия. После фазы деполя­ризации клеточной мембраны следует реполяризация

При реполяризации К+ выходит из клетки, Са входит в клетку, и внутренняя сторона клеточной мембраны вновь приобретает отрицатель­ный заряд, а внешняя положительный. Фаза реполяризации переходит в фазу покоя — включаются АТФ — зависимые (энергопотребляемые) Na+/К+ и кальциевые насосы, восстанавливающие нормальные трансмембранные градиенты ионов внутри и вне клетки.
Некоторые сердечные клетки не нуждаются во внешних стиму­лах, а сами способны инициировать деполяризацию (возбуждение) — это пейсмекерные клетки. Они обладают автоматизмом — способностью к спонтанной деполяризации. Наиболее широко они представлены в С — А узле, далее А — В узле и системе Гиса — Пуркинье — соответственно водители ритма I — ого, II — ого и III — го порядка.


Схема потенциала действия (ПД) миоцита и ионные токи для Na+, Ca++, и К+

Рассмотрите данный рисунок. Потенци­ал покоя представлен фазой 4 потен­циала действия. После деполяризации проникновение Na+ внутрь клетки приводит к быстрому наступле­нию фазы 0; выход тока калия наружу обусловли­вает частичную реполяризацию во время фазы 1; медленное проникновение Са++ внутрь (и отно­сительно медленный выход К+ из клетки) приводит к временному выравниванию напряжения (плато на ри­сунке) — фаза 2; завершающая быстрая реполяризация обусловлена в ос­новном выходом К+ во время фазы 3

При входе кальция внутрь кардиомиоцита во время возбуждения становится возможным взаимодействие актина и миозина — сократитель­ных белков, что приводит к сокращению клеток и миокарда в целом. Для полноценного расслабления миокарда Са закачивается в саркоплазмати­ческий ретикулум с помощью «Са+/насоса» и удаляется из клетки.

Во время абсолютного рефрактер­ного периода (АРП) клетка не­чувствительна к стимуляции. Эффективный рефрактерный период по­мимо АРП включает короткий период, в течение которого стимуляция вызывает локальную деполяризацию, которая не способна распростра­няться. Во время относительно­го рефрактерного периода стимуляция вызывает слабый потенциал действия (ПД), который распространяется дальше, но более медленно, чем обычный.

В периоде сверхнормальной возбудимости более слабые стимулы, чем в норме, могут вызывать ПД.

Рефрактерный период — период, во время которого клетки не вос­приимчивы к повторным стимулам. Выделяют абсолютно рефрактерный период, когда клетки полностью нечувствительны к новым стимулам и относительно рефрактерный период, когда возникновение потенциала действия (возбуждение, ответ) клетки возможно под воздействием более сильного раздражителя.

После относительно — рефрактерного периода выделяют период сверх нормальной возбудимости, в которой раздражители даже меньшей силы способны вызвать ответ. Это так называемый уязвимый период, ко­гда могут возникать ранние экстрасистолы и другие жизнеопасные нару­шения сердечного ритма.

Рефрактерный период клеток предсердия ко­роче, чем клеток миокарда желудочков, поэтому ритм предсердий может значительно превышать частоты сокращений желудочков
Источник: Лешаков С.Ю. Неотложные состояния в кардиологии (2005)

Смотрите также

— Другие материалы из книги «Неотложные состояния в кардиологии»
— Нарушение сердечного ритма и проводимости. Экстрасистолии. Тахикардии. Презентация по теме
— Классификация ИБС. Шпаргалки по кардиологии. Часть II. Аритмии
— Основы электрокардиографии (ЭКГ). Проводящая система сердца. Сердечный цикл. Систолические шумы. История вопроса. Презентация по теме
— Строение и физиология сердца человека. Функции атриовентрикулярного узла (АВ узла)