Насосная функции сердца обеспечивается двумя типами клеток: сократительными (контрактильными) кардиомиоцитами и т.н. атипичными кардиомиоцитами, образующими проводящую систему. Атипичные кардиомиоциты обладают свойством автоматизма (способностью развития спонтанной деполяризации) и посредством генерации возбуждений могут задавать ритм и частоту сердечных сокращений.
Мембраны кардиомиоцитов состоят из фосфолипидов и гликопротеидных включений, которые обеспечивают трансмембранные перемещения ионов и тем самым детерминируют элекгрофизиологическое состояние клеток и образуемых ими структурно-функциональных образований сердца.
Электрическая активность сердца является одним из главных факторов синхронизации (согласованности, координированности) насосной функции его камер — предсердий и желудочков. Основу электрической активности составляют трансмембранные перемещения ионов преимущественно катионов К+, Na+, Са++, аниона С1~, а также других заряженных молекул.
Мембраны кардиомиоцитов обладают разной проницаемостью для различных ионов. Одни из них диффундируют через мембрану пассивно по своим концентрационным градиентам, другие — активно против концентрационных градиентов с помощью энергозатратных переносчиков, насосов. Такие перемещения ионов вначале приводят к поляризации клеточных мембран.
Поляризация лежит в основе возникновения потенциала покоя, т.е. разности потенциалов между наружной и внутренней поверхностью мембран (наружная поверхность становится положительно-заряженной, а внутренняя — отрицательно заряженной) клетки, находящейся в состоянии физиологического покоя.
При резком скачкообразном обратимом изменении мембранного потенциала с отрицательного на положительный формируется потенциал действия, который является физиологической основой нервного импульса. В медицинском лексиконе понятия «нервный импульс» и «потенциал действия» принято использовать в качестве синонимов.
На самом деле, нервный импульс — это довольно сложное понятие, которое включает по крайней мере три компонента:
1) элекгрофизиологический (т.е. процессы, детерминирующие состояние электрического потенциала мембраны — деполяризацию, поляризацию и реполяризацию);
2) структурно-функциональный (т.е. активность мембранных белков, обеспечивающих трансмембранные перемещения ионов помп (насосов), каналов, обменников) и
3) физико-химический (трансмембранные потоки ионов).
Электрофизиологическое состояние кардиомиоцитов изменяется на протяжении сердечного цикла. Такие механозависимые изменения связаны с потоками ионов через специализированные ионные каналы, одни из которых являются неселективными, т. к. они пропускают в равной степени ионы Са++, Na+, К+ и др. (отметим в скобках, что наиболее изученными к настоящему времени являются механозависимые калиевые каналы), другие каналы обладают способностью селективно пропускать лишь определенные ионы.
Важнейшими структурами, обеспечивающими трансмембранные перемещения ионов в кардиомиоцитах, являются ионные каналы Na+, Са++ и К+. ( Именно эти каналы играют основную роль в трансмембранных потоках ионов (по Na+- и Са++- каналам осуществляется поступление Na+ и Са++ в кардиомиоциты, а по К+-каналам выход из них ионов калия), детерминируя электрофизиологическое состояние каждого кардиомиоцита в отдельности и сердца в целом.
Кроме ионных каналов, особую роль в изменениях электрофизиологического состояния кардиомиоцитов играют ионные насосы и обменники. Они способны поддерживать на постоянном уровне внутриклеточное содержание ионов К+, Na+ и Са++ и обеспечивать активный транспорт ионов через клеточную мембрану.
Ионные насосы — это молекулярные структуры, локализованные в мембранах, которые способны за счет энергии макроэргов осуществлять активный транспорт ионов против концентрационного градиента, т. е. в сторону более высокого электрохимического потенциала. Например, Na+/K+-насос (иначе говоря, Ка+/К+-аденозинтрифосфатаза, [Na+/K+-АТФ-аза]) реализует активный транспорт ионов Na+ и К+ через клеточную мембрану, Na+ / Са++-обменник (сын.: электрогенный Na+/Ca++- обменный механизм) за один цикл работы обеспечивает поступление внутрь клетки 3 ионов Na+ в обмен на 1 ион Са2+.
В сердце выделяют два типа потенциала действия: быстрый, формируемый в сократительных кардиомиоцитах предсердий и желудочков, а также в волокнах Пуркинье, и медленный, характерный для клеток-пейсмекеров синоатриального и атриовентрикулярного узлов.
(Пока оценок нет)
Загрузка...