Головна/Лікування хвороб/Патофізіологія захворювань серцево-судинної системи


При відсутності зовнішнього впливу потенціал спокою клітини міокарда залишається постійним, приблизно -90 мВ. Такий стан спокою до періоду деполяризації відомий як фаза 4 потенціалу дії. За нею слідують 4 фази, що охоплюють періоди деполяризації і ре-поляризації клітин (мал. 1.13):

Фаза 0. При потенціалі спокою мембрани натрієві і кальцієві канали закриті. Будь-яка дія, що робить заряд мембрани менш негативним, ніж рівень потенціалу спокою, призводить до відкриття окремих натрієвих каналів. Після відкриття Na + каналів, іони натрію швидко проникають у клітину, знижуючи тим самим градієнт концентрації (концентрація натрію більше зовні клітини), так як ці позитивно заряджені іони притягуються до негативно заряджених внутрішньоклітинних іонів. Приплив іонів Na + всередину клітини змінює трансмембранний потенціал, роблячи його ще більш негативним, сприяючи тим самим відкриття більшого числа натрієвих каналів і подальшому проникненню іонів натрію всередину клітини. Коли заряд мембрани досягає рівня порогового потенціалу (приблизно -70 мВ в кардіо-міоцитах), створюються умови для відкриття швидких Na + каналів і генерації самопідтримуючого внутрішнього натрієвого струму. Надходження в клітку позитивно заряджених іонів Na +, обумовлене градієнтом їх концентрації, нейтралізує мембранний потенціал до нуля і далі досягає позитивних значень.

Клітини міокарда

Цей потужний струм натрієвих іонів обумовлює швидкий підйом або фазу 0 потенціалу дії. У той же час, Na + канали залишаються відкритими тільки протягом тисячних часток секунди, і потім вони швидко інактивуються, запобігаючи подальший струм натрію всередину клітини (мал. 1.13). Таким чином, під час активації цих швидких Na + каналів відбувається швидка рання деполяризація клітини; швидка інактивація обумовлює малу тривалість потенціалу дії.

Фаза 1. Після швидкої фази 0 деполяризації короткочасний струм реполяризації повертає мембранний потенціал приблизно до 0 мВ. Виникнення цього струму обумовлено виходом К + назовні через певний тип тимчасово активованих калієвих каналів.

Фаза 2. Це відносно довга фаза потенціалу дії, під час якої досягається рівновага між триваючим струмом іонів К + з клітки і протилежно спрямованим струмом іонів Са + + через кальцієві канали (так звані кальцієві канали L-типу). Кальцієві канали починають відкриватися вже під час фази 0, коли заряд мембрани досягає рівня приблизно -40 мВ. При відкритих кальцієвих каналах рух Са + + всередину клітини призводить до того, що градієнт його концентрації всередині клітини падає. Ток Са + + всередину триває більш повільно, ніж початковий струм іонів натрію, так як активізація кальцієвих каналів відбувається повільно, і вони залишаються відкритими протягом більш тривалого часу, ніж швидкі Na + канали (мал. 1.13). Протягом цієї фази струм Са + + всередину і відносно низька проникність для виходу К + назовні, зумовлюють мембранний заряд приблизно 0 мВ протягом тривалого періоду часу, відомого як плато. Іони кальцію, які проникають всередину клітини протягом цієї фази, відіграють важливу роль у стимуляції вивільнення додаткової кількості внутрішньоклітинного кальцію з саркоплазматичного ретикулума (кальцій-індуковане вивільнення кальцію), що вельми важливо для скорочення міоцитів. Поступова інактивація Са + + канальців призводить до того, що струм К + назовні починає перевищувати струм Са + + всередину, починається фаза 3.

Фаза 3. Це завершальний період реполяризації, протягом якого трансмембранний заряд повертається до величини потенціалу спокою, приблизно -90 мВ. Вихід назовні заряджених іонів калію і низька проникність мембрани для інших катіонів призводять до швидкої реполяризації. Ця фаза завершує цикл потенціалу дії і переходить у фазу 4 (спокою), за якої знову піде деполяризація.

Для того щоб зберегти нормальні трансмембранні градієнти іонних концентрацій, натрій і кальцій, які проникають у клітини в період деполяризації, мають повернутися в позаклітинний простір, а іони калію - всередину клітини. Обмін Na + і К + через клітинну мембрану здійснюється за допомогою АТФ-залежного Na + / K + насоса. Надлишок Са + + всередині клітини усувається в основному завдяки обміну Na + / Ca + +, і меншою мірою за рахунок АТФ-залежного кальцієвого насоса.

Спеціалізована провідна система

Клітини спеціалізованої провідної системи (наприклад, волокна Пуркіньє) ведуть себе таким же чином, як і кардіоміоцити, однак їх потенціал спокою трохи більше негативний і підйом фази 0 відбувається ще швидше.