Головна/Лікування хвороб/Патофізіологія захворювань серцево-судинної системи


У кардіоцитах під час спокою, що передує порушенню, різниця між електричними зарядами всередині і поза клітини називають потенціалом спокою. Значення потенціалу спокою залежить від двох основних характеристик клітини: 1) від градієнта концентрації іонів всередині і зовні клітини і 2) від того, які іонні канали відкриті в спокої.

Подібно іншим тканинам, таким як нервові клітини або скелетні м'язи, концентрація калію всередині серцевих клітин набагато більше, ніж зовні. Це визначає учасників транспорту клітинних мембран, важливим з них є АТФ-залежний Na + / K + насос, який проводить обмін іонів Na + в напрямку з клітки і іонів К + - всередину клітини.

Калієві канали кардіоміоцитів відкриті в стані спокою, в той час як інші іонні канали (натрієві і кальцієві) закриті. Тому, мембрани лежачих клітин проникні більшою мірою для іонів калію, ніж для інших іонів. У спочиваючому стані К + направляється назовні, зменшуючи градієнт концентрації і позитивний заряд всередині клітини. Антагоністами іонів К + всередині клітини є великі негативно заряджені білки, нездатні до виходу з клітини разом з К4 ". Тому, навіть коли іони калію залишають клітку, аніони, що залишилися в клітках, роблять їх внутрішнє середовище електрично негативним по відношенню до поверхні клітини.

У той час як внутрішнє середовище клітин стає все більш негативно зарядженим по відношенню до поверхні через струм іонів калію назовні, позитивно заряджені іони калію залучаються всередину клітини, так що в сумі втрати внутрішньоклітинного калію стають менш вираженими. Таким чином, у стані спокою існують дві протилежні сили, що регулюють потік іонів калію через відкриті канали клітинних мембран (мал. 1.12): 1) градієнт концентрації сприяє виходу калію з клітки, 2) електростатичні сили притягують калій назад всередину клітини.

Потенціал спокою

У стані рівноваги баланс між цими хімічними і електричними силами визначає величину потенціалу спокою, який в клітинах міокарда шлуночків приблизно дорівнює -90 мВ. Електричний потенціал спокою для калію може бути розрахований за допомогою рівняння Нернста, як це показано на малюнку.

У стані спокою проникність мембран клітин міокарда для натрію мінімальна тому, що натрієві канали в основному закриті. Проте існує невеликий потік іонів натрію через відповідні канали всередину клітини. Цей слабкий струм позитивно заряджених іонів натрію всередину клітини пояснює, чому реальний потенціал спокою менш негативний, ніж він міг би бути, якби клітинні мембрани були проникні тільки для іонів калію.

Натрієві іони, які повільно проникають всередину міоцитів, що у стані спокою (а ще більша кількість проникає в клітину під час потенціалу дії), безперервно видаляються з клітки і повертаються в позаклітинне середовище. Це відбувається завдяки АТФ-залежного Na + / K + насосу, який витісняє натрій з клітки в обмін на калій. У цьому процесі на кожні три іона Na +, що виходять з клітини, всередину клітини проникають два іони К +, створюючи спрямований назовні ток позитивних зарядів. Такий спрямований назовні струм катіонів також призводить до більш негативного заряду всередині клітини, по відношенню до її зовнішньої поверхні.