 |
Диастолическая деполяризация и пороговый потенцал
|
|
|
|
Объяснение автоматии сердца связывают с развитием микроэлектродной техники и открытия медленной диастолической деполяризации, характерной для водителей ритма (слайд 5). В нормальных условиях большинство предсердных и желудочковых клеток поддерживают стабильный мембранный потенциал в течение диастолы. В отличии от этого, волокна специализированной мускулатуры сердца (волокна синусового и атриовентрикулярного узлов, латентные пейсмекеры предсердий, волокна Пуркинье желудочков обнаруживают в период диастолы медленно нарастающую деполяризацию. Применение микроэлектродной техники для отведения мембранных потенциалов покоя и потенциала действия позволило обнаружить, что медленная диастолическая деполяризация и потенциал действия пейсмекерных волокон разных отделов сердца различаются рядом особенностей. Потенциал действия клеток синоатриального узла (слайд 6) характеризуются наиболее выраженной медленной диастолической деполяризацией, плавным переходом в фазу быстрой деполяризации (фазе 0) и медленным нарастанием кривой в эту фазу, закругленностью вершины (отсутствуют фазы ранней быстрой реполяризации-фаза 1); потенциал превышения (овершут) и фаза медленной реполяризации или плато (фаза 2) здесь слабо выражены; потенциал покоя низок. Таким образом, типичные потенциалы действия волокон синоатриального узла отличаются сглаженностью, медленным протеканием всех фаз и напоминают синусоиду.
Типичные потенциалы действия волокон предсердной части атриовентрикулярного узла также характеризуются низким уровнем потенциала покоя; медленная диастолическая деполяризация выражена здесь в разной степени, но меньше, чем в волокнах синоатриального узла, потенциал превышения также выражен слабо или отсутствует, а вершина потенциала действия закруглена так, что нет четко выраженной фазы 1. Потенциал действия волокон атриовентрикулярного узла представляет собой переходный тип: в верхней части узла потенциала действия имеет сходство с потенциалом действия клеток предсердий, а в его нижней с потенциалом действия волокон пучка Гиса
|
|
|
Потенциал действия клеток пучка Гисса и волокон Пуркинье характеризуется большой амплитудой, наличием потенциала превышения, резким нарастанием кривой в фазу 0 (быстрая деполяризация) выраженной фазой 1. (начальная деполяризация) и длительным плато; медленная диастолическая деполяризация (фаза 4) выражена у них в различной степени, но скорость ее всегда ниже, чем в клетках синоатриального узла (слайд 7).
Частота автоматических возбуждений того или иного водителя ритма определяется скоростью медленной диастолической деполяризации, а также разностью между уровнем трансмембранного потенциала, достигнутым в конце реполяризации (максимальным диастолическим потенциалом) и критическим потенциалом, при котором наступает регенеративная лавинообразная деполяризация.
Критическим потенциалом называют уровень мембранный потенциал, при котором возникает распространяющийся на всю клетку потенциал действия.
Пороговый потенциал характеризуется числом милливольт, на которое необходимо увеличить исходный потенциал внутренней стороны мембраны для достижения критического уровня деполяризации. Таким образом, чем больше разница между исходным и критическим потенциалом, тем выше порог и следовательно, ниже возбудимость ткани.
Величина порогового потенциала в тех или иных клетках сердца обусловлена, по-видимому, особенностями процессе обмена веществ в этих клетках, определяющего состояние поверхностной мембраны.
|
|
|
Чем меньше разность между максимальным диастолическим и критическим потенциалами (другими словами, чем меньше порог возбуждения) и чем выше скорость медленной диастолической деполяризации, тем больше частота спонтанных возбуждений (слайд 8).
Она наиболее высока в волокнах синусового узла и обычно составляет в норме у человека 70 возбуждений в мин. Частота автоматических возбуждений водителей ритма атриовентрикулярного узла и волокон Пуркинье значительно ниже и составляет у человека соответственно менее 40 и около 30 возбуждений в мин. (Атриовентрикулярной и идиовентрикулярные ритмы).
Истинными водителями ритма называют клетки синоатриального узла, медленная диастолическая деполяризация которых снижает мембранный потенциал до критического уровня и приводит к возникновению спонтанного возбуждения. Остальные волокна проводящей системы сердца (некоторые клетки предсердий, клетки атриовентрикулярного узла и пучка Гиса, волокна Пуркинье) получили название латентных, или потенциальных, водителей ритма, так как при нормальной их связи с деятельным синусным узлом потенциал действия в этих клетках возникает в результате возбуждения, приходящего из синоатриального узла. Происходит это вследствие того, что скорость диастолической деполяризации в «латентных» водителях ритма медленнее, чем в синусном узле. Основным электрофизиологическим отличием истинных водителей ритма от латентных, или потенциальных, является плавность перехода медленной диастолической деполяризации в фазу 0 потенциала действия клеток - истинных водителей и резкий переход медленной диастолической деполяризации в фазу 0 потенциала действия клеток - потенциальных водителей ритма.
В нормальных условиях как пейсмекер функционирует только синоатриальный узел. Автоматия других образований проводящей системы выявляется только при прекращении доступа возбуждений из сино-атриального узла к этим центрам автоматии второго порядка.
Иллюстративный материал: к лекции прилагаются слайды в виде презентации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Физика и биофизика: руководство к практ. занятиям: учеб. пособие / В. Ф. Антонов [и др.]. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 336 с.
|
|
|
2. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. СПб.: СпецЛит, 2004. – 496 с.
3. Рубин А.Е. Биофизика. Т1, Т2 М.: Университет «Книжный дом», 2004.
4. Физика и биофизика: Учебник / В. Ф. Антонов, Е. К. Козлова, А. М. Черныш. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 472 с.: ил.
5. Физика и биофизика. Краткий курс: Учебное пособие для вузов / В. Ф. Антонов, А. В. Коржуев. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 256 с.: ил.
6. Физика и биофизика: Курс лекций для медвузов / Антонов, Валерий Федорович, Коржуев А.В. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 236 с.
7. Медицинская и биологическая физика: Учеб.для вузов / Ремизов, А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. - 7-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2007. - 558 с.: ил. - (Высшее образование).
8. Медицинская и биологическая физика: учеб. для вузов / А. Н. Ремизов, А. Г. Максина, А. Я. Потапенко. - 10-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2011. - 558 с.: ил.
9. Учебник по медицинской и биологической физике / Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. - Изд.5-е, стереотип.6-е изд., стер. - М.: Дрофа, 2004, 2005. - 560 с.: ил.
10. Медицинская и биологическая физика: Курс лекций с задачами: Учеб. пособие / В. Н. Федоров, Е. В. Фаустов. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010, 2008. - 592 с.
11. Физика и биофизика: учебник для вузов / В.Ф Антонов [и др.]. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 480 с.: ил.
Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Почему врачу надо знать основы генерации потенциалов в сердце?
2. Какие основные водители ритма имеются в сердце?
|
|
|
12 |
