АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ИЗОЛИРОВАННОЙ КЛЕТКЕ МИОКАРДА

Электрическая активность сердца является результатом циклического передвижения ионов в клетках и межклеточной жидкости миокарда. Ионы, несущие положительный заряд, называются катионами. К ним относятся катионы калия (К+), натрия (Na+), кальция (Ca2+) и др. Отрицательно заряженные ионы называются анионами. К ним относятся анионы хлора (Cl-) угольной кислоты (HCO3-) и др.

Каждая клетка миокарда представляет собой сложный комплекс органических и неорганических веществ, заключенных в полупроницаемую мембрану. Мембрана обладает способностью пропускать внутрь клетки и в противоположном направлении ионы, что создает условия для поддержания постоянства ионного состава. Этот процесс регулируется специальным внутри- и внеклеточным механизмом. Так, внутри клетки концентрация катионов калия в 30 - 35 раз выше, чем в межклеточной жидкости, и, наоборот, концентрация катионов натрия в межклеточной жидкости в 10 - 20 раз больше, чем в клетке.

В связи с такой разницей концентраций ионы К+ стремятся выйти из клетки, а ионы Na+войти в нее.

В состоянии покоя клеточная мембрана остается проницаемой только для ионов К+. В определенных количествах он выходит из клетки, что создает условия для образованияна наружной поверхности клетки положительного электрического заряда. Этот заряд препятствует дальнейшему выходу ионов К+ из клетки (так как одноименные заряды отталкиваются). В связи с выходом наружу ионов К+ в клетке наступает относительное увеличение анионов (Cl-, HCO3- и др.), и внутренняя сторона мембраны приобретает отрицательный заряд. Клетка становится поляризованной.

Равновесие противоположных зарядов внешней и внутренней сторон мембраны клетки называется статической поляризацией. Если подвести к противоположным сторонам мембраны электроды, то в замкнутой цепи появляется электрический ток. Разность потенциалов составляет 90 мВ. Этот потенциал поляризованной клетки называют потенциалом покоя.

Во время возбуждения клетки записывается потенциал действия. Он имеет форму быстро нарастающей и постепенно снижающейся монофазной кривой. В ней принято различать отдельные фазы: фазе деполяризации соответствует круто нарастающий участок кривой, в фазе реполяризации 3 периода - ранней быстрой реполяризации, длительной медленной реполяризации, конечной быстрой реполяризации. Клетка в период деполяризации и большей части реполяризации находится в состоянии рефрактерности и не отвечает на раздражения.

При возбуждении клетки проницаемость ее мембраны для разных ионов увеличивается. Прежде всего происходит быстрое и значительное нарастание проницаемости для ионов натрия; положительно заряженные ионы натрия в силу градиента концентрации проникают внутрь клетки через «быстрые» каналы клеточной мембраны и вызывают изменение полярности зарядов на внутренней и наружной ее поверхностях - деполяризация. При этом положительный полюс регистрирующей системы получает положительный (больший) заряд, тогда как на отрицательный полюс подается отрицательный (меньший) заряд наружной поверхности мембраны. Такое быстрое перераспределение зарядов вызывает крутое отклонение записи вверх, превышающее нулевую линию.

Вслед за короткой фазой деполяризации начинается длительный период реполяризации - постепенного уменьшения величины отрицательного заряда на поверхности клеточной мембраны, а затем восстановлением на ней положительного потенциала покоя. Процесс реполяризации протекает с различной скоростью и разделяется на несколько фаз. I фаза потенциала действия - быстрая начальная реполяризация, обусловленная проникновением в клетку отрицательно заряженных ионов хлора, которые уменьшают положительный потенциал внутренней поверхности клеточной мембраны. фаза потенциала действия значительно более продолжительная, характеризующаяся очень небольшими изменениями зарядов клеточной мембраны (продолжающееся поступление в клетку через «медленные» каналы мембраны положительных ионов натрия и кальция почти уравновешивается выходом из клетки положительных ионов калия). Поэтому II фаза потенциала действия (фаза медленной реполяризации) регистрируется в виде медленно снижающегося «плато». III фаза потенциала действия (конечная реполяризация) отражает происходящую инактивацию потоков входивших в клетку положительных ионов натрия и кальция при одновременном усилении потока выходящих из клетки положительных ионов калия, что вызывает нарастание отрицательного заряда внутренней поверхности клеточной мембраны и увеличение положительного заряда наружной поверхности клеточной мембраны. Во время III фазы регистрируется сравнительно быстрое снижение кривой записи к исходному уровню потенциала покоя (восстанавливается статическая поляризация клетки в состоянии ее покоя). После окончания процессов реполяризации следует IV фаза, во время которой специальные ферментативные системы обеспечивают обратное перемещение ионов, которые происходят против концентрационных градиентов электролитов: избыток ионов натрия и кальция выводится из клетки, в то время как ионы калия возвращаются в клетку. Это создает готовность клетки к следующему возбуждению.

Моделью электрической активности отдельной клетки миокарда может быть представлен диполь - система, состоящая из двух равных по величине, но противоположных по знаку зарядов. Вокруг такой системы, помещенной в среду, обладающую электропроводностью, возникает электрическое поле, каждая точка в котором имеет потенциал определенной величины и полярности. Между отрицательным и положительным зарядом диполя проходит нулевая изопотенциальная линия, на которой влияние положительного и отрицательного зарядов уравновешено и величина потенциала равна нулю. Эта линия разделяет электрическое поле на две половины - положительную (все точки которой имеют положительные потенциалы) и отрицательную (все точки которой имеют отрицательные потенциалы).

Электрический диполь характеризуется разностью потенциалов, т.е. он создает электродвижущую силу, которая может выражаться векторной величиной. Вектор диполя изображается в виде отрезка прямой линии со стрелкой. Длина вектора отражает величину разности потенциалов диполя, а стрелка указывает направление электродвижущей силы: начало вектора соответствует отрицательному заряду, а конец со стрелкой направлению в сторону положительного заряда.

При одновременном существовании нескольких диполей их электродвижущие силы взаимодействуют по закону сложения векторов, параллельные векторы суммируются как алгебраические величины. Направленные под углом друг к другу векторы складываются путем совмещения их начала в одну точку и построения параллелограмма; диагональ такого параллелограмма является результирующим вектором, который называется «электрической осью сердца».

ЭЛЕТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЕ

На поверхности мышечного волокна, находящегося в состоянии покоя, разности потенциалов нет (ток покоя можно зарегистрировать только с помощью внутриклеточного электрода). При подключении к противоположным концам клетки гальванометра стрелка его отклоняться не будет, запишется прямая линия - изоэлектрическая линия. При возбуждении, деполяризации, возбужденные участки становятся электроотрицательными, а невозбужденные - сохраняют положительный заряд. Если дифферентный электрод обращен к положительному заряду диполя, то регистрируется отклонение кривой вверх от изолинии. Если дифферентный электрод обращен к отрицательному заряду - отклонение вниз. Амплитуда зубца увеличивается по мере распространения возбуждения в клетке. Когда вся клетка возбудилась, вся ее наружная поверхность приобрела отрицательный заряд, разность потенциалов исчезла, вновь начинает записываться изоэлектрическая линия. При выходе из возбуждения, реполяризации, вновь возникает разность потенциалов между уже вышедшими и заряженными положительно участками и еще возбужденными, отрицательно заряженными участками. Это сопровождается появлением следующего зубца. Направление записи этого зубца зависит от того, какие участки прилежат к электроду: еще возбужденные - отрицательный зубец, уже вышедшие из возбуждения - положительный. Полный выход из состояния возбуждения приводит к поляризации клетки, вся наружная поверхность ее мембраны заряжена положительно, разности потенциалов нет, и вновь записывается изоэлектрическая линия.

Итак, в период распространения возбуждения клетка миокарда имеет два противоположно заряженных полюса и является как бы маленьким генератором электрического тока.

Поверхность желудочков сердца можно рассматривать как обширную поляризованную мембрану, охватывающую единую огромную клетку. Закономерно меняющиеся во время возбуждения сердца величина и направление электрических потенциалов сердца сопровождаются изменением потенциалов и на поверхности тела человека. Ориентация электрических зарядов в тканях тела подчиняется общим законам соответственно сердечного суммарному диполю.

В основном процессе возбуждения электрическая ось сердца направлена влево вниз - от отрицательного полюса к положительному. Поэтому с поверхности тела всегда можно зарегистрировать разность потенциалов от различных пунктов электрического поля сердца.

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 645 | Нарушение авторских прав