Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Autorhythmicity )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Потенциал сердца действия краткое изменение напряжения ( мембранный потенциал ) через клеточную мембрану в клетках сердца . [1] Это вызвано движением заряженных атомов (называемых ионами ) между внутренней и внешней частью клетки через белки, называемые ионными каналами . Потенциал действия сердца отличается от потенциалов действия, обнаруженных в других типах электрически возбудимых клеток, таких как нервы. Потенциалы действия также меняются в пределах сердца; это связано с наличием разных ионных каналов в разных клетках (см. ниже).

В отличие от потенциала действия в клетках скелетных мышц , сердечный потенциал действия не инициируется нервной деятельностью. Вместо этого он возникает из группы специализированных клеток, которые обладают способностью автоматически генерировать потенциал действия. В здоровом сердце эти клетки находятся в правом предсердии и называются синоатриальным узлом.(SAN; подробнее см. Ниже). Каждую минуту они производят примерно 60-100 потенциалов действия. Этот потенциал действия проходит вдоль клеточной мембраны, заставляя клетку сокращаться, поэтому активность SAN приводит к частоте сердечных сокращений в состоянии покоя примерно 60-100 ударов в минуту. Все клетки сердечной мышцы электрически связаны друг с другом структурами, известными как щелевые соединения (см. Ниже), которые позволяют потенциалу действия передаваться от одной клетки к другой. [2] Это означает, что все клетки предсердий могут сокращаться вместе, а затем и все клетки желудочков.

Зависимость потенциала действия от скорости является фундаментальным свойством сердечных клеток, и изменения могут привести к серьезным сердечным заболеваниям, включая сердечную аритмию и иногда внезапную смерть. [3] Активность потенциального действия в сердце может быть записана для получения электрокардиограммы (ЭКГ). Это серия восходящих и нисходящих всплесков (обозначенных P, Q, R, S и T), которые представляют деполяризацию (напряжение становится более положительным) и реполяризацию (напряжение становится более отрицательным) потенциала действия в предсердиях и желудочках [4 ] (подробнее см. электрокардиография ).

Обзор [ править ]

Подобно скелетным мышцам, мембранный потенциал покоя (напряжение, когда клетка не электрически возбуждена) желудочковых клеток составляет около -90 милливольт (мВ; 1 мВ = 0,001 В), то есть внутренняя часть мембраны более отрицательна, чем внешняя. Основными ионами, находящимися вне клетки в состоянии покоя, являются натрий (Na + ) и хлорид (Cl - ), тогда как внутри клетки это в основном калий (K + ). [6]

Потенциал действия начинается с того, что напряжение становится более положительным; это известно как деполяризация и в основном происходит из-за открытия натриевых каналов, которые позволяют Na + поступать в клетку. После задержки (известной как абсолютный рефрактерный период; см. Ниже), затем происходит прекращение потенциала действия, когда калиевые каналы открываются, позволяя K + покинуть клетку и заставляя мембранный потенциал возвращаться к отрицательному, это известно как реполяризация. . Другой важный ион - это кальций (Ca 2+ ), который можно найти вне клетки, а также внутри клетки, в хранилище кальция, известном как саркоплазматический ретикулум (SR). Высвобождение Ca 2+из SR через процесс, называемый индуцированным кальцием высвобождением кальция, жизненно важен для фазы плато потенциала действия (см. фазу 2 ниже) и является фундаментальным этапом в сочетании возбуждения и сокращения сердца. [7]

Существуют важные физиологические различия между клетками, которые спонтанно генерируют потенциал действия ( клетки-кардиостимуляторы ; например, SAN ), и теми, которые просто его проводят (клетки, не являющиеся кардиостимуляторами; например, миоциты желудочков ). Конкретные различия в типах выраженных ионных каналов и механизмах их активации приводят к различиям в конфигурации формы волны потенциала действия, как показано на рисунке 2.

Фазы сердечного потенциала действия [ править ]

Потенциалы действия, записанные на кардиомиоцитах предсердий и желудочков овцы, с указанием фаз. Ионные токи близки к потенциалу действия желудочков.

Стандартная модель, используемая для понимания сердечного потенциала действия, - это модель желудочкового миоцита. Ниже представлены пять фаз потенциала действия миоцитов желудочков, а также потенциал действия SAN.

Рис. 2a: Кривые потенциала действия желудочка (слева) и потенциала действия синоатриального узла (справа). Основные ионные токи, ответственные за фазы, находятся ниже (отклонения вверх представляют ионы, вытекающие из ячейки, отклонения вниз представляют собой ток внутрь).

Фаза 4 [ править ]

В миоците желудочка фаза 4 наступает, когда клетка находится в состоянии покоя, в период, известный как диастола . В стандартной ячейке без кардиостимулятора напряжение во время этой фазы более или менее постоянно и составляет примерно -90 мВ. [8] покой мембранного потенциал результатов от потока ионов , имеющих протекали в клетку (например , натрий и кальций) и ионы , имеющие вытекали из клетки (например , калий, хлорид и бикарбонат) , которые идеально сбалансированы.

Утечка этих ионов через мембрану поддерживается работой насосов, которые служат для поддержания внутриклеточной концентрации более или менее постоянной, так, например, ионы натрия (Na + ) и калия (K + ) поддерживаются натрием- калиевый насос, который использует энергию (в форме аденозинтрифосфата (АТФ) ) для перемещения трех Na + из клетки и двух K + в клетку. Другим примером является обменник натрия-кальция, который удаляет один Ca 2+ из ячейки на три Na + в ячейку. [9]

Во время этой фазы мембрана наиболее проницаема для K + , который может проникать в клетку или выходить из нее через каналы утечки, включая внутренний канал выпрямления калия. [10] Таким образом, мембранный потенциал покоя в основном определяется равновесным потенциалом K + и может быть рассчитан с использованием уравнения напряжения Гольдмана-Ходжкина-Каца .

Однако клетки водителя ритма никогда не находятся в состоянии покоя. В этих клетках фаза 4 также известна как потенциал водителя ритма . Во время этой фазы мембранный потенциал постепенно становится более положительным, пока не достигнет установленного значения (около -40 мВ; известное как пороговый потенциал) или пока он не будет деполяризован другим потенциалом действия, исходящим из соседней клетки.

Считается, что потенциал кардиостимулятора обусловлен группой каналов, называемых каналами HCN (циклические нуклеотидно-управляемые, активируемые гиперполяризацией) . Эти каналы открываются при очень отрицательных напряжениях (т.е. сразу после фазы 3 предыдущего потенциала действия; см. Ниже) и позволяют проходить как K +, так и Na + в ячейку. Из-за их необычного свойства активироваться очень отрицательными мембранными потенциалами, движение ионов по каналам HCN называется забавным током (см. Ниже). [11]

Другая гипотеза относительно потенциала кардиостимулятора - это «кальциевые часы». Здесь кальций высвобождается из саркоплазматической сети внутри клетки. Этот кальций затем увеличивает активацию обменника натрия и кальция, что приводит к увеличению мембранного потенциала (поскольку заряд +3 переносится в клетку (3Na + ), но только заряд +2 покидает клетку (за счет Ca 2+ ), следовательно, за вход в ячейку взимается чистая плата +1). Затем этот кальций перекачивается обратно в клетку и обратно в SR через кальциевые насосы (включая SERCA ). [12]

Фаза 0 [ править ]

Эта фаза состоит из быстрого положительного изменения напряжения на клеточной мембране ( деполяризации ), продолжающегося менее 2 мс в клетках желудочков и 10/20 мс в клетках SAN . [13] Это происходит из-за чистого потока положительного заряда в ячейку.

В клетках без пейсмекера (т.е. в клетках желудочков) это происходит преимущественно за счет активации каналов Na + , что увеличивает проводимость мембраны (поток) Na + (g Na ). Эти каналы активируются, когда потенциал действия поступает из соседней клетки через щелевые контакты . Когда это происходит, напряжение внутри элемента немного увеличивается. Если это повышенное напряжение достигает определенного значения ( пороговый потенциал ; ~ -70 мВ), это вызывает открытие каналов Na + . Это вызывает больший приток натрия в ячейку, что приводит к дальнейшему быстрому увеличению напряжения (до ~ +50 мВ; [6] т. Е. В сторону Na +равновесный потенциал). Однако, если начальный стимул недостаточно силен и пороговый потенциал не достигнут, быстрые натриевые каналы не будут активированы и потенциал действия не будет произведен; это известно как закон « все или ничего» . [14] [15] Приток ионов кальция (Ca 2+ ) через кальциевые каналы L-типа также составляет незначительную часть эффекта деполяризации. [16] Наклон фазы 0 на форме волны потенциала действия (см. Рисунок 2) представляет собой максимальную скорость изменения напряжения сердечного потенциала действия и известен как dV / dt max .

Однако в клетках-пейсмекерах (например, в клетках синоатриального узла ) повышение мембранного напряжения происходит в основном из-за активации кальциевых каналов L-типа. Эти каналы также активируются повышением напряжения, но на этот раз это связано либо с потенциалом кардиостимулятора (фаза 4), либо с потенциалом встречного действия. Кальциевые каналы L-типа активируются ближе к концу потенциала кардиостимулятора (и, следовательно, вносят свой вклад в последние стадии потенциала кардиостимулятора). В клетке желудочка кальциевые каналы L-типа активируются медленнее, чем натриевые каналы, поэтому наклон деполяризации в форме волны потенциала действия кардиостимулятора менее крутой, чем в форме волны потенциала действия без кардиостимулятора. [8] [17]

Фаза 1 [ править ]

Эта фаза начинается с быстрой инактивации каналов Na + внутренними воротами (воротами инактивации), уменьшающими перемещение натрия в клетку. В то же время калиевые каналы (называемые I to1 ) быстро открываются и закрываются, обеспечивая кратковременный поток ионов калия из клетки, делая мембранный потенциал немного более отрицательным. Это называется «выемкой» на форме волны потенциала действия. [8]

В пейсмекерных клетках нет очевидной фазы 1.

Фаза 2 [ править ]

Эта фаза также известна как фаза «плато» из-за того, что мембранный потенциал остается почти постоянным, поскольку мембрана медленно начинает реполяризоваться. Это связано с близким балансом заряда, перемещающегося в ячейку и выходящего из нее. Во время этой фазы калиевые каналы выпрямителя с задержкой позволяют калию покидать клетку, в то время как кальциевые каналы L-типа (активируются потоком натрия во время фазы 0) позволяют перемещаться ионам кальция в клетку. Эти ионы кальция связываются и открывают большее количество кальциевых каналов (так называемых рианодиновых рецепторов), расположенных на саркоплазматическом ретикулуме внутри клетки, обеспечивая выход кальция из SR. Эти ионы кальция ответственны за сокращение сердца. Кальций также активирует хлоридные каналы, называемые I to2 , которые позволяют Cl -войти в камеру. Движение Ca 2+ противостоит переполяризующему изменению напряжения, вызванному K + и Cl - [ необходима цитата ] . Кроме того, повышенная концентрация кальция увеличивает активность натрий-кальциевого обменника, а увеличение натрия, поступающего в клетку, увеличивает активность натрий-калиевого насоса. Движение всех этих ионов приводит к тому, что мембранный потенциал остается относительно постоянным. [18] [8] Эта фаза отвечает за большую продолжительность потенциала действия и важна для предотвращения нерегулярного сердцебиения (сердечной аритмии).

В потенциалах действия кардиостимулятора фаза плато отсутствует.

Фаза 3 [ править ]

Во время фазы 3 (фаза «быстрой реполяризации») потенциала действия каналы Ca 2+ L-типа закрываются, в то время как каналы K + медленного выпрямителя с задержкой (I Ks ) остаются открытыми, поскольку открываются все больше каналов утечки калия. Это обеспечивает чистый выходящий положительный ток, соответствующий отрицательному изменению мембранного потенциала , что позволяет открывать больше типов K + каналов. В первую очередь это каналы K + быстродействующего выпрямителя с задержкой (I Kr ) и выпрямляющий внутрь ток K + , I K1.. Этот чистый направленный наружу положительный ток (равный потере положительного заряда ячейки) заставляет ячейку реполяризоваться. Каналы K + выпрямителя с задержкой закрываются, когда мембранный потенциал восстанавливается примерно до -85–90 мВ, в то время как I K1 остается проводящим на протяжении фазы 4, что помогает установить мембранный потенциал покоя [19]

Ионные насосы, как обсуждалось выше, такие как натрий-кальциевый обменник и натрий-калиевый насос, восстанавливают концентрацию ионов обратно до сбалансированного состояния потенциала предварительного действия. Это означает, что внутриклеточный кальций откачивается, который отвечает за сокращение сердечных миоцитов. Как только это прекращается, сокращение прекращается, и миоцитарные клетки расслабляются, что, в свою очередь, расслабляет сердечную мышцу.

Во время этой фазы потенциал действия роковым образом совершает реполяризацию. Это начинается с закрытия каналов Ca 2+ L-типа , в то время как каналы K + (из фазы 2) остаются открытыми. Основными калиевыми каналами, участвующими в реполяризации, являются выпрямители с задержкой (I Kr ) и (I Ks ), а также внутренний выпрямитель (I K1 ) . В целом существует чистый положительный ток, направленный наружу, который вызывает отрицательное изменение мембранного потенциала. [18]Каналы выпрямителя с задержкой закрываются, когда мембранный потенциал восстанавливается до потенциала покоя, тогда как внутренние каналы выпрямителя и ионные насосы остаются активными на протяжении фазы 4, сбрасывая концентрации ионов покоя. Это означает, что кальций, используемый для сокращения мышц, выкачивается из клетки, что приводит к расслаблению мышц.

В синоатриальном узле эта фаза также связана с закрытием кальциевых каналов L-типа, предотвращающим входящий поток Ca 2+ и открытием калиевых каналов быстрого замедленного выпрямления (I Kr ). [20]

Рефрактерный период [ править ]

У сердечных клеток есть два рефрактерных периода , первый - с начала фазы 0 до середины фазы 3; это известно как период абсолютной рефрактерности, в течение которого клетка не может произвести другой потенциал действия. За этим сразу же, до конца фазы 3, следует период относительной рефрактерности, в течение которого требуется более сильный, чем обычно, стимул для создания другого потенциала действия. [21] [22]

Эти два рефрактерных периода вызваны изменениями состояния натриевых и калиевых каналов . Быстрая деполяризация клетки во время фазы 0 приводит к тому, что мембранный потенциал приближается к равновесному потенциалу натрия.(т.е. мембранный потенциал, при котором натрий больше не втягивается в клетку и не выходит из нее). Когда мембранный потенциал становится более положительным, натриевые каналы закрываются и блокируются, это называется «инактивированным» состоянием. В этом состоянии каналы не могут быть открыты независимо от силы возбуждающего стимула - это вызывает период абсолютной рефрактерности. Относительный рефрактерный период обусловлен утечкой ионов калия, что делает мембранный потенциал более отрицательным (т. Е. Гиперполяризованным), что сбрасывает натриевые каналы; открытие ворот инактивации, но при этом канал остается закрытым. Это означает, что можно инициировать потенциал действия, но требуется более сильный стимул, чем обычно. [23]

Щелевые соединения [ править ]

Щелевые соединения позволяют передавать потенциал действия от одной клетки к другой (говорят, что они электрически соединяют соседние сердечные клетки ). Они состоят из семейства белков коннексинов, которые образуют поры, через которые могут проходить ионы (включая Na + , Ca 2+ и K + ). Поскольку содержание калия в клетке больше всего, через него проходит в основном калий. Это повышенное содержание калия в соседней клетке вызывает небольшое увеличение мембранного потенциала, активируя натриевые каналы и инициируя потенциал действия в этой клетке. (Кратковременное истечение химического градиента Na + через коннексон на пике деполяризации вызывает деполяризацию клеток, а не калия.)[24] Эти соединения обеспечивают быстрое проведение потенциала действия по всему сердцу и отвечают за то, чтобы позволить всем клеткам в предсердиях сокращаться вместе, а также всем клеткам в желудочках. [25] Несогласованное сокращение сердечных мышц является основой аритмии и сердечной недостаточности. [26]

Каналы [ править ]

Ионные каналы - это белки, которые изменяют форму в ответ на различные стимулы, чтобы либо разрешить, либо предотвратить движение определенных ионов через мембрану (они считаются избирательно проницаемыми). Стимулы, которые могут исходить либо извне клетки, либо изнутри клетки, могут включать связывание определенной молекулы с рецептором в канале (также известный как ионные каналы, управляемые лигандом ) или изменение мембранного потенциала вокруг канала, обнаруживается датчиком (также известным как ионные каналы с регулируемым напряжением ) и может открывать или закрывать канал. Пора, образованная ионным каналом, является водной (заполнена водой) и позволяет иону быстро перемещаться через мембрану. [30] Ионные каналы могут быть селективными для определенных ионов, поэтому естьNa + , K + , Ca 2+ и Cl - специфические каналы. Они также могут быть специфичными для определенного заряда ионов (т.е. положительного или отрицательного). [31]

Каждый канал закодирован набором инструкций ДНК, которые говорят клетке, как это сделать. Эти инструкции известны как ген. На рисунке 3 показаны важные ионные каналы, участвующие в сердечном потенциале действия, ток (ионы), протекающий по каналам, их основные белковые субъединицы (строительные блоки канала), некоторые из их управляющих генов, которые кодируют их структуру и фазы. они активны во время сердечного действия. Некоторые из наиболее важных ионных каналов, участвующих в сердечном потенциале, кратко описаны ниже.

Активированные гиперполяризацией каналы, управляемые циклическими нуклеотидами (HCN) [ править ]

Расположенные в основном в пейсмекерных клетках, эти каналы становятся активными при очень отрицательных мембранных потенциалах и позволяют проходить как Na +, так и K + в клетку (это движение известно как забавный ток I f ). Эти плохо селективные катионные (положительно заряженные ионы) каналы проводят больший ток, поскольку мембранный потенциал становится более отрицательным (гиперполяризованным). Активность этих каналов в клетках SAN вызывает медленную деполяризацию мембранного потенциала, и поэтому считается, что они ответственны за потенциал кардиостимулятора. Симпатические нервы напрямую влияют на эти каналы, что приводит к учащению пульса (см. Ниже). [32] [11]

Быстрый канал Na + [ править ]

Эти натриевые каналы зависят от напряжения и быстро открываются из-за деполяризации мембраны, которая обычно происходит из соседних клеток через щелевые соединения. Они обеспечивают быстрый поток натрия в клетку, полностью деполяризуя мембрану и инициируя потенциал действия. По мере увеличения мембранного потенциала эти каналы закрываются и блокируются (становятся неактивными). Из-за быстрого притока ионов натрия (крутая фаза 0 в форме волны потенциала действия) активация и инактивация этих каналов происходит почти в одно и то же время. В состоянии инактивации Na + не может проходить (период абсолютной рефрактерности). Однако они начинают восстанавливаться после инактивации, когда мембранный потенциал становится более отрицательным (относительный рефрактерный период).

Калиевые каналы [ править ]

Два основных типа калиевых каналов в сердечных клетках - это внутренние выпрямители и калиевые каналы, управляемые напряжением.

Выпрямляющиеся внутрь калиевые каналы (K ir) способствуют поступлению K + в клетку. Этот приток калия, однако, больше, когда мембранный потенциал более отрицательный, чем равновесный потенциал для K + (~ -90 мВ). Когда мембранный потенциал становится более положительным (т.е. во время стимуляции клетки соседней клеткой), поток калия в клетку через K ir уменьшается. Следовательно, K ir отвечает за поддержание мембранного потенциала покоя и начало фазы деполяризации. Однако, как мембранный потенциал продолжает становиться более положительным, канал начинается , чтобы позволить прохождение K + изячейки. Этот исходящий поток ионов калия при более положительных мембранных потенциалах означает, что K ir также может способствовать заключительным стадиям реполяризации. [33] [34]

В напряжения закрытого калиевых каналов (K V ) активируются деполяризации. Токи, создаваемые этими каналами, включают переходный выходной калиевый ток I to1 . Этот ток состоит из двух компонентов. Оба компонента активируются быстро, но I to, быстрое инактивируется быстрее, чем I to, медленное . Эти токи вносят вклад в раннюю фазу реполяризации (фаза 1) потенциала действия.

Другой формой потенциалзависимых калиевых каналов являются калиевые каналы выпрямителя с задержкой. Эти каналы несут калиевые токи, которые отвечают за фазу плато потенциала действия, и названы в зависимости от скорости, с которой они активируются: медленно активируя I Ks , быстро активируя I Kr и сверхбыстро активируя I Kur . [35]

Кальциевые каналы [ править ]

Внутри сердечной мышцы есть два потенциалозависимых кальциевых канала : кальциевые каналы L-типа («L» - длительные) и кальциевые каналы T-типа («T» - переходные, т. Е. Короткие). Каналы L-типа более распространены и наиболее плотно заселены в мембране t-канальцев желудочковых клеток, тогда как каналы T-типа обнаруживаются в основном в клетках предсердий и кардиостимуляторов , но все же в меньшей степени, чем каналы L-типа.

Эти каналы по-разному реагируют на изменения напряжения на мембране: каналы L-типа активируются более положительными потенциалами мембраны, открываются дольше и остаются открытыми дольше, чем каналы T-типа. Это означает, что каналы Т-типа вносят больший вклад в деполяризацию (фаза 0), тогда как каналы L-типа вносят вклад в плато (фаза 2). [36]

Авторитмичность [ править ]

Рисунок 4: Система электропроводности сердца.

Электрическая активность, исходящая из синоатриального узла, распространяется через сеть Гиса-Пуркинье, самый быстрый проводящий путь в сердце. Электрический сигнал проходит от синоатриального узла (SAN) , который стимулирует сокращение предсердий , к атриовентрикулярному узлу (AVN), который замедляет проведение потенциала действия, от предсердий к желудочкам . Эта задержка позволяет желудочкам полностью заполниться кровью перед сокращением. Затем сигнал проходит вниз через пучок волокон, называемый пучком Гиса , расположенный между желудочками, а затем к волокнам Пуркинье в нижней части (верхушке) сердца, вызывая сокращение желудочков. Это известно каксистема электропроводности сердца , см. рисунок 4.

Помимо SAN, волокна AVN и Пуркинье также обладают активностью водителя ритма и, следовательно, могут спонтанно генерировать потенциал действия. Однако эти клетки обычно не деполяризуются спонтанно просто потому, что производство потенциала действия в SAN происходит быстрее. Это означает, что до того, как волокна AVN или Пуркинье достигнут порогового потенциала для потенциала действия, они деполяризуются встречным импульсом от SAN [37]. Это называется «подавлением перегрузки». [38] Кардиостимуляторная активность этих клеток имеет жизненно важное значение, поскольку это означает, что в случае отказа SAN сердце могло бы продолжать биться, хотя и с меньшей частотой (AVN = 40-60 ударов в минуту, волокна Пуркинье = 20- 40 ударов в минуту). Эти кардиостимуляторы сохранят жизнь пациенту до прибытия бригады скорой помощи.

Примером преждевременного сокращения желудочков является классический синдром атлетического сердца . Продолжительные тренировки спортсменов вызывают сердечную адаптацию, при которой частота SAN в состоянии покоя ниже (иногда около 40 ударов в минуту). Это может привести к атриовентрикулярной блокаде , когда сигнал от SAN нарушается на пути к желудочкам. Это приводит к нескоординированным сокращениям между предсердиями и желудочками без правильной задержки между ними, а в тяжелых случаях может привести к внезапной смерти. [39]

Регулирование вегетативной нервной системы [ править ]

Скорость производства потенциала действия в клетках водителя ритма зависит, но не контролируется вегетативной нервной системой .

Симпатической нервной системы (нервов доминирующие во время органов бороться или ответ полета ) увеличение частоты сердечных сокращений (положительный chronotropy ), за счет уменьшения времени , чтобы произвести потенциал действия в SAN. Нервы спинного мозга высвобождают молекулу, называемую норадреналином , которая связывается с рецепторами мембраны пейсмекерных клеток, называемыми β1-адренорецепторами, и активирует их . Это активирует белок, называемый G s -белком (s для стимуляции). Активация этого G-белка приводит к повышению уровня цАМФ в клетке (через путь цАМФ). цАМФ связывается с каналами HCN (см. выше), увеличивая ток и, следовательно, скорость деполяризации во время действия пейсмекерного потенциала. Повышенный цАМФ также увеличивает время открытия кальциевых каналов L-типа, увеличивая ток Ca 2+ через канал, ускоряя фазу 0. [40]

Парасимпатической нервной системы ( нервов доминирующие в то время как тело отдыхает и переваривание) уменьшает частоту сердечных сокращений (отрицательное chronotropy ), за счет увеличения времени , необходимого для получения потенциала действия в SAN. Нерв, называемый блуждающим нервом , который начинается в головном мозге и движется к синоатриальному узлу, высвобождает молекулу, называемую ацетилхолином (ACh), которая связывается с рецептором, расположенным снаружи кардиостимулятора, называемым мускариновым рецептором M2 . Это активирует G i -белок.(I для ингибитора), который состоит из 3 субъединиц (α, β и γ), которые при активации отделяются от рецептора. Субъединицы β и γ активируют специальный набор калиевых каналов, увеличивая поток калия из клетки и уменьшая мембранный потенциал, а это означает, что пейсмекерным клеткам требуется больше времени, чтобы достичь своего порогового значения. [41] G i -белок также ингибирует путь цАМФ, тем самым уменьшая симпатические эффекты, вызываемые спинномозговыми нервами. [42]

См. Также [ править ]

  • Система электропроводности сердца
  • Связь возбуждения-сжатия
  • Связь возбуждения и сокращения сердца
  • Потенциал действия
  • Антиаритмические средства
  • Аритмия сердца
  • Кардиостимулятор
  • Мембранный потенциал покоя
  • Потенциал желудочкового действия

Ссылки [ править ]

  1. ^ Руди Y (2008). «Молекулярные основы реполяризации сердечного потенциала действия». Летопись Нью-Йоркской академии наук . 1123 : 113–8. DOI : 10.1196 / анналы.1420.013 . PMID  18375583 .
  2. ^ Kurtenbach S, Kurtenbach S, Zoidl G (2014). «Модуляция щелевого соединения и ее значение для работы сердца» . Границы физиологии . 5 : 82. DOI : 10,3389 / fphys.2014.00082 . PMC 3936571 . PMID 24578694 .  
  3. ^ Soltysinska E, Speerschneider T, Винтер С.В., Томсен MB (август 2014). «Дисфункция синоатриального узла вызывает сердечную аритмию у мышей с диабетом» . Сердечно-сосудистая диабетология . 13 : 122. DOI : 10,1186 / s12933-014-0122-у . PMC 4149194 . PMID 25113792 .  
  4. ^ Беккер Дэниэл Э (2006). «Основы интерпретации электрокардиографии» . Прогресс анестезии . 53 (2): 53–64. DOI : 10,2344 / 0003-3006 (2006) 53 [53: FOEI] 2.0.co; 2 . PMC 1614214 . PMID 16863387 .  
  5. ^ Лоте, C. (2012). Принципы физиологии почек (5-е изд.). п. 150. ISBN 9781461437840.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  6. ^ a b Сантана, Луис Ф .; Ченг, Эдвард П .; Ледерер, В. Джонатан (01.12.2010). «Каким образом форма сердечного потенциала влияет на передачу сигналов кальция и сокращение в сердце?» . Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 49 (6): 901–903. DOI : 10.1016 / j.yjmcc.2010.09.005 . PMC 3623268 . PMID 20850450 .  
  7. ^ Koivumäki, Jussi T .; Корхонен, Топи; Тави, Паси (01.01.2011). «Влияние высвобождения кальция из саркоплазматической сети на динамику кальция и морфологию потенциала действия в миоцитах предсердий человека: компьютерное исследование» . PLOS Вычислительная биология . 7 (1): e1001067. DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1001067 . PMC 3029229 . PMID 21298076 .  
  8. ^ a b c d Santana, LF, Cheng, EP и Lederer, JW (2010a) «Как форма сердечного потенциала действия контролирует передачу сигналов кальция и сокращение в сердце?», 49 (6).
  9. ^ Morad М., Танг Л. (1982). «Ионные события, отвечающие за состояние покоя сердца и потенциал действия». Американский журнал кардиологии . 49 (3): 584–594. DOI : 10.1016 / s0002-9149 (82) 80016-7 . PMID 6277179 . 
  10. ^ Grunnet M (2010). «Реполяризация сердечного потенциала действия. Является ли увеличение реполяризационной способности новым антиаритмическим принципом?» . Acta Physiologica . 198 : 1–48. DOI : 10.1111 / j.1748-1716.2009.02072.x . PMID 20132149 . 
  11. ^ a b ДиФранческо, Дарио (19 февраля 2010 г.). «Роль забавного течения в деятельности кардиостимулятора» . Циркуляционные исследования . 106 (3): 434–446. DOI : 10,1161 / CIRCRESAHA.109.208041 . ISSN 1524-4571 . PMID 20167941 .  
  12. ^ Joung B, Chen PS, Lin SF (март 2011). «Роль кальция и часов напряжения в дисфункции синоатриального узла» . Йонсей Медицинский журнал . 52 (2): 211–9. DOI : 10.3349 / ymj.2011.52.2.211 . PMC 3051220 . PMID 21319337 .  
  13. ^ Shih, HT (1994-01-01). «Анатомия потенциала действия в сердце» . Журнал Техасского института сердца . 21 (1): 30–41. ISSN 0730-2347 . PMC 325129 . PMID 7514060 .   
  14. ^ Purves et al. 2008 , с. 26–28.
  15. ^ Rhoades & Bell 2009 , стр. 45.
  16. ^ Бор, Уолтер Ф .; Боулпаэп, Эмиль Л. (2012). Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход . Борон, Вальтер Ф. ,, Боулпаеп, Эмиль Л. (обновленное издание). Филадельфия, Пенсильвания. п. 508. ISBN 9781437717532. OCLC  756281854 .
  17. Перейти ↑ Sherwood 2012 , p. 311.
  18. ^ а б Граннет М (2010b). «Реполяризация сердечного потенциала действия. Является ли увеличение реполяризационной способности новым антиаритмическим принципом?» . Acta Physiologica . 198 : 1–48. DOI : 10.1111 / j.1748-1716.2009.02072.x . PMID 20132149 . 
  19. ^ Кубо, Y; Adelman, JP; Clapham, DE; Jan, LY; и другие. (2005). "Международный союз фармакологии. LIV. Номенклатура и молекулярные отношения внутренне выпрямляющих калиевых каналов". Pharmacol Rev . 57 (4): 509–26. DOI : 10,1124 / pr.57.4.11 . PMID 16382105 . 
  20. ^ Clark RB, Mangoni ME, Люгер A, B Couette, Nargeot J, Giles WR (май 2004). «Быстро активирующийся выпрямитель тока K + с задержкой, регулирующий активность кардиостимулятора в клетках синоатриального узла взрослых мышей». Американский журнал физиологии. Сердце и физиология кровообращения . 286 (5): H1757–66. DOI : 10.1152 / ajpheart.00753.2003 . PMID 14693686 . 
  21. ^ Purves et al. 2008 , стр. 49.
  22. ^ Баллок, TH ; Orkand, R; Гриннелл, А (1977). Введение в нервные системы . Нью-Йорк: WH Freeman. п. 151 . ISBN 978-0716700302.
  23. Перейти ↑ Sherwood 2008 , p. 316.
  24. ^ Дубин (2003). Ion Adventure in the Heartland Том 1 . Издательская компания "Обложка". п. 145. ISBN 978-0-912912-11-0.
  25. ^ Гуденаф, Дэниел А .; Пол, Дэвид Л. (2009-07-01). «Щелевые соединения» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 1 (1): a002576. DOI : 10.1101 / cshperspect.a002576 . ISSN 1943-0264 . PMC 2742079 . PMID 20066080 .   
  26. ^ Северс, Николас Дж. (2002-12-01). «Ремоделирование щелевого соединения при сердечной недостаточности». Журнал сердечной недостаточности . 8 (6 доп.): S293–299. DOI : 10,1054 / jcaf.2002.129255 . ISSN 1071-9164 . PMID 12555135 .  
  27. ^ Sherwood 2008 , стр. 248-50.
  28. ^ "Натриевые каналы SCN5A, потенциал-управляемые, тип V, альфа-субъединица [Homo sapiens (человек)]" . Национальный центр биотехнологической информации.
  29. ^ Ласерда, AE; Ким, HS; Рут, П; Перес-Рейес, Э; и другие. (Август 1991 г.). «Нормализация текущей кинетики за счет взаимодействия между альфа-1 и бета-субъединицами дигидропиридин-чувствительного Са2 + канала скелетных мышц». Природа . 352 (6335): 527–30. DOI : 10.1038 / 352527a0 . PMID 1650913 . 
  30. ^ Purves, Дейл; Августин, Джордж Дж .; Фитцпатрик, Дэвид; Кац, Лоуренс С .; Ламантия, Энтони-Самуэль; Макнамара, Джеймс О .; Уильямс, С. Марк (01.01.2001). «Молекулярная структура ионных каналов». Неврология (2-е изд.).
  31. ^ Шэн, Морган. «Ионные каналы и рецепторы» (PDF) . Проверено 14 марта 2013 .
  32. ^ Sherwood 2012 , стр. 310-1.
  33. ^ Хибино, Хироши; Инанобе, Ацуши; Фурутани, Казухару; Мураками, Синго; Финдли, Ян; Курачи, Ёсихиса (01.01.2010). «Внутренне выпрямляющие калиевые каналы: их структура, функции и физиологические роли». Физиологические обзоры . 90 (1): 291–366. DOI : 10.1152 / Physrev.00021.2009 . ISSN 1522-1210 . PMID 20086079 . S2CID 472259 .   
  34. ^ Dhamoon, Amit S .; Джалифе, Хосе (01.03.2005). «Внутренний выпрямительный ток (IK1) контролирует сердечную возбудимость и участвует в аритмогенезе». Сердечный ритм . 2 (3): 316–324. DOI : 10.1016 / j.hrthm.2004.11.012 . ISSN 1547-5271 . PMID 15851327 .  
  35. ^ Снайдерс, DJ (1999-05-01). «Строение и функция сердечных калиевых каналов» . Сердечно-сосудистые исследования . 42 (2): 377–390. DOI : 10.1016 / s0008-6363 (99) 00071-1 . ISSN 0008-6363 . PMID 10533574 .  
  36. ^ Nargeot, J. (2000-03-31). «Сказка о двух (кальциевых) каналах» . Циркуляционные исследования . 86 (6): 613–615. DOI : 10.1161 / 01.res.86.6.613 . ISSN 0009-7330 . PMID 10746994 .  
  37. ^ Цзянь, RW; Карпентер, Д. О. (1978-06-01). «Ионные механизмы пейсмекерной активности в сердечных волокнах Пуркинье». Труды Федерации . 37 (8): 2127–2131. ISSN 0014-9446 . PMID 350631 .  
  38. ^ Vassalle, М. (1977). «Взаимосвязь между кардиостимуляторами: подавление перегрузки» . Циркуляционные исследования . 41 (3): 269–77. DOI : 10.1161 / 01.res.41.3.269 . PMID 330018 . CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  39. ^ Fagard R (2003-12-01). «Сердце спортсмена» . Сердце . 89 (12): 1455–61. DOI : 10.1136 / heart.89.12.1455 . PMC 1767992 . PMID 14617564 .  
  40. ^ DiFrancesco, D .; Тортора, П. (1991-05-09). «Прямая активация каналов кардиостимулятора внутриклеточным циклическим АМФ». Природа . 351 (6322): 145–147. DOI : 10.1038 / 351145a0 . ISSN 0028-0836 . PMID 1709448 .  
  41. ^ Osterrieder, W .; Noma, A .; Траутвайн, В. (1980-07-01). «О кинетике калиевого канала, активируемого ацетилхолином в СА-узле сердца кролика». Pflügers Archiv: Европейский журнал физиологии . 386 (2): 101–109. DOI : 10.1007 / bf00584196 . ISSN 0031-6768 . PMID 6253873 .  
  42. ^ Demir, Semahat S .; Кларк, Джон В .; Джайлз, Уэйн Р. (1999-06-01). «Парасимпатическая модуляция активности водителя ритма синоатриального узла в сердце кролика: объединяющая модель». Американский журнал физиологии. Сердце и физиология кровообращения . 276 (6): H2221 – H2244. DOI : 10.1152 / ajpheart.1999.276.6.H2221 . ISSN 0363-6135 . PMID 10362707 .  

Библиография [ править ]

  • Руди, Йорам (март 2008 г.). «Молекулярные основы реполяризации потенциала сердечной деятельности». Летопись Нью-Йоркской академии наук . 1123 (Контроль и регулирование транспортных явлений в сердечной системе): 113–8. DOI : 10.1196 / анналы.1420.013 . PMID  18375583 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Шервуд, Л. (2008). Физиология человека, от клеток к системам (7-е изд.). Cengage Learning . ISBN 9780495391845.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Шервуд, Л. (2012). Физиология человека, от клеток к системам (8-е [пересмотренное] изд.). Cengage Learning . ISBN 9781111577438.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Purves, D; Августин, ГДж; Фитцпатрик, Д.; Холл, туалет; и другие. (2008). Неврология (4-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates. ISBN 9780878936977.
  • Rhoades, R .; Белл, Д.Р., ред. (2009). Медицинская физиология: принципы клинической медицины . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс . ISBN 9780781768528.

Внешние ссылки [ править ]

  • Интерактивная анимация, иллюстрирующая генерацию сердечного потенциала действия
  • Интерактивные математические модели сердечного потенциала действия и других универсальных потенциалов действия