Сердечные мышцы. Сердечный цикл

?
Каким образом организуется сердечный цикл?

Сердце обладает способностью
1
Самостоятельно генерировать импульс возбуждения
Такая способность получила название автоматия сердца.

Сердце обладает способностью
2
Распространять импульс возбуждения так, чтобы сначала его получили
предсердия,
и только потом - желудочки

Два типа клеток:
типичные и атипичные.
Типичные – это рабочий миокард
Атипичные клетки отличаются и строением, и положением в сердце.

История исследования автоматизма: опыт Станниуса

Проводящая система сердца
Установлено, что именно атипичные клетки ответственны и за формирование импульса, и за его распространение ко всем рабочим кардиомиоцитам.
Клетки образуют проводящую систему сердца.

Что входит
в проводящую систему?
Синоатриальный узел
Атриовентрикулярный узел
Пучок Гиса и ножки пучка Гиса
Волокна Пуркинье

Морфологические особенности атипичных клеток
Митохондрий мало,
Саркомеры неупорядочены.
Миофиламентов мало
Эти клетки для генерирования и проведения импульса возбуждения

Функциональные особенности атипичных клеток
Возбудимость. МПП максимальный диастолический потенциал. Его величина равна − 60мв - таковы свойства мембраны
ПД 1 фаза - медленная спонтанная диастолическая деполяризация (МДД). В развитии деполяризации принимают участие «медленные» кальциевые каналы. 2 фаза быстрая деполяризация 3 фаза реполяризация

ПД клеток водителя ритма

Возникновение и распространение импульса возбуждения в проводящей системе

Автоматия− это свойство самовозбуждения клеток без действия внешних раздражителей и без импульсов из центральной нервной системы.

Степень автоматии
это то количество импульсов возбуждения, которое может генерировать в минуту каждый элемент проводящей системы сердца.
Свойством самовозбуждаться обладают все клетки проводящей системы (атипичные кардиомиоциты) но с различной степенью автоматии

Градиент автоматии
Убывание степени автоматии элементов проводящей системы сердца по мере удаления их от синусного узла называется градиентом автоматии.
Синоатриальный узел у человека в покое генерирует 70-80 имп. в мин
Атриовентрикулярный − 40 имп. в мин.,
Ножки пучка Гиса − 20 имп. в мин., такая частота не совместима с жизнью.

Градиент автоматии

Водитель ритма сердца
Вспомним опыт с лигатурами- водителем ритма сердца является СИНОатриальный узел
В норме импульсная активность нижележащих водителей ритма подавляется синоатриальным узлом, и они выполняют только функцию проводников возбуждения.

В случае нарушения работы водителя ритма
Его роль берет на себя атриовентрикулярный узел

Градиент скорости распространения импульса
Вспомним последовательность событий
1000 мм в сек.
50-200 мм в сек. атриовентрикулярная задержка
до 4000 мм в сек
400 мм в сек.

Функциональное значение атриовентрикулярной задержки
Распространение возбуждения таким образом, чтобы предсердия и желудочки получили импульс возбуждения последовательно, следовательно, и сокращались последовательно

Итак ! Проводящая система сердца обеспечивает
Самовозбуждение миокарда
Самовозбуждение с определенным ритмом (синусный ритм).
Распространение возбуждения последовательно на предсердия и желудочки Проводящая система организует сердечный цикл.
Вовлечение одновременно всего миокарда желудочков в возбуждение и сокращение.

Основная функция сердца – насосная,
осуществляется благодаря функции рабочих
кардиомиоцитов

Основные свойства рабочих кардиомиоцитов
Возбудимость,
Проводимость,
Сократимость
Рефрактерность

Рабочие кардиомиоциты
Морфологические особенности
СПР – выражен в меньшей степени, чем в скелетных мышцах

Рабочие кардиомиоциты
Возбудимость ниже, чем у скелетной мускулатуры
МПП = - 90 мв
Функциональное значение низкой возбудимости: отвечают только на свой импульс из проводящей системы

Рабочие кардиомиоциты
ВОЗБУЖДЕНИЕ
В ГЕНЕРИРОВАНИИ ПД РАБОЧИХ КАРДИОМИОЦИТОВ ПРИНИМАЮТ УЧАСТИЕ ИОНЫ
Na+
Ca++

Рабочие кардиомиоциты
Возбуждение
Время (мс)
МП (мв)
МПП
-90
+ 30
0.33 сек
Na+
Ca++

Сопоставление возбуждения и возбудимости во время ПД

Во время возбуждения миокард невозбудим!

Рабочие кардиомиоциты
Сокращение
Роль ионов Са++ : тропонин → тропомиозин → актин
Поступление Са++
1. Из внеклеточной жидкости – до 20%,
2. Из саркоплазматической сети до 90%

Механизм сокращения

Почему сокращение начинается почти одновременно с возбуждением?

Рабочие кардиомиоциты
Расслабление
Роль ионов Са++ .
Удаление: кальциевая АТФ-аза (80% в СПР, 5% во внеклеточное пространство),
натрий/кальциевый обменник (примерно 15%), 3 натрия - в клетку, один кальций- из клетки.

Сопоставление во времени процессов возбуждения и сокращения

Длительность сокращения совпадает с длительностью возбуждения

Рабочие кардиомиоциты
Сопоставление процессов возбуждения, сокращения и изменения возбудимости

Итак!
Во время систолы
Миокард желудочков невозбудим
Функциональное значение этого факта: невосприимчивость к посторонним раздражителям. , следовательно обеспечивается сокращение только в режиме одиночного сокращения и
невозможность для сердца сокращаться в режиме тетануса

Экстрасистолия – внеочередное возбуждение и сокращение сердца
Почему возможны экстрасистолии?

Уязвимый период и его значение
В какой период систолы возможно внеочередное сокращение?
Длительность уязвимого периода сопоставима с фазой реполяризации

Два варианта экстрасистолии:
Синусовая - ответ на внеочередной импульс возникший в синусном узле (свой)
Желудочковая – ответ на импульс, возникший в любом отделе проводящей системы (чужой)

Синусовая – нарушение ритма видно на кардиограмме

После желудочковой – компенсаторная пауза

Возможности влияния на длительность потенциалов действия клеток проводящей системы и рабочих кардиомиоцитов
Клеточный механизм действия медиаторов сердечных нервов

Норадреналин
в кардиомиоцитах:
повышение проницаемости для кальция через аденилатциклазный механизм

Изменение ПД водителя ритма

Эффекты норадреналина
Положительные
Инотропный
Хронотропный
Батмотропный
Дромотропный

К чему приведет избыток норадреналина?
↗темп метаболизма → ↗гликолиз и окисление ЖК →
↗ кислородный запрос → расход АТФ→ дольше реполяризация, → дольше уязвимый период →
↗ вероятность экстрасистолии.

Ацетилхолин
Снижение возбудимости за счет :
увеличения проницаемости для калия
снижения активности аденилатциклазы.

Изменение ПД водителя ритма

Ацетилхолин
Отрицательные
Хронотропный
Инотропный
Батмотропный
Дромотропный