ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ (НОРМАЛЬНЫЙ) АВТОМАТИЗМ СА УЗЛА И ЛАТЕНТНЫХ ЦЕНТРОВ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ (НОРМАЛЬНЫЙ) АВТОМАТИЗМ СА УЗЛА И ЛАТЕНТНЫХ ЦЕНТРОВ

Автоматизмом (а в т о м а т и е й) называют способность специали­зированных клеток миокарда спон­танно вырабатывать импульсы (ПД). В основе этого явления лежит мед-лонная диастолическая деполяриза­ция, постепенно понижающая мем­бранный потенциал до уровня поро­гового (критического) потенциала, с которого начинается быстрая регене­ративная деполяризация мембраны, или фаза О ПД.

В 80-х годах произошли перемены в понимании природы ионных токов, вызывающих спонтанную диастоли-ческую деполяризацию в клетках СА узла и в других автоматических клет­ках. Изменению взглядов способство­вала разработка метода приготовле­ния «малых препаратов» С А узла, на которых была применена техника фиксирования потенциала — voltage-clamp current [Noma A., Irisawa ТТ., 1976], и создание усовершенствован­ных методик (patch-clamp current n др.), позволяющих анализировать ионные токи в отдельных клетках [Пидопличко В. И., Верхратский А. ТТ., 1989; SigworthF. el al., 1980; Brown A. el al., 1981; Reiiler IT. et al., 1985]. В соответствии с современной мо­делью автоматической (ттейсмекер-пой) активности DiFrancesco—Noble, спонтанная диастолическая деполя­ризация обязана своим происхожде­нием ионным механизмам, среди ко­торых прежде всего следует назвать неспецифический ток If, переноси­мый преимущественно ионами Na ^H, входящими в клетку. Впервые от­крытый в СА узле кролика, лтот тон окапался во многих отношениях: близким к току Ik, которому прежде отводилась ведущая роль в формиро­вании автоматизма в волокнах Пypкинье. Вопреки старой точке зрения, ток If как и ток Ir, оказался входя­щим током, активируемым при ги­перполяризации мембраны отрица­тельнее, чем —50-60 мВ. Совпа­дают не только границы активации dthx двух токов, но и их зависимость от изменений внеклеточной концент­рации ионов Na⁺ и К⁺. Правда, авто­матизм СА узла, в отличие от воло­кон Пуркинье, мало чувствителен к сдвигам внеклеточной концентрации ионов К+ в пределах от 4 до 8— 9 мМ/л, что имеет свое объяснение. Токи if и it., блокируются ионами C_s⁺⁺ (цезий), взятьши в небольшой концентрации, и усиливаются под воздействием адреналина [DiFrances-со D., 1981, 1984; Brown H., 1982, 1983; Noble D., 1985].

Хотя для возникновения спонтан­ной диастолической деполяризации п волокнах Пуркипье решающее значе­ние имеет ток if, в этом процессе участвуют и другие ионные токи, в частности ток ik,, который и опреде­ляет зависимость автоматизма воло­кон Пуркинье от внеклеточной кон­центрации ионов К⁺, т. е. угнетение автоматизма при гиперкалиемии (этот ток незначителен в клетках СА узла, поскольку в них мало ik, кана­лов). В общем, в современной модели автоматизма волокон Пуркипье пред­ставлены четыре ионных механизма, зависящие от внеклеточной концент­рации ионов К⁺: а) активация it, усиливающая пейсмекерную актив­ность; б) активация ik, замедляю­щая или приостанавливающая пейс­мекерную активность; в) активация тока Na—К насоса (i_p), тоже замед­ляющая пейсмекерную активность; г) уменьшение тока ik, что усилива­ет пейсмекернуго активность.

В клетках СА узла складываются иные соотношения между ионными токами, определяющими их способ­ность к автоматизму. На долю тока if приходится только до 20% этой активности. На передггий план вы­двигается задержанный выходящий К+ ток (ik), угнетение которого во времени обеспечивает до 80% авто­матической активности [Brown H. et al., 1982]. Разумеется, одними этими токами не ограничиваются сложные процессы, лежащие в основе спон­танного ритмического возбуждения клеток С А узла. Нельзя не упомя­нуть о токе ica, активация которого представляется необходимой для до­стижения порогового потенциала

Возбуждения этих клеток, Vmаx П амплитуды их ПД [Noble D., 1985]. Клиницистам хорошо известно, как чувствителен синусовый ритм к блокаторам Са каналов (L-типа) клеточной мембраны (верапамил) либо к B-адреноблокаторам (пропранолол), тоже влияющим на эти каналы через катехоламины. При анализе Са меха­низмов нельзя не учитывать актив­ности Na⁺-Ka+-MeM6pairaoro насоса, Na⁺-Ca⁺⁺-o6MeHnoro механизма, а также роли внутриклеточных систем, обеспечивающих секвестрацию и вы­деление ионов Са⁺⁺. Накопление зна­ний в этой области биофизики проис­ходит интенсивно, что позволит в ближайшем будущем еще больше приблизиться к истине [Noble D., 1985; Hagiwara N. et al., 1988; Levy M., 1990].

С электрофизиологических пози­ций, интервал меясду сокращениями сердца равен отрезку времени, п те­чение которого мембранный потепцп-ал покоя в клетках СА узла смеща­ется до уровня порогового потенциа­ла возбуждения. Три механизма ока­зывают влияние на продолжитель­ность этого интервала и, следова­тельно, на частоту сердечной дея­тельности.

Первый из них (наиболее важ­ный) — скорость (крутизна) диасто­лической деполяризации. При ее воз­растании пороговый потенциал воз­буждения достигается быстрее п происходит учащение синусового ритма (рис. 5). Противоположный эффект, т. е. замедление спонтанной диастолической деполяризации, ведет к урежению синусового ритма (рис. 6). Следует еще раз подчерк­нуть, что С А узел не должен рассмат­риваться как однородный водитель ритма: в нем имеются группы кле­ток с различным уровнем автоматиз­ма, и соответственно локализация пейсмекера в пределах СА узла мо­жет изменяться.

Второй механизм, оказывающий влияние тта уровень автоматизма СА узла, — изменение мембранного по­тенциала покоя его клеток (макси­мального диастолического потенциа­ла). При увеличении этого потенци­ала (в абсолютных значениях), т. е. при гиперполяризации клеточной мембраны (например, под воздей ствием ацетилхолина), требуется больше времени для достижения по­рогового потенциала возбуждения, если, разумеется, скорость диастоли­ческой деполяризации остается неиз­менной. Следствием такого сдвига будет уменьшение числа сердечных сокращений в единицу времени.

Рис. 5. Ускорение спонтанной диастолической деполяризации в клетках Пуркинье под воздействием адреналина (no M. Otsuka),

I — до адреналина; П — через 10 мин после добанления адреналина.

Рис. 6. Влияние ацетилхолина на скорость спонтанной диастоличе­ской деполяризации в СА узле сердца кролика — замедление депо­ляризации с образованием длинных пауз (но М. Otsuka).

Третий механизм — изменение по­рогового потенциала возбуждения. Его смещение по направлению к ну­лю удлиняет путь диастолической деполяризации и способствует урежению синусового ритма. При­ближение порогового потенциала к потенциалу покоя сопровождается учащением синусового ритма. Воз­можны и различные комбинации трех основных :>лектрофизиологиче-ских механизмов, регулирующих автоматизм СА узла. Соотношение между ними показано на рис. 7, 8.

Преобладание СА узла над осталь­ными водителями ритма, рассеянны­ми в проводящей системе сердца, обеспечивается прежде всего прису­щим ему более высоким уровнем ав­томатизма (скоростью спонтанной диастолической деполяризации), что приводит к опережающей разрядке латентных автоматических центров синусовыми импульсами. В этом про­является «иерархия» автоматизма. Другой фактор, способствующий ве­дущей роли СА узла, — сверхчастое подавление (overdrive suppression — OS) скрытых пейсмекеров, т. е. вре­менное подавление или угнетение их спонтанной активности после частой разрядки. В основе этого явления лежат уменьшение скорости спонтан­ной диастолической деполяризации, гиперполяризация автоматических меток и смещение их порогового по­тенциала возбуждения к менее отри­цательным величинам за счет того, что эти клетки подвергаются актива­ции, более частой, чем их собствен­ная частота возбуждения. М. Vassalle (1977, 1985) показал, что торможе­ние автоматизма при OS связано с тем, что Na⁺-K⁺-Hacocy мембраны требуется сравнительно много време­ни для удаления накопившихся в клетках ионов Na⁺.

-20-

-GO-