Физиология сердца: свойства сердечной мышцы
Ключевые тезисы:
- Сердце обладает четырьмя основными свойствами: автоматия, возбудимость, проводимость, сократимость.
- Сердечная мышца уникальна — это симбиоз типичной (сократительной) и атипичной (проводящей) мышечной ткани.
- Автоматия — способность сердца к самовозбуждению — обеспечивается атипичными клетками, сгруппированными в проводящую систему.
- Проводящая система сердца имеет иерархию (водители ритма) и градиент автоматии.
Автоматия сердца
Автоматия — это способность сердца к самовозбуждению и сокращению без внешних сигналов от нервной системы.
Доказательства автоматии:
- Опыт Страуби (на лягушке): изолированное сердце продолжало сокращаться в питательном растворе.
- Методика Лангендорфа: адаптирована для теплокровных, подтвердила автоматию.
- Эксперимент Ульского (1905 г.): оживление изолированного сердца человека через 3 суток после смерти.
Миогенная теория автоматии (Фалеев)
Опыт с клеточной культурой сердца новорожденного крысёнка показал:
- Существует атипичный миокард — мышечные клетки, бедные миофибриллами, но богатые саркоплазмой.
- Они способны к спонтанным сокращениям с разной частотой.
- Иерархия взаимоотношений:
- Атипичные клетки задают ритм типичным (сократительным).
- Среди атипичных клеток доминирует та, что генерирует наибольшую частоту.
Проводящая система сердца (ПСС)
Атипичный миокард сгруппирован в структуры — проводящую систему:
- Синоатриальный (синусовый) узел (СА-узел) — в правом предсердии. Водитель ритма первого порядка (≈80 имп./мин).
- Атриовентрикулярный узел (АВ-узел) — между предсердиями и желудочками. Водитель ритма второго порядка (≈40-50 имп./мин).
- Атриовентрикулярный пучок (пучок Гиса) — исходит из АВ-узла.
- Ножки атриовентрикулярного пучка (правая и левая).
- Волокна Пуркинье — терминальные разветвления в желудочках.
Градиент автоматии (Гаскелл): способность к генерации возбуждения убывает от венозного к артериальному концу сердца (от СА-узла к волокнам Пуркинье). В норме ритм задаёт СА-узел.
Особенности возбудимости сердечной мышцы
Возбудимость — способность отвечать возбуждением на действие раздражителя.
Ключевое отличие потенциалов действия (ПД):
- Типичный (сократительный) миокард: ПД имеет длительную фазу "плато" (за счёт кальциевого тока), что делает его совпадающим по длительности с систолой. Практически вся систола — это абсолютный рефрактерный период.
- Атипичный миокард (СА-узел):
- Покой: ≈ -60 мВ (вместо -90 мВ).
- Медленная спонтанная диастолическая деполяризация — уровень потенциала самопроизвольно приближается к критическому, что и запускает новый импульс.
- Нет фазы "плато" и перезаряда выше 0 мВ.
- Амплитуда ПД примерно в 2 раза меньше.
Особенности проводимости
Проводимость — способность проводить возбуждение.
- Скорость проведения по атипичному миокарду (ПСС) выше, чем по типичному (из-за большего содержания саркоплазмы).
- Возбуждение первоначально распространяется по ПСС, как по "кабелю", а в месте контакта с сократительным миокардом — по классическим законам (во всех направлениях).
Особенности сократимости
Сократимость — способность отвечать сокращением на раздражитель.
- Сердце работает в режиме одиночного мышечного сокращения (ответ на одиночный импульс от СА-узла).
- Из-за длительного рефрактерного периода (на всю систолу) исключена суммация и тетанус.
- Импульс, пришедший во время систолы (рефрактерный период), не вызовет ответа. Импульс в диастолу может вызвать внеочередное сокращение (экстрасистолу).
Выводы
- Автоматия — фундаментальное свойство сердца, обусловленное атипичными мышечными клетками.
- Проводящая система обеспечивает координированное и иерархичное распространение возбуждения.
- Длительный рефрактерный период предотвращает суммацию и тетанус, обеспечивая ритмичный цикл "сокращение-расслабление".
- Уникальная форма ПД в атипичных клетках (спонтанная диастолическая деполяризация) является ключевым механизмом автоматии.